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混凝土表面起砂原因与防治方法

来源:网络  作者:本站  发布时间:2017-01-12  阅读次数:   次

混凝土表面起砂原因与防治方法
混凝土表面起砂是常见的工程质量通病。究其原因是多方面的,其中重要的原因是 企业管理不善,相关人员在思想上对工程质量的重视不够。另外,随着我国城市建设的快速发展,施工队伍发展也迅速,许多施工人员缺乏理论知识,对如何预防和 消除工程质量通病也缺少实践经验。现就混凝土表面起砂问题,笔者谈谈个人看法,供业内人士参考。
1 起砂现象
混凝土表面粗糙,光洁度差,一般颜色发白,不坚实。一经走动或车辆辗压后,表面先起灰,随着走动或辗压次数的增多,砂粒逐步松动或成片脱落。
2 起砂原因分析
发生混凝土表面起砂是由多种原因引起的。总的来说,主要原因有“人、材料、机械、方法和环境”等五大方面。
2.1 人的原因
人是第一因素,人的思想观念,理论与技术水平直接影响工程质量。因此,企业应不断完善质量管理体系,任用会执行的人来提高执行力,加强人员的培训与管理,是防止发生工程质量通病与质量事故的根本。
2.1.1 施工方面
(1) 随着现代化施工机械和预拌混凝土的应用,多数施工人员比过去懒散,责任心和质量意识不强。在许多工程施工中,无论浇筑什么部位,都希望混凝土拌合物自流平 最好,并一味追求施工进度(越快越好),很少顾虑质量和成本(现场加水现象普遍存在),给工程质量埋下了隐患,而且造成了成本和资源的巨大浪费。可以说, 这些不良行为已成为我国混凝土技术进步和工程质量的绊脚石,严重影响了混凝土结构的耐久性能和工程使用寿命。
(2)许多单位基础工作不塌实,没有真正把“质量第一”落实到实处,质量管理工作不到位,往往流于形式。
(3)有些施工单位技术管理人员在施工前不进行技术交底,对相关人员的培训和指导较少,对工序过程的监督和控制力度不够。
(4)许多工程发生质量问题与施工人员技术素质低,经验不足,或责任心和质量意识不强有关,特别是应用预拌混凝土的工程,自认为出了问题有搅拌站“垫背”,因此降低了责任心。
2.1.2 生产方面
(1)目前,我国正处于大规模基本建设的高峰期,预拌混凝土的应用和发展在快速增长,许多小城市也都纷纷建立了预拌混凝土搅拌站,导致预拌混凝土生产行业出现管理与技术人员紧缺,有些搅拌站技术力量薄弱,技术人员经验不足,在配合比和用料上存在一些问题。
(2)现场搅拌的混凝土,由于很少配有检测仪器设备和专业技术人员,混凝土组成材料及拌合物的质量往往处于失控状态,质量远不及预拌混凝土,存在的问题更多,更严重。
(3)搅拌时间短,混凝土不均匀,匀质性不符合要求。
2.2 配合比及材料原因
(1)混凝土配合比不当,拌制的混凝土匀质性差,易出现泌水,粉煤灰掺量过多。
(2)砂的粒径过细,水用量大,水胶比大,强度低。
(3)骨料含泥量过大,影响水泥与骨料的黏结力。
(4)使用的水泥强度低,或使用了过期水泥、受潮水泥。
(5)预拌混凝土生产时使用的刷车水中固体含量过大,搅拌时间短,混凝土振捣后表面容易出现浮浆,凝结后强度极低或没强度,严重起灰。
2.3 施工方法原因
(1)没有掌握好压实抹光的时机,抹光时间过早压不实;抹光时间过迟水泥浆已经终凝硬化,只得洒水抹压,造成表面疏松,大大降低面层强度和耐磨性能。另外,没按规定遍数抹压。
(2)在干燥环境条件下施工时,未对模板或基层用水湿润,造成混凝土失水过快,影响了水泥的正常水化,强度降低。
