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淺談細石混凝土地面起灰跑砂的成因與預防引言
地下室車庫地面、生產車間地面、倉庫地面、商場地面、冷庫地面等細石混凝土結構,其設計強度等級一般都不過C30,以C20、C25兩個強度等級的居多,其厚度尺寸一般是4~6cm左右,但要求表面平整、美觀、**、不得起灰和跑砂。
筆者走訪了某地區數個建筑物的地下室車庫,地面用的細石混凝土,有現場攪拌的、也有使用預拌混凝土的,膠凝材料種類有純水泥的、也有水泥加粉煤灰的。盡管混凝土生產方式不同、所用膠凝材料種類不同,但起灰、跑砂現象均較普遍,據了解有幾個地下室車庫地面都做了一次以上的返工修,仍沒有很好地解決這一問題。
混凝土地面起灰跑砂,表明表層混凝土強度很低、水泥漿體與骨料的黏結強度很低。由灰水比與混凝土強度相關性的鮑羅米定則可知,使用同樣的材料配制混凝土時,單位水泥用量一定,混凝土強度越低,意味著單位水量越多,據此判斷,導致其強度很低的較主要因素就是表面存在多余水分的危害作用,這一點從施工過程中混凝土表面的泌水情形可以得到證實。因此,本研究著重討論聚積在表面的多余水分的產生原因及提高表面強度、防止起灰跑砂的技術措施。
一、聚積在表面的多余水分的產生原因:
1、水泥的泌水性
在水泥漿分散體系中,其固體粒子的表面,都存在一個吸附水層和擴散水層。當固相粒子的濃度足夠時,它們在分子力的作用下,通過水膜互相聯結成為一個凝聚空間結構網。如果水泥-水系統中的水量過少,就不足以在固相粒子表面形成吸附水層,同時也由于缺少水分,粒子也不能在熱運動作用下互相碰撞而凝聚,這時水泥漿表現出松散的狀態。相反,如果原始加水量過高,則分散的固體粒子所形成的凝聚空間結構網所能占有的體積會大大小于原始的水泥-水體系所占有的空間,這時會出現水分的分離。對于某一確定的水泥漿來說,應該有一個適當的加水范圍。在這個范圍內,水泥漿能夠形成凝聚結構,并且凝聚結構空間網能基本上占滿原始的水泥-水體系的空間當然,要滿足坍落度要求,還需加減水劑,在此不予討論。從表中可以看出,配制各等級混凝土的用水量大大過水泥漿泌水臨界用水量,強度等級越低,出的水量越大。表明C20、C25及C30級混凝土中水泥漿均具有明顯的泌水特性,而且強度等級越低、泌水量就越多。這是低強度等級混凝土泌水量多的主要原因.
2、混凝土的泌水性
混凝土拌合用水具有兩方面的功能:
一是保證水泥水化過程的進行;
二是使新拌混凝土拌合物具有足夠的流動性,以便于澆搗成型。在目前工藝條件下,滿足施工要求的用水量往往大于水泥水化所需的水量。在混凝土澆搗及靜置過程中,水、膠凝材料和砂中的微細組分上浮而骨料和膠凝材料粒子下沉,共生離析,這些多余的水分就會滲到混凝土表面或聚積在集料的下表面。強度等級越低、這種多余的水分就越多、從混凝土表面泌出的水量也就越多。
3、碎石對泌水的影響
此類結構的設計厚度尺寸只有4~6cm左右,因此,不能用5~25mm連續粒級碎石,只能選用粒徑較小的碎石,結合深圳碎石市場的供應情況,選取5~10mm連續粒級碎石作為此類結構混凝土用粗骨料。5~10mm連續粒級碎石的比表面積顯然比5~25mm連續粒級碎石大許多,而且它的孔隙率也比5~25mm連續粒級碎石的孔隙率大2%~4%,所以用5~10mm連續粒級碎石配制混凝土需要增加用水量。試驗結果表明,用5~10mm連續粒級碎石配制不同稠度的混凝土,單位用水量比用5~25mm連續粒級碎石時增加20kg左右,需要的水泥砂漿量也要相應增加。對于C20、C25及C30級混凝土,增加拌和水用量,就是增加了混凝土中的自由水用量,因此,加大了混凝土的泌水量。
