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建筑材料對(duì)混凝土工程質(zhì)量的影響

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建筑材料對(duì)混凝土工程質(zhì)量的影響

摘要:當(dāng)前,我國(guó)建筑工程建設(shè)中,混凝土結(jié)構(gòu)相比于磚混砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)類型應(yīng)用范圍較廣,使用率較高?;炷两Y(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量與人們的日常生活密切相關(guān),被社會(huì)各界廣泛關(guān)注。建筑材料對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量有很大的影響,通過(guò)對(duì)材料管控可以很好地保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量。本文將對(duì)混凝土材料的組成、配合比、其對(duì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的影響及防治措施進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞:建筑材料;混凝土結(jié)構(gòu);質(zhì)量

材料的元素構(gòu)成和礦物含量會(huì)對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生一系列的影響,例如,由于硅酸鹽水泥強(qiáng)度與硅酸鹽水泥石數(shù)量呈正比,因此水泥石中鋁酸三鈣的含量較高,水泥硬化會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的熱量,引起更大的溫度應(yīng)力并在混凝土結(jié)構(gòu)中引起裂縫,影響正常使用。各種材料不同比例的混合對(duì)建筑工程的質(zhì)量也有一定影響。例如,當(dāng)水泥混凝土中的水灰比太大時(shí),孔隙率高,強(qiáng)度和耐久性差;環(huán)境侵蝕會(huì)使材料的內(nèi)在構(gòu)造產(chǎn)生變化。因此,要充分考慮環(huán)境影響,正確選用材料,并進(jìn)行合理的材料配比設(shè)計(jì),以更好地保證工程質(zhì)量。

1混凝土的材料構(gòu)成

混凝土主要由膠凝材料(水泥、粉煤灰、礦渣等)、砂、石、水、外加劑等材料經(jīng)過(guò)一定比例混合而成。其中膠凝材料的作用是通過(guò)與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成固體凝膠,進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)度,并起到粘結(jié)砂石的作用;加入砂石可以減少混凝土中膠凝材料的用量,增加混凝土體積,可經(jīng)濟(jì)有效地增加混凝土耐久性;外加劑的作用是在特殊環(huán)境中保證水灰比一定的情況下通過(guò)改變凝結(jié)時(shí)間等方式,提高混凝土的和易性,降低水泥用量。通過(guò)合理配比,不僅可以將礦渣、粉煤灰等廢料變廢為寶,還可以經(jīng)濟(jì)有效改善混凝土的和易性。

2材料種類及使用比例的影響

2.1膠凝材料

膠凝材料中最具有代表性的當(dāng)屬水泥,下面以水泥為例分析膠凝材料對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的影響。工程所處環(huán)境、成本等因素在很大程度上影響著水泥品類的選用。水泥的選用不當(dāng)可能會(huì)引起防寒性差、易干縮、易起砂、早期強(qiáng)度較低、易被侵蝕、受干濕交替變化影響較大等很多工程缺陷。按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,早強(qiáng)型混凝土中鋁酸三鈣含量應(yīng)高于3%且不得超過(guò)7%,若水泥中鋁酸三鈣的含量過(guò)多,即使各項(xiàng)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn),但由于該品種水泥凝結(jié)硬化時(shí)間短,初期強(qiáng)度高,凝結(jié)過(guò)程中收縮較大,在施工過(guò)程中很難控制,極其容易造成大體積收縮引起結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的工程質(zhì)量問(wèn)題。水泥的安定性也會(huì)在很大程度上影響建筑工程質(zhì)量。水泥的總體積會(huì)隨著硬化過(guò)程而產(chǎn)生變化。通過(guò)摻入熟料礦物使得混凝土在水泥水化過(guò)程中的體積變化均勻,可以最大限度地降低對(duì)建筑物的質(zhì)量影響。但如果由于水泥中某些有害成分的作用而使水泥硬化,則水泥內(nèi)部會(huì)發(fā)生急劇而不均勻的體積變化,并且建筑物內(nèi)部會(huì)發(fā)生破壞和倒塌等事故。另外,混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量也受水泥的凝結(jié)時(shí)間、水化熱和強(qiáng)度等特性的制約。例如,過(guò)高的水化熱會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)由于巨大的溫差應(yīng)力而破裂,從而給工程帶來(lái)危害。

