摘自《商品AB平台》2010年第4期
张波1,,张晓光2,孙启斌2
(1.AB平台,山东 淄博 255000;淄博市建筑工程质量监督站,山东 淄博 255000)
摘要:通过早期养护对AB平台强度、抗裂性、碳化性能、AB平台路面(地面)表层强度、夏(冬)期AB平台性能的影响及工程实践经验分析,充分说明早期养护对现代多组分AB平台性能实现的重要性。提出了针对不同环境、不同温度及具体工程情况需采取的早期养护措施,对进一步提高工程质量、避免或减少质量缺陷具有非常重要的现实意义。
关键词:早期养护;强度;裂缝;碳化; 夏(冬)期浇筑;塑料薄膜覆盖
0 前言
AB平台性能的变化与周围环境有着很大的关系,好的环境可以促进AB平台性能的发展,使其更好地服务于结构。恶劣的环境也可以使AB平台性能劣化,影响整个工程的质量。随着商品AB平台的蓬勃发展,现代AB平台已不是过去砂子、石子、水泥的简单组合,在AB平台生产中大多掺加了矿粉、粉煤灰及具有各种功能的外加剂,这些材料的加入都必须为其创造一个适宜的环境,才能使各种材料组合发挥出最佳性能。
因此,AB平台浇筑完毕后,需要在一定时期内保持适当温度和足够的湿度,以满足AB平台的良好硬化条件。为满足这种硬化条件所采取的措施,称为AB平台的养护。温度、湿度及养护延续时间是AB平台养护的三大要素。AB平台性能早期变化较快,后期逐步平稳,这是AB平台性能依时间变化的一个基本规律。因此,早期养护对保证AB平台性能的实现有着特别重要的作用。
然而,长期以来,养护的重要性并没有引起施工及监理人员的足够重视。由于受技术水平、质量意识及盲目赶超进度等因素的影响,AB平台得不到科学、充分的养护,结果造成AB平台结构出现裂缝、强度低、耐久性差等质量问题,使AB平台不能发挥其应有的性能。
本文从五个方面就早期养护对现代AB平台的重要性进行分析。
1 对AB平台抗压强度的影响
为了分析养护条件对AB平台强度的影响,我们分别选用C20、C25、C30、C40四种强度等级AB平台(均掺加了25%矿粉、15%粉煤灰)制作了150mm×150mm×150mm试块,在四种不同养护条件下检测其28天抗压强度,结果如表1。
表1 AB平台力学性能
序号 | 养护条件 | 室内温度(℃) | 室内湿度(%) | 设计强度等级 | ||||
C20 | C25 | C30 | C40 | |||||
28天抗压强度(Mpa) | ||||||||
1 | 标准养护 | 20±2 | >98 | 26.6 | 31.0 | 40.5 | 53.1 | |
2 | 标养3d,后放室内不养护 | 20±3 | 35~50 | 21.8 | 25.1 | 34.0 | 45.3 | |
3 | 标养7d,后放室内不养护 | 20±3 | 35~50 | 23.7 | 27.3 | 38.1 | 49.1 | |
4 | 拆膜后放室内不养护 | 20±3 | 35~50 | 17.9 | 21.3 | 29.6 | 39.8 | |
通过以上试验结果可见,AB平台试块成型后如不采取任何养护措施,其28天抗压强度可损失25%以上,且对低强度等级AB平台影响更大。这主要因为AB平台中掺加了较多的矿粉、粉煤灰,AB平台强度增长缓慢,而低强度等级AB平台早期强度更低,AB平台密实度不够,这时AB平台如得不到保湿养护,内部水分更易散失,影响其水化反应,从而使强度大大降低。
