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原材料及配合比造成的混凝土強度不足
混凝土強度不合格或強度低是混凝土企業(yè)生產(chǎn)實踐中比較常見的問題,也是混凝土企業(yè)與施工企業(yè)糾紛爭論的焦點問題?;炷翉姸炔缓细裢嬖谡嬲膹姸绕驮斐傻摹罢娌缓细瘛焙鸵驗槟撤N誤差造成的一些誤判所謂的“假不合格”,無論哪種情況對于混凝土企業(yè)都是一件麻煩的事,因為混凝土企業(yè)很難證明或者說明混凝土是合格的。造成混凝土不合格或強度偏低的原因很多,現(xiàn)簡要總結(jié)分析一下,供同行朋友借鑒,歡迎批評指正。
(一)混凝土原材料引起的強度偏低
(1)水泥
在混凝土生產(chǎn)中,水泥是強度對混凝土強度起到了決定性的作用。依據(jù)《普通混凝土設(shè)計規(guī)程》JGJ55-2011水膠比計算公式可知,在膠凝材料比例不變的條件下,水泥強度的高低直接影響混凝土的強度,水泥強度越高,混凝土強度越高。
水泥質(zhì)量波動也是影響混凝土強度的因素,同種水泥難免會發(fā)生波動,當(dāng)水泥強度值低于預(yù)計強度值時,必然引起混凝土強度的降低。因此,混凝土生產(chǎn)過程中盡量選擇平均強度離散小的水泥。水泥的早期強度主要依靠(C3S、C3A)而后期強度主要依靠(C2S),用C3S含量較高的水泥配制的混凝土其早期強度增長較快,但在后期可能增長較低。此外水泥細(xì)度對混凝土早期強度也有主要影響,水泥偏細(xì),水化速度快,早期強度增長快,后期強度增長不足,甚至出現(xiàn)倒縮。
(2)礦物摻合料
粉煤灰是電廠煙囪中的煙灰,經(jīng)過高溫粉磨形成的一種礦物摻合料。粉煤灰是混凝土配制混凝土的重要摻合料,一方面可以改善水泥顆粒級配,降低孔隙率具有良好的填充效應(yīng),另一方面粉煤灰可以與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2進(jìn)行二次水化反應(yīng),生成C-H-S膠凝增加混凝土后期強度。在生產(chǎn)實踐中,隨著粉煤灰摻量的提高,超過一定量以后,混凝土的早期強度(3d)和28d強度均降低,因此使用粉煤灰時應(yīng)注意控制摻量。此外,隨著粉煤灰供應(yīng)的緊張,“假粉煤灰”層出不窮,對混凝土造成強度不容忽視影響。
同樣,在礦粉中摻加石灰石石粉及其他來源不明的物質(zhì)冒充礦碴粉,也不容忽視。
(2)細(xì)骨料
細(xì)骨料的細(xì)度、顆粒級配、含泥量、泥塊含量、堅固性、有害物質(zhì)含量等各項性能指數(shù)超標(biāo)時,均對混凝土強度產(chǎn)生影響。細(xì)骨料過粗、過細(xì)、級配不合理均會造成混凝土用水量增加,如控制不當(dāng)便會使混凝土強度降低。生產(chǎn)普通混凝土一般使用細(xì)度模數(shù)為2.5~2.8 的中砂(泵送混凝土用砂通過0.3mm篩孔,顆粒不宜小于15%),太細(xì)的砂用水量會變大,強度會變低,且容易收縮開裂,太粗會影響混凝土的和易性。由含泥量過大,一方面可以影響外加劑的性能,造成減水率降低,增加混凝土用水量,另一方面骨料表面的含泥量會影響其與膠凝材料的粘結(jié),造成強度降低。因此,C60及以上混凝土不大于2.0%;C55~C30混凝土不得大于3.0%;C25及以下混凝土不大于5.0%(以上按質(zhì)量計)。對于有抗凍、抗?jié)B或其他特殊要求的小于或等于C25混凝土用砂其含泥量不應(yīng)大于3.0%。機(jī)制砂壓碎值偏大,試驗表明壓碎值15%的機(jī)制砂較壓碎值30%的機(jī)制砂,同配比情況下,前者強度較后者高3MPa左右。云母呈薄片狀,表面光滑,且極易沿節(jié)理裂開,因此它與水泥石的粘附性極差,對混凝土強度有一定的影響,細(xì)骨料中的云母含量不得大于2.0%。細(xì)骨料中輕物質(zhì)含量不得大于1.0%,硫化物及硫酸鹽含量不得大于1.0%(以上均按質(zhì)量計)。