2.2砂石等骨料

骨料的級(jí)配影響著混凝土的質(zhì)量。較好的級(jí)配應(yīng)當(dāng)是:骨料較小的孔隙率可以節(jié)省水泥用量;降低骨料的總表面積可以減少濕骨料表面的需水量;必須有合適的細(xì)骨料以滿足混合物可加工性的要求。因此,良好的骨料級(jí)配可以產(chǎn)生具有良好流動(dòng)性和較少的偏析和滲出且添加水較少的混合物,并且通過(guò)結(jié)合對(duì)應(yīng)的成型條件可以使制成的混凝土均勻密實(shí),同時(shí)可達(dá)到增加強(qiáng)度和耐久性有所改善,且可節(jié)約水泥的效果。新制成型混凝土的性能、骨料的外表積大小、強(qiáng)硬混凝土的完全體功能和施工設(shè)備的使用損耗都會(huì)受到骨料粒徑的制約。合成顆粒越大,表面積越小,需要在每單位重量上加水,以減少耗水量。當(dāng)達(dá)到一定的工作能力時(shí),可以降低水泥路的比例,并相應(yīng)地提高功率。然而,如果顆粒尺寸太大,連接區(qū)域就會(huì)減少,界面張力的集中就會(huì)形成,在運(yùn)輸和施工中,分離的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加。骨料的活性以及其中所含有的有害雜質(zhì)也對(duì)混凝土的質(zhì)量有著一定程度的影響。

2.3外加劑

選取合適的外加劑類型及用量可以很好地改善混凝土的性能。例如,可減少混凝土的水消耗,或可在不增加水消耗的情況下增加混凝土的流動(dòng)性,也可通過(guò)減少滲出和偏析來(lái)調(diào)節(jié)混凝土的凝固時(shí)間。提高可加工性和耐水洗性,可減少坍落度水滴損失。增加泵送混凝土的可泵送性,提高利用率,延遲混凝土的初始水化熱,避免大體積混凝土由于升溫過(guò)快而產(chǎn)生溫度裂縫。提高混凝土早期強(qiáng)度,可防止混凝土在負(fù)溫下凍結(jié),進(jìn)而提高強(qiáng)度,增加抗凍及耐磨等性能;通過(guò)控制堿性分子聚集反應(yīng),降低混凝土的黏度系數(shù)。在混凝土中外加物后,大多數(shù)會(huì)產(chǎn)生一些物理效應(yīng),少數(shù)會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。其作用因類型不同而不同,如在被吸附的水泥顆粒表面形成吸附膜,從而改變效力,產(chǎn)生不同的吸力或推力。有的增強(qiáng)了水泥分布體系的穩(wěn)定性,打破了絮凝狀態(tài),使得水泥的水化處于一個(gè)更優(yōu)的條件下;有的改變了水泥顆粒表面的吸附狀態(tài),集結(jié)成為大分子結(jié)構(gòu);有些會(huì)使張力和水面再次變小。

2.4配合比

優(yōu)質(zhì)的配合比設(shè)計(jì)可以確保工程項(xiàng)目質(zhì)量。優(yōu)質(zhì)混凝土應(yīng)具有良好的可加工性,并具有足夠的強(qiáng)度和硬化后必要的耐久性。但是,根據(jù)不同的混凝土結(jié)構(gòu)工程要求,其配合比也有所不同,不良的配合比設(shè)計(jì)會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量?;旌媳戎械乃冶葘?duì)混凝土坍落度和水泥用量產(chǎn)生更大的影響。當(dāng)水泥的量少時(shí),混凝土的黏合性差、強(qiáng)度低、耐久性差、耐磨性差,并且易于粉化和沙化。骨料之間的水泥漿潤(rùn)滑能力不足會(huì)使得施工過(guò)程中混凝土不易流動(dòng)性、難以致密,造成結(jié)構(gòu)開(kāi)縫的現(xiàn)象。水泥用量過(guò)多時(shí),硬化后會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生更多裂縫,影響混凝土強(qiáng)度。

3建筑材料影響混凝土質(zhì)量的防治措施

3.1嚴(yán)格控制配合比

在建筑材料中,組成材料的不同比例將直接影響混凝土的最終性能。為了確?;炷列阅軡M足建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際要求,有必要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,嚴(yán)格控制其配比,以確保其合理性,并確保拌和性能。對(duì)于水泥與水的取用要特別注意,作為混凝土的黏合劑,水泥漿要有一定的稠度,以免材料的脫落和由此導(dǎo)致的混凝土質(zhì)量下降。在進(jìn)行配比設(shè)計(jì)時(shí),首先要選取合適的膠凝材料及粗細(xì)骨料,然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和工程對(duì)混凝土的強(qiáng)度、和易性、耐久性等方面的要求加入適量的外加劑,并根據(jù)原材料的質(zhì)量適時(shí)做出調(diào)整。在攪拌過(guò)程中要嚴(yán)格按照配合比控制各種材料的用量,對(duì)于配合比例有誤的混凝土不得使用,需進(jìn)行重新攪拌。