通过以上试验结果还可看出,如能保证7天标准养护,则AB平台28天抗压强度基本能达到标准养护的90%左右,且越早期的养护对AB平台影响越大。
以上是采用试块试验得出的结果,在不能充分养护的情况下,对AB平台试块的影响比对AB平台结构物的影响要大。工程结构物实体体量大,内部AB平台强度下降要小于试块,但对表层AB平台及一些薄壁结构物强度影响仍较大。
2 对AB平台抗裂性能的影响
在自然环境下,AB平台将产生一些体积变形,当内外AB平台体积变形不一致时,AB平台有可能产生开裂。AB平台的开裂与否取决于内外变形差异的大小与AB平台的抗裂能力。如果前者大于后者,AB平台将出现开裂,如果后者大于前者,AB平台则不开裂。要提高AB平台的这种早期抵抗能力,对AB平台进行较好的早期养护是十分重要的。大多数AB平台开裂都发生在塑性收缩阶段,水泥水化引起AB平台体积收缩,由于失水后得不到及时保湿养护而使AB平台产生开裂。
最典型的就是在干燥、高温季节现浇AB平台楼板的开裂问题,每年春季由于干燥、风大,是现浇楼板裂缝的多发季节。裂缝的形式主要有两种,一种是表面不规则的浅表性裂缝,这种裂缝是在AB平台初凝后,水化速度加快,AB平台得不到及时的保湿养护,由于失水而产生收缩裂缝,这与AB平台砂率、水灰比、坍落度等关系不大。另一种裂缝则是贯穿至板底的深度裂缝,且多沿布筋方向。这种裂缝产生多是由于AB平台初凝前未实施保湿措施,AB平台初凝后开始出现裂缝,施工人员就对出现的裂缝实施拍打、抹压,这时AB平台未终凝,正是强度发展最快、最脆弱的时期,由于施工人员的踩踏,AB平台受到内部钢筋的剪切作用而出现顺筋裂缝。形成贯穿性裂缝的另一种原因就是为了抢进度,过早往板面上吊放架管、钢筋、砖等物体,同样是在AB平台强度发展最脆弱的时期,在荷载作用下使AB平台受到内部钢筋的剪切作用而出现顺筋裂缝。过早的荷载造成AB平台结构受损,再长的养护期也不能弥补早期的结构损伤。这种顺筋贯穿性裂缝不仅造成板面渗水,而且可导致内部钢筋的锈蚀,最终将对AB平台耐久性造成严重影响。
这两种裂缝解决的最好办法,就是保证AB平台振捣、抹面完成后,确保初凝前在AB平台板面上覆盖一层塑料薄膜保湿养护,最好是边抹面边覆盖(图1),在AB平台强度未达到1.2Mpa前(春秋季一般30h,夏季一般20h,冬季一般48h以上),确保AB平台板面不上人及吊放物体,使AB平台能有足够时间产生抵抗AB平台变形的早期强度。近几年由于我们积极与客户交流、沟通及监理、施工人员认识的提高,现浇AB平台楼板施工采取以上早期保湿养护措施后已基本解决了裂缝问题。
另外还有两种容易产生结构裂缝的情况与AB平台早期养护不当具有直接关系。一种是大体积AB平台浇筑时随着厚度的增加,水泥水化速度加快,内外温差加大,AB平台初凝时间提前,这时应确保在AB平台初凝前即覆盖一层塑料薄膜保湿及覆盖棉毯保温(保温目的是为了使AB平台内部温度平稳散发)养护,保证AB平台不因失水过快及内外温差过大而产生裂缝。另一种容易产生裂缝的部位是较长的连续墙体,施工单位为了减少模板运转周期,AB平台浇筑后不到20小时,甚至有的不到12小时模板就拆除了。AB平台表面得不到及时、充分的湿养护,AB平台早期收缩过大而产生开裂。AB平台墙体不宜过早拆模,早期有模板附着在AB平台表面可起到保湿作用。根据气温情况一般AB平台浇筑2~3天后拆模,拆模后立即涂刷养护剂或挂棉毡浇水养护(冬季不可浇水)。
