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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生產實踐中比較常見的問題,也是混凝土企業與施工企業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都是一件麻煩的事,因為混凝土企業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,現簡要總結分析一下,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
在混凝土生產中,水泥是強度對混凝土強度起到了決定性的作用。依據《普通混凝土設計規程》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。
水泥質量波動也是影響混凝土強度的因素,同種水泥難免會發生波動,當水泥強度值低于預計強度值時,必然引起混凝土強度的降低。因此,混凝土生產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。此外水泥細度對混凝土早期強度也有主要影響,水泥偏細,水化速度快,早期強度增長快,后期強度增長不足,甚至出現倒縮。
(2)礦物摻合料
粉煤灰是電廠煙囪中的煙灰,經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,另一方面粉煤灰可以與水泥水化產物Ca(OH)2進行二次水化反應,生成C-H-S膠凝增加混凝土后期強度。在生產實踐中,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注意控制摻量。此外,隨著粉煤灰供應的緊張,“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冒充礦碴粉,也不容忽視。
(2)細骨料
細骨料的細度、顆粒級配、含泥量、泥塊含量、堅固性、有害物質含量等各項性能指數超標時,均對混凝土強度產生影響。細骨料過粗、過細、級配不合理均會造成混凝土用水量增加,如控制不當便會使混凝土強度降低。生產普通混凝土一般使用細度模數為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,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%(以上按質量計)。對于有抗凍、抗滲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大于3.0%。機制砂壓碎值偏大,試驗表明壓碎值15%的機制砂較壓碎值30%的機制砂,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,細骨料中的云母含量不得大于2.0%。細骨料中輕物質含量不得大于1.0%,硫化物及硫酸鹽含量不得大于1.0%(以上均按質量計)。
(3)粗骨料
配制混凝土所用原材料應具有良好的強度,粗骨料的強度低,松軟顆粒含量高,導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。粗骨料應具有良好的級配,級配優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;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
拌合水中有機雜質含量高,或者使用污水、工業廢水拌制混凝土,都會造成混凝土強度下降。預拌混凝土生產廠家不提倡使用經沉淀過濾處理的循環洗車廢水,因為其中含有機油、外加劑等各種雜質,并且含量不確定,容易使預拌混凝土質量出現難以控制的波動現象。
(5)外加劑質量不合格
外加劑已經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,摻量使用不當等,都會造成混凝土強度下降。幾種外加劑復合使用時,應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,使用前應進行試驗,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。設計混凝土配合比時應關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,甚至產生崩坍現象,同樣不利于混凝土強度。
(3)砂率的影響
砂率變化,可導致集料的空隙率和總表面積的變化。當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,甚至出現潰散等不良現象。