3.2合理選取含堿骨料

使用堿性骨料時(shí),盡量選擇含堿量較低的骨料,尤其是實(shí)際施工中使用量較大的水泥,由于其與多種材料進(jìn)行混合,會(huì)發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng),堿性活躍會(huì)使結(jié)構(gòu)存在開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn),所以要控制水泥中的含堿量,盡可能選如硅酸鹽水泥這種各項(xiàng)性能都較優(yōu)的低堿水泥,可有效減小含堿集料與其他材料發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。同時(shí)還要控制其他骨料中的含堿量,例如選取合適的砂子,盡量選取河砂,減少海砂的使用量。受制于地域限制無(wú)法降低含堿量時(shí)可以摻入混合材料來(lái)緩解、抑制堿骨料的化學(xué)反應(yīng),必要的時(shí)候還可以隔絕水和空氣來(lái)進(jìn)行混凝土攪拌。

3.3減少水泥用量

水泥的水化過(guò)程產(chǎn)生的熱量會(huì)對(duì)混凝土的收縮產(chǎn)生較大的影響。不同類型的水泥的水化熱差異很大,因此應(yīng)使用低中熱量的水泥。減少水泥用量的主要措施是選擇具有良好和精細(xì)的骨料級(jí)配且可能的粒徑最大的骨料。另外,含砂比小,外表面積小也可以節(jié)省水泥。粗砂可以比細(xì)砂節(jié)省水泥,并且在混凝土和可加工性條件下可以最大程度地降低坍落度,從而可以減少水和水泥的消耗。通過(guò)添加減水劑,還可以減少水泥的用量。

3.4控制水灰比

混凝土收縮變形很多時(shí)候是由于內(nèi)部多余水分的不斷蒸發(fā)散熱,根據(jù)相關(guān)研究,水泥水合所需的水量?jī)H為水泥重量的20%左右。實(shí)際工程中使用的水灰比遠(yuǎn)大于此,故而收縮率也比較大,因此必須嚴(yán)格控制水灰比以減少混凝土的單位耗水量。

3.5合理使用外加劑

應(yīng)從多個(gè)方面積極優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量控制,將外加劑與混凝土緊密結(jié)合,有助于改善混凝土的功能,確保混凝土的整體施工質(zhì)量。混凝土的強(qiáng)度、加工和耐久性要求有效地提高了添加劑的使用,添加劑可以將建筑成本降至最低。對(duì)于減少水的使用,它必須確保水和水泥的消耗量保持不變,混凝土的流動(dòng)性增加,強(qiáng)度保持不變。通過(guò)混合大量的混合物,可以有效地控制堿性聚合反應(yīng)。對(duì)于高溫地區(qū)或者大體積混凝土施工時(shí),加入適量的緩凝劑可以滿足運(yùn)輸及泵送要求,減少坍落度損失,可在顯著延長(zhǎng)初凝時(shí)間的條件下保證后期強(qiáng)度不變。對(duì)于低溫地區(qū)則可以加入適量的防凍劑來(lái)使混凝土在負(fù)溫下硬化,且在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到足夠的防凍強(qiáng)度。

3.6加大入場(chǎng)材料的管控力度

對(duì)入場(chǎng)材料要進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè),確保入場(chǎng)材料的規(guī)格和質(zhì)量符合要求,對(duì)于水泥應(yīng)在檢查規(guī)格和質(zhì)量后按批次進(jìn)行強(qiáng)度、細(xì)度及安定性等性能進(jìn)行檢測(cè);砂子則要檢測(cè)其顆粒級(jí)配、含水率、含泥量是否符合要求。同時(shí)還要注意材料的存儲(chǔ)位置,例如水泥要對(duì)方于溫度適中、陰涼且干燥的環(huán)境,避免水泥受潮結(jié)硬、低溫受凍影響水化、高溫?fù)p失強(qiáng)度等。砂石料的堆放場(chǎng)地要全部硬化,保持清潔,避免二次污染,且要控制堆放高度,保證頂部平整,減少級(jí)配離析。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述,建筑材料的選取、配比、合理使用都會(huì)對(duì)建筑工程強(qiáng)度、耐久性、適用性等質(zhì)量造成直接影響。為了充分保證建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量,除了考慮環(huán)境和地質(zhì)因素外,最重要的是正確選擇材料和進(jìn)行比例設(shè)計(jì)。其中,混凝土是建筑項(xiàng)目中非常常用的材料。在混凝土結(jié)構(gòu)工程中,嚴(yán)格控制建筑材料質(zhì)量實(shí)際上就是對(duì)建筑工程質(zhì)量的全面控制,這顯示了建筑材料的重要影響和地位。因此,施工人員在實(shí)際施工中應(yīng)認(rèn)真選擇各種建材,保證工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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作者:王立國(guó) 單位:遼寧晟華城科檢驗(yàn)檢測(cè)有限公司