(3)粗骨料
配制混凝土所用原材料應(yīng)具有良好的強度,粗骨料的強度低,松軟顆粒含量高,導(dǎo)致其配制混凝土強度偏低,此外針片狀含量大也會降低混凝土強度。粗骨料應(yīng)具有良好的級配,級配優(yōu)良的骨料配制的混凝土拌合物工作性良好,不易離析分層。骨料中粉塵、粘土含量較高。骨料表面粘有細(xì)石粉或泥粉。這對混凝土強度是很不利的。這是因為:①這些微粒包裹在骨料的表面,影響骨料與水泥的粘結(jié);②加大骨料的比表面積,增加用水量;③粘土顆粒,強度低,體積不穩(wěn)定,干縮濕脹,對混凝土有一定的破壞作用。
(4)拌合水
拌合水中有機(jī)雜質(zhì)含量高,或者使用污水、工業(yè)廢水拌制混凝土,都會造成混凝土強度下降。預(yù)拌混凝土生產(chǎn)廠家不提倡使用經(jīng)沉淀過濾處理的循環(huán)洗車廢水,因為其中含有機(jī)油、外加劑等各種雜質(zhì),并且含量不確定,容易使預(yù)拌混凝土質(zhì)量出現(xiàn)難以控制的波動現(xiàn)象。
(5)外加劑質(zhì)量不合格
外加劑已經(jīng)成為混凝土中不可缺少的組分,合理正確使用外加劑可以改善混凝土性能提高混凝土質(zhì)量,但不合理或不正確使用外加劑有可能造成混凝土強度降低。如:在防凍劑中,防凍組成數(shù)量不足;在泵送劑或緩凝減水劑中,緩凝劑的用量過大或羥基羧酸鹽緩凝劑未隨使用溫度的升降而增減;早強劑用量過大,摻量使用不當(dāng)?shù)龋紩斐苫炷翉姸认陆?。幾種外加劑復(fù)合使用時,應(yīng)注意不同品種外加劑之間的相容性及對混凝土性能的影響,使用前應(yīng)進(jìn)行試驗,滿足要求后方可使用,如聚羧酸系高性能減水劑與萘系減水劑不宜復(fù)合使用
(二)混凝土配合比對強度的影響
混凝土配合比對混凝土強度及耐久性具有直接的影響,此外,用水量、砂率、漿骨比等也影響混凝土拌合物的性能,對混凝土強度造成影響。設(shè)計混凝土配合比時應(yīng)關(guān)注混凝土拌合物的和易性,防止因流動性、粘聚性及保水性不良造成混凝土離析、泌水降低混凝土混凝土強度。
(1)水灰比的影響
在原材料及其組成一定的情況下,水膠比的大小直接影響混凝土強度,且是影響混凝土強度的最主要因素。水膠比低硬化后的水泥石相對孔隙率低,強度偏高混凝土強度相對較高。
(2)漿骨比的影響
漿骨比是混凝土拌合物中的漿體量與骨料體積的比值,在混凝土拌合物中,漿體一方面填充骨料間的空隙,一方面包裹在骨料表面使拌合物具有一定的工作性。漿體過多造成混凝土穩(wěn)定性變差,混凝土缺陷增多不利于混凝土強度。漿體過少不利于填充骨料間的空隙和包裹在骨料表面,則混凝土拌和物粘聚性變差,甚至產(chǎn)生崩坍現(xiàn)象,同樣不利于混凝土強度。
(3)砂率的影響
砂率變化,可導(dǎo)致集料的空隙率和總表面積的變化。當(dāng)砂率過大時集料的空隙率和總表面積增大,在水泥漿用量一定的條件下,混凝土拌和物就顯得干稠。當(dāng)砂率過小時,雖然骨料的總表面積減少,但由于砂漿量不足,不能在粗骨料的周圍形成足夠的砂漿層來起潤滑作用,因而使混凝土拌和物的流動性降低,影響混凝土拌和物的粘聚性,使拌和物顯得粗澀、粗骨料離析、水泥漿流失,甚至出現(xiàn)潰散等不良現(xiàn)象。