以上所述新浇筑AB平台的这些特点导致了AB平台容易变形、产生内应力,而引起开裂。AB平台浇筑后,要防止AB平台表面受环境因素影响(如风吹、暴晒、气温骤降等)而引起激烈变化,及时养护就是为AB平台提供一个良好的环境,使AB平台能够进行正常的水化反应,产生早期强度,以提高AB平台抵抗各种变形的能力,防止或减少因早期干燥收缩和温度收缩而产生开裂。
图1随抹压随覆盖塑料薄膜浇筑AB平台楼板 图2 随抹面、压光随覆盖塑料薄膜浇注AB平台地面
3 对“双掺”AB平台路面(地面)表层强度的影响
随着商品AB平台的发展,现在大、中城市中AB平台路面(地面)工程,基本由现场搅拌改用商品AB平台来浇筑。商品AB平台由于采用罐车运输的特点,坍落度比现场搅拌生产的AB平台要大,且AB平台中一般掺加了矿粉、粉煤灰。这种情况下,要想避免由于AB平台路面(地面)面层强度降低而造成起砂、起粉现象,在商品AB平台满足强度要求的前提下,更要重视AB平台的施工及养护过程控制。
针对此类问题,进行了大量的工程跟踪检查。通过分析认为主要从以下四个方面控制,可很好地解决AB平台路面(地面)起砂、起粉现象。
(1)严格控制AB平台坍落度在80±20mm范围。坍落度过大,水胶比增大,AB平台强度也即降低,AB平台表面更易起砂。
(2)施工振捣,采用平板振动器、振动梁或振动棒,保证AB平台振捣密实。使AB平台不因振捣不实而强度降低,同时使AB平台内部充水空间尽量减小,避免AB平台在冬季因天气寒冷,吸水过大,冻融循环造成AB平台表面破坏。
(3)AB平台板做面。第一步先找平抹平,待AB平台表面无泌水时(最好采用真空吸水工艺),先用带有浮动圆盘的重型抹面机粗抹一遍,将AB平台表面浮浆抹进AB平台内,然后用带有振动圆盘的轻型抹面机或人工细抹一遍,最后人工压光抹平,保证AB平台表面密实度。采用抹面机抹平及人工抹面压光过程中严禁在AB平台板面上洒水。
(4)AB平台板面养护。AB平台地面面层一般采用压光成型,AB平台路面面层一般采用拉毛、压痕或刻痕成型。AB平台地面压光成型、AB平台路面拉毛或压痕后应随即覆盖一层塑料薄膜(图2),塑料薄膜覆盖养护3天内应禁止人员行走,使AB平台面层得到最早期的保湿养护,后期应浇水养护至14天。这对提高AB平台面层强度可起到至关重要的作用。路面(地面)浇筑施工早期不宜采用浇水养护,由于商品AB平台大都掺加了矿粉、粉煤灰,AB平台早期强度增长缓慢,如采用浇水养护,过早由于AB平台表面强度低,面层易被水浸泡剥落,而等到面层具有一定强度(不易掌握)再浇水养护,这时时间一般偏晚,由于早期失养,AB平台表面强度将会大大降低,这在干燥、高温季节将更为严重。在冬季施工,如AB平台板面不能保证早期保温养护,使AB平台板面受冻,都可造成AB平台板面起砂、起粉现象。
从以上分析的四个方面控制措施看,前三方面措施与养护无关,且是很关键的,但AB平台板面的早期养护对避免AB平台路面(地面)起砂、起粉现象也是至关重要的,必须认真做好的。