(3) 养护不当。水泥与水拌合后即开始产生水化作用,并经过初凝和终凝进入硬化阶段。水泥的水化是一个漫长的过程,随着时间的延长不断向水泥颗粒内部深入进行, 强度随着水化的深入而不断提高。但是,水泥的水化作用必须在湿润的环境下才能正常进行,因此,如果保湿养护不及时或时间不够,在干燥环境中混凝土的水分将 迅速蒸发,水泥的水化作用就会受到影响,严重时甚至停止水化,导致表面强度的大幅度降低,抗耐磨性差。但是,保湿养护也不能过早,在混凝土较“嫩”时浇水 会导致大面积脱皮,砂粒外露,使用后起砂。
(4)炎热刮风天气浇筑混凝土,拆模过早,造成混凝土表面快速脱水,产生表面疏松。
(5)冬期低温浇筑混凝土,未及时保温,使混凝土结构表面早期遭受冻害。
(6)混凝土振捣时间过长,造成浆骨分层,并产生浮浆。
(7)混凝土产生泌水,使混凝土表面形成含水量大的砂浆层,而且未得到及时合理的处理,硬化后强度低,完工后一经走动就出现起砂现象。
(8)收面时撒干水泥容易引起脱皮。
(9)混凝土面层未达到足够的强度就上人走动、推车等,造成起砂。
2.4 机械原因
(1)对于泵送施工的结构,如果泵送设备功率小,输送管道长,只得放大坍落度和提高砂率,这将影响混凝土浇筑后的质量,特别是表面质量。
(2)生产计量设备发生故障,计量失准,偏差大;搅拌设备零部件损坏、搅拌功能降低等,影响混凝土的拌合物质量。
2.5 环境因素原因
(1)遭遇天气突变,如混凝土浇筑后突遇大风、大雨、大雪等,一般来不及覆盖,不仅容易引起表面起砂,对混凝土结构整体质量也有很大的影响。
(2)工程转包再分包,不赶工期没利润,多用人工影响“老板”收益,因此对混凝土浇筑后养护不重视或顾不上,存在质量“差不多”就行了的思想。
3 纠正和预防措施
为避免工程质量问题的发生,应以预防为主。可针对以上原因,制定预防混凝土表面起砂的措施。
3.1 人员与管理方面
(1)施工前应对相关人员进行技术交底,并加强材料、生产、浇筑、抹面、养护等工序过程的监督和控制力度。
(2)加强人员的培训和指导,不断提高人员技术水平和质量意识,认真落实人员岗位责任制、操作方法和奖惩制度。
(3)管理必须能体现“以人为本”,多关心员工,不应让工人疲劳作业。
(4)混凝土的搅拌时间应能确保匀质性符合要求。
(5)加强生产计量设备的维护保养,保证计量精度在允许的偏差范围内。
3.2 材料与配合比方面
(1)混凝土配合比设计合理,用水量不宜过多,防止拌合物产生泌水现象。
(2)用天然砂比用人工砂配制的混凝土耐磨性好,因此,对于表面质量要求高的地面、路面等,应尽量使用天然砂配制。
(3)尽量不用刷车水生产表面质量要求高的地面、路面等混凝土。
(4)为确保混凝土硬化后表面有足够的强度,水泥用量不宜过少,粉煤灰掺量不宜过多。
(5)应尽量采用二级配或三级配的粗骨料和中砂拌制混凝土。
(6)粗骨料含泥量应小于1.0%,细骨料含泥量应小于3.0%;当使用人工砂时,亚甲蓝MB 值必须合格,且石粉含量不应大于7.0%。
(7)不应使用低强度等级水泥,或过期、受潮水泥。
3.3 施工方面
(1)对于混凝土表面观感要求较高的部位,如车间、仓库、车库等,在混凝土浇筑后抹面时,可均匀地撒一薄层硬化剂再抹光,硬化后表面很坚实,且光感非常好,不会产生脱皮、起砂现象。
(2)在满足施工要求的前提下,混凝土坍落度要尽量小。
(3)混凝土浇筑后要加强养护工作,应有专人负责。
(4)炎热的夏季施工时,应尽量选择夜间浇筑混凝土,或有防止太阳直接暴晒新浇混凝土的防护措施。
(5)冬期低温浇筑混凝土时,应有保温措施,确保不使混凝土早期遭受冻害。
(6)大风天气浇筑混凝土时,应及时覆盖,避免混凝土拌合水快速损失。
