王玉琢
黑龍江林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系,黑龍江 牡丹江 157011
水泥砼是當(dāng)今用量最大的建筑材料,年用量接近90億噸,用量非常巨大。砼工程質(zhì)量的好壞直接影響著整個鋼筋砼結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量,而砼原材料的好壞和選配是否恰但也直接影響著水泥砼工程的質(zhì)量。因此,確保鋼筋砼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的一個重要的因素是要從砼原材料的質(zhì)量控制做起。針對水泥砼質(zhì)量的影響因素進(jìn)行簡單的探討。
水泥的強度和體積安定性直接影響砼的質(zhì)量。水泥的強度上下波動,砼的強度就會發(fā)生相應(yīng)的變化;水泥的體積安定性差,就會使砼產(chǎn)生膨脹性裂縫。因此,要選好水泥品種,根據(jù)經(jīng)驗,大水泥廠生產(chǎn)的水泥質(zhì)量比較穩(wěn)定可靠。
黃砂最關(guān)鍵的是細(xì)度模數(shù)和含泥量,砂子太細(xì)或含泥量過多,會增加砼的干縮裂縫。另外,砂子中含泥量高,不僅影響砼的強度,而且影響抗凍性、抗?jié)B性和耐久性。因此,砼最好采用中粗砂,且含泥量和有機質(zhì)的含量必須滿足規(guī)范要求。
石子主要控制好級配、針片狀含量和壓碎值。經(jīng)調(diào)研,目前,好多砼廠家的石子級配都不是很好,因此,如何確保石子級配連續(xù),且在生產(chǎn)中切實可行,還值得進(jìn)一步探討研究。
現(xiàn)在南京地區(qū)主要使用商品砼,選擇商品砼廠家也是一件很重要的事情。根據(jù)體會,一定要選擇信譽好的,設(shè)備比較先進(jìn)的砼廠家,同時必須到現(xiàn)場對原材料進(jìn)行定期和不定期的檢查。
砼配合比是指單位體積的砼中各組成材料的重量比例。水灰比、單位用水量和砂率是砼配合比設(shè)計的3個基本參數(shù),它們與砼各項性能之間有著非常密切的關(guān)系。確定這3個基本參數(shù)的基本原則是:在滿足砼強度和耐久性的基礎(chǔ)上,確定砼水灰比,在滿足砼施工要求的和易性基礎(chǔ)上,根據(jù)粗骨料的規(guī)格確定砼單位用水量,砂在骨料中的數(shù)量應(yīng)以填充石子空隙后略有富余的原則來確定。
眾所周知,硅酸鹽水泥主要的組成礦物有4種,它們的水化性質(zhì)不同,在水泥中所占比例不同時影響對水泥整體的性質(zhì)。C3S雖對早期強度貢獻(xiàn)較大,但水化熱是其他礦物水化熱的數(shù)倍。因此C3S含量較大的早強水泥容易因早期的溫度收縮、自收縮和干燥收縮而開裂。目前我國砼尤其是C50以上強度等級的砼普遍使用高效減水劑和其他外加劑由于C3S水化速度最快,生成3個水化硅酸鈣幾乎不溶于水,而立即以膠體微粒析出,并漸漸凝聚而成為凝膠。對減水劑的吸附量也最大,它首先吸附了大量減水劑。因而C3S含量高的水泥一般與外加劑的適應(yīng)性差。
在目前我國大多數(shù)水泥粉磨條件下,水泥磨的越細(xì),其中細(xì)顆粒越多。增加水泥的比表面積能提高水泥的水化速率,提高早期強度,但是粒徑在1um以下的顆粒不到一天就完全水化,幾乎對后期強度沒有任何貢獻(xiàn)。倒是對早期的水化熱、砼的自收縮和干燥收縮有貢獻(xiàn)—水化快的水泥顆粒水化熱釋放得早;因水化快消耗砼內(nèi)部的水分較快,引起砼的自干燥收縮;細(xì)顆粒容易水化充分,產(chǎn)生更多的易于干燥收縮的凝膠和其他水化物。粗顆粒的減少,減少了穩(wěn)定體積的未水化的顆粒,因而影響到砼的長期性能。我們現(xiàn)有的砼結(jié)構(gòu)。一般的設(shè)計壽命是60年,而有專家預(yù)測,由于超細(xì)水泥顆粒含量太多,50年后,我們的砼強度只能達(dá)到設(shè)計強度的40%。隨水泥比表面積的增加,與相同高效減水劑的適應(yīng)性差。為減小流動度損失需要增加更多摻量的高效減水劑。不僅增加施工費用,而且可導(dǎo)致砼中水泥用量的增加,影響砼的耐久性。水泥細(xì)度還會影響砼的抗凍性、抗裂性。
設(shè)計砼配合比時,都要求骨料的強度大于砼的強度。因此一般情況下,骨料質(zhì)量對砼強度幾乎沒有什么影響。影響砼強度的主要是骨料中的有害物質(zhì)(如淤泥、有機物、硫化物和硫酸鹽等)。它影響骨料的粘結(jié),降低砼的強度,硫酸鹽和硫化物對水泥有腐蝕作用,它與水泥的水化物反應(yīng)生成鈣礬石,使水泥石體積膨脹。她除了能降低砼的強度外,還降低砼的抗凍性能。當(dāng)骨料含有較多的軟弱顆?;螂s質(zhì)時,也會使砼強度下降。表面棱角多的碎石表面圓滑的卵石與水泥石的粘結(jié)力要強。砼中骨料的用量與水泥之間的比例關(guān)系,也直接影響砼的強度,尤其對于水泥用量比較大的高強砼。
在目前使用的高等級砼中,為了改善砼的物理力學(xué)性能,提高砼的強度,一般采用外加劑和粉煤灰雙摻的辦法比較好,粉煤灰作為活性材料,主要含有大量的三氧化鋁和SiO2,與水拌合后,本身不硬化,而是氣硬性(氫氧化鈣)相拌合,不僅在空氣中硬化,而且在水繼續(xù)硬化,由于礦物顆粒比較細(xì),具有填充效應(yīng)和流化效應(yīng),增加強度。通過大量的工程實踐充分證明了這一點,在提高砼強度的同時,但也帶來了砼的早期強度偏低的現(xiàn)象,28d天標(biāo)準(zhǔn)強度達(dá)不到設(shè)計要求,所以在配制高強砼時,要注意摻加量的比例要掌握準(zhǔn)確,適應(yīng)性如何等等,不要盲目摻加,否則影響砼的強度。
隨著高等級公路建設(shè)高潮的到來,許多新的施工技術(shù)和先進(jìn)工藝將被應(yīng)用到砼施工過程中,公路工程建設(shè)存在的問題也必將得到解決。只要我們不斷努力進(jìn)行鉆研,一定能夠克服工程施工中的各種困難,把我們公路建設(shè)提高到一個新的水平。
[1]交通部公路科學(xué)研究所.公路水泥砼路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F30-2003).人民交通出版社,2003.
[2]交通部公路科學(xué)研究所.公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003).人民交通出版,2003.
[3]陳建奎.砼外加劑的原理與應(yīng)用.中國計劃出版社,1997.
[4]普通砼用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)(JTG 52-2006)中國建筑工業(yè)出版社,2006.
[5]普通砼長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50082-2009)中國建筑工業(yè)出版社,2009.