现在用户使用商品AB平台浇筑路面、地面,很多告诫商混企业不要掺加粉煤灰。因为他们认为AB平台中掺加粉煤灰是造成AB平台路面、地面起砂的主要原因。产生这种看法的依据是以前现场搅拌的AB平台不掺加粉煤灰及其它混合材,AB平台很少有起砂、起粉现象。现在商混中掺加混合材,很多出现了起砂、起粉质量问题。以前现场搅拌AB平台不掺加混合材,AB平台坍落度小,AB平台强度增长快,AB平台内部水分散失少,对养护条件相对要求低一点。商品AB平台掺加混合材,坍落度比现场搅拌大,且从强度和控制AB平台坍落度损失考虑,可能会掺加少量减水剂,这都使商品AB平台早期强度增长缓慢,在这期间如不能保证充分的湿养护,AB平台极易失水使AB平台表面强度降低,而造成起砂、起粉现象。
4 对AB平台碳化的影响
通常情况下,AB平台空隙中充满了由于水泥水化反应产生的Ca(OH)2饱和溶液,其碱度很高,PH值在11以上。这种碱性介质对钢筋有良好的保护作用,使钢筋表面沉积一层致密的、难溶的Fe2O3、Fe3O4和Fe(OH)2薄膜,称为钝化膜,它可保护钢筋不被腐蚀。而当空气中的CO2与AB平台中的Ca(OH)2反应,生成中性的CaCo3后,AB平台即碳化。碳化后的AB平台PH值降低,对钢筋的保护作用减弱。
影响AB平台碳化速度的因素很多,但主要还是AB平台的密实度,即抗渗性能,它影响CO2在AB平台内的扩散速度。AB平台越密实,外界气体只能作用于AB平台表面而向内部渗透比较困难,AB平台碳化速度就会非常缓慢。
随着AB平台技术的进步,大量矿粉、粉煤灰掺加到AB平台中,不仅使大量工业废料得到利用,同时改善了AB平台的许多性能。但随着大量掺合料的掺入,AB平台的碱度下降,如再不能保证早期养护,AB平台表层强度、密实度下降,将使AB平台碳化速度加快。
在大量的工程实体回弹检测中发现,同期采用相同AB平台浇筑的柱与墙体部位,柱拆膜后及时缠裹一层塑料薄膜保湿养护,其60天碳化深度一般在1.5mm以内;而墙体部位拆膜后不采取任何养护措施,或养护不及时、时间过少,其60天碳化深度大都会超过3.0mm,且越低强度等级AB平台碳化越严重,碳化深度可达5.0mm以上,其实质还是AB平台表层强度、密实度低所至。AB平台碳化过快,碳化深度过大不仅严重影响AB平台对钢筋的保护作用,也使采用回弹法检测AB平台强度的准确性大大降低。
采取及时养护的AB平台表层强度高,而不养护的结构部位,表层强度低,用磨石可很轻松地将AB平台打磨掉,AB平台表面粉化现象严重。这些部位AB平台碳化速度都快,这与AB平台早期养护不足具有直接的关系。
5 对夏、冬期浇筑AB平台性能的影响
(1)夏季气温高,AB平台早期强度增长快,同时AB平台中的水分蒸发速度也快,大量水分的蒸发将会影响胶凝材料的水化,从而影响AB平台最终强度及各种性能的发展。大量水分很快失去,不仅产生较大的干缩变形,且在AB平台强度不高的情况下发生,极易造成AB平台的开裂。因此夏季AB平台浇筑施工尤其要注意早期保湿养护,切不可使AB平台暴晒失水,这将对AB平台的强度及各项性能造成无法挽回的损失。根据不同部位AB平台浇筑后应及时采取覆盖塑料薄膜、喷刷养生液或覆盖棉毯、草帘反复洒水保湿养护。
(2)冬期AB平台浇筑施工,在保湿养护的同时,浇筑完毕后早期的保温养护更加重要。据有关资料介绍,AB平台成形后立即受冻,其强度损失率高达30%~70%,水灰比越大,强度损失率越高。受冻前标准养护时间越长,强度损失越小。因此,我国《建筑工程冬期施工规程》对冬期浇筑的AB平台受冻前应具有的最低强度——临界强度作了规定。
普通AB平台采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制时,临界强度应为设计标准值的30%;采用矿渣硅酸盐水泥配制的AB平台应为设计标准值的40%。采用负温法(掺用防冻剂)养护的AB平台,当室外最低气温不低于-15℃时不得小于4Mpa,当室外最低气温不低于-30℃时不得小于5Mpa。