4、結構所處基面對泌水的影響
此類細石混凝土層均處在已經硬化、齡期一般都過28d的混凝土結構之上,這種混凝土基面吸水性較差,這對細石混凝土層而言,其中的自由水幾乎不會從基面流失,只會從表面泌出。
5、施工對泌水的影響
在此類細石混凝土層的施工過程中,為了讓其很好地與基面聯結,澆筑*般都會用水潤濕、施以稀薄的水泥凈漿涂層等方法對基面進行處理,這就不可避免地會殘留一些水分在基面上、不均勻地混入新澆筑的細石混凝土里,通過振搗而被擠壓至混凝土表面,加大局部泌水。甚至有些工人為了操作省力,澆筑過程中隨意向混凝土里加水,這就進一步加大泌水。另外,施工過程中,有些工地,混凝土振搗后,待混凝土表面已經泌出了較多水分,工人才開始用鋁合金刮尺刮平混凝土面層,用鋁合金刮尺刮平的過程中,
使表面水分流動形成波浪,沖刷表層混凝土,硬化后混凝土表面露出很干凈的細砂,稍微用力搓磨,都會起灰。
綜合上述分析可知,由于這些多余水分的大量泌出,致使混凝土表面的水灰比遠大于1.00,從而形成強度很低的表面疏松層,只要受到外力撓動,就會出現起灰跑砂現象。
6、提高表面強度、防止起灰跑砂的技術措施
二、采取措施盡可能地降低泌水率
低強度等級混凝土拌合物性能主要包括和易性、坍落度損失、含氣量、凝結時間等。如果原材料合格、配合比設計合理,則和易性(除保水性外)、坍落度損失、含氣量、凝結時間等都可以調整,而保水性(它的反面是泌水性)則沒有可以直接調整的方法。長期以來,現澆低強度等級混凝土的泌水一直是一個難題,原因就是在目前工藝條件下,配制低強度等級混凝土的用水量大大過水泥漿泌水臨界用水量。但可以通過以下措施盡可能地降低泌水率:
1、混凝土生產環節。原材料方面,選用較細的膠凝材料;選用具有一定引氣、保塑、保水功能的減水劑;采用I級或者需水量比小于**的II級粉煤灰。配合比方面,適當摻入粉煤灰,提高膠凝材料用量;適當提高砂率;確定減水劑的合適摻量,避免摻量過高加大泌水;保證施工性能的前提下,盡量減少單位用水量。
2、混凝土施工環節。澆筑混凝土前,用水潤濕、施以稀薄的水泥凈漿涂層等方法對基面進行處理時,盡可能地減少基面積水。澆筑過程中嚴禁向混凝土里隨意加水?;炷琳駬v后應立即用鋁合金刮尺進行表面平整處理,不可等到混凝土表面泌出了大量水分后再行處理,以防聚積在表面的水分形成波浪,沖刷表層混凝土。
3、采取措施提高表面強度
待表面沒有明水可以收面時,收面之前在混凝土表面均勻地撒一薄層地面硬化劑如金鋼砂,其用量及施工方法應嚴格遵照具體產品的使用說明執行。如果沒有*的地面硬化劑,可用干混水泥砂漿(質量比為水泥∶干砂=1∶1)代替,將干混水泥砂漿按6kg/m2左右的用量均勻地撒在混凝土表面,先用帶磨盤的電鏝提漿,然后用刀口輕度傾斜的電動抹平機抹平收光。如果人工收面,一定要用力反復邊壓邊抹,使撒在表面的干混水泥砂漿能充分地與細石混凝土融為整體,否則,在以后使用過程中容易起殼掉皮。通過添加干混水泥砂漿來降低表層混凝土水灰比、提高表面強度,從而有效地防止了起灰跑砂。
4、采取有效的養護措施
在混凝土達到終凝硬化后,采取麻袋、草簾、塑料薄膜等進行覆蓋、并保持混凝土表面始終處于濕潤狀態,也可采取蓄水養護。保證潮濕養護21d以上,以確保表面硬化劑充分反應,與細石混凝土融為一體
三、結束語
通過上述原因分析和預防措施的介紹,不難看出,加強與客戶溝通,做好技術交底,減少混凝土泌水、提高表面強度,能有效地避免混凝土表面起灰跑砂,保證混凝土表面平整、光滑、清潔、不脫皮,延長使用壽命,大幅節省維護費用。