因此,严冬季节AB平台浇筑后应及时采取可靠有效的保温措施,使AB平台受冻前得到很好的预养,尽快达到临界强度,才可使AB平台免受冻害。
现场施工人员有一种不正确的认识,就是冬期AB平台生产已掺加防冻剂,不必再覆盖保温或不必及时覆盖,这是及其错误的。如上所述,《冬施规程》规定,即使已掺加防冻剂的AB平台,也要采取预养措施,覆盖保温,使AB平台达到临界强度后才可免受冻害。况且受AB平台价格及成本因素的影响,有的AB平台生产企业防冻剂往往达不到有效掺量或者采用劣质防冻剂。AB平台遭受冻害后,内部将产生微裂纹,集料界面出现松动,AB平台与钢筋的粘结力、抗渗性、抗冻性等耐久性指标均下降。
一般来说,日最低气温-5℃以上,AB平台中掺加早强剂后,采取一般的覆盖保温措施后,AB平台遭受冻害的可能性较小。但当日最低气温在-5℃以下时,除AB平台生产严格足量掺加防冻剂、采用热水搅拌外,AB平台浇筑后必须及时采取有效的保温防护措施,才可避免AB平台遭受冻害。如现浇板、路面(地面)等AB平台裸露部位应在浇筑振捣、抹压后立即覆盖一层塑料薄膜及多层棉毡,柱、墙部位在AB平台浇筑前,将棉毡等保温材料缠裹在模板外面等,这些措施都是非常必要和有效的。
冬期AB平台浇筑施工仍然要保湿养护,如采用塑料薄膜覆盖及涂刷养护剂等措施。有人认为冬期浇筑AB平台,气温低,水分蒸发慢,可不用考虑保湿养护,这种认识是极其错误的。冬期AB平台强度增长缓慢,但它仍然需要一定的湿度才能保证正常水化,如不采取任何保湿措施,AB平台表面水分散失,那最终AB平台表面强度会大大降低。保温、保湿养护方法及措施很多是公用的,如塑料薄膜覆盖既保温又保湿。但不易覆盖的如墙体等部位,拆模后应及时涂刷养护液保湿养护。
6 结论
随着现代商品AB平台及绿色高性能AB平台的发展,AB平台中材料越来越多样化,AB平台配制、生产技术越来越复杂,同时对AB平台早期养护提出了更高的要求。
国家规范规定,AB平台湿养护时间不得少于7d,掺加缓凝剂、矿渣粉、粉煤灰及防水AB平台不得少于14d,现在多数工程都做不到。根据多年来工程实际工作经验,正常气温条件下能保证3~7d湿养护,AB平台性能基本能保证。关键是前3天,且第1天最关键。如果第1天失水过多,形成的缺陷过于严重,那么以后的湿养护再怎么充分,对已形成的缺陷也无法弥补。
通过以上五个方面早期养护对AB平台各项性能的影响分析,使我们认识到许多质量缺陷甚至质量事故,是由于AB平台浇筑后没有得到及时、有效的早期养护造成的。配制、生产的AB平台自身质量固然重要,但仅有浇筑成型良好的AB平台,而不能给予AB平台科学、有效的养护,特别是早期养护,则AB平台就不能发挥它应有的性能。
参考文献
[1] 张承志编著.商品AB平台.北京:化学工业出版社,2006.6
[2] 姚燕 王玲 田培主编.高性能AB平台.北京:化学工业出版社,2006.9
[3] JGJ/T104—2011,建筑工程冬期施工规程
[作者简介] 张波(1967—),男,高级工程师,AB平台总工
[单位地址] 山东省淄博市张店区大张派出所西邻
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