(7)混凝土振捣时间不宜过长,在浇筑路面、地面、楼板过程中,不应集中布料,不宜用插入式振动棒赶料,高出的部分用铁耙摊平,接着进行“梅花式”振捣,振捣棒插入的点与点之间,应相距300 ~ 400mm,振捣时间不宜超过15s,以观察粗骨料均布为基准。
(8)混凝土浇筑后如果出现泌水,可在收面时用海绵吸水,并采用1 :2.5 水泥砂浆抹平压实,不宜直接撒干水泥收面。
(9)混凝土面层未达到足够的强度不得上人走动或进行下一道工序的施工。
(10)对混凝土表面观感要求较高的部位,应进行2 ~3遍收面,并准确掌握最后一次压实抹光时机,在初凝前适时收光,不宜过早或过迟。
4 治理方法
治理方法实际上就是纠正(为消除已发现的不合格所采取的措施)。
(1)表面尚需作装饰(贴瓷砖、抹灰等)的,可不作处理。
(2)表面不再作装饰的,应尽早处理。
1)对于小面积且较浅不严重的起砂,可将起砂部分水磨至露出坚硬的表面。也可用水泥净浆罩面的方法进行修补。
2)对于大面积的起砂,用钢丝刷将起砂部分的浮砂清除掉,并用水冲洗干净,采用108 胶水泥修补,108 胶的掺量应控制在水泥质量的20% 左右(108 胶不宜在低温环境下施工),涂抹后按水泥地面的养护方法进行养护。
3) 对于较严重的疏松脱落和起砂,应将面层全部剔除掉,用清水洗刷干净充分湿润后,先用水灰比为0.4 ~ 0.5 的水泥净浆刷底,然后再用1 :2 或1 :2.5 水泥砂浆抹平压实。当剔除较深时,可用比结构高一强度等级的细石混凝土浇筑,并认真做好压光和养护工作。
5 结语
人是质量的创造者,质量控制必须“以人为核心”。提高人的素质,增强人的责任感,把人作为质量控制的动力,充分发挥人的积极性和创造性,以人的工作质量保证工程质量,采取有效的预防措施,将过去的“事后检查”变为“事前预防”,是质量管理最重要的关键工作。
应警惕混凝土起砂问题,不应简单看待和盲目处理,对于重要的结构部位,如公路路面、现浇楼板等,应认真观察,当对结构实体质量有疑虑时,应钻取芯样进行强度检验或化学分析,防止“豆腐渣”工程的发生。
混凝土表面发生起砂问题往往会滋生出其他问题,因此,其产生的负面影响可能远远大于问题本身,应引起相关单位的高度重视,及时分析原因并采取合理的方法进行处理,将会减少许多麻烦。
对于混凝土的供方来说:
(1)骨料的含泥过高,主要是砂中的污泥和石中的山皮土、石粉。这部分杂质基本上不会发挥活性,浇筑之后,若上浮至面层,就会直接导致面层的硬度降低,造成起砂。解决的办法就是控制含泥量指标,在相应的标准规范中都有规定,对照执行即可。
(2) 胶凝材料中的掺合料过多。这要分两个方面,首先是配合比中掺加较多的掺合料,比如:粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、石灰石粉等。所有的掺合料都是进行二次水化, 时间上滞后,也对养护条件有必要的要求,势必增加起砂的概率。解决的办法就是降低掺合料的掺加量,甚至是不掺加。另外是有选择的使用水泥,应该优先选择硅 酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。前者最好,若选择后者,则要知晓水泥中的混合材品种和掺加量。现在混合材超掺甚至大量超掺的情况是存在的,熟料在水泥中所占的 比例很小,加之混合材的品种和掺量的变化,增大了起砂的可能。解决的办法是尽可能选择大型水泥企业的产品,早强型的水泥更好。
(3)配合比设计不 当。首先是水泥用量过少,结合前述水泥混合材过多的情况,水泥用量少,而胶凝材料多是不能改善起砂现象的。若知晓实际使用的水泥中的混合材品种和掺量的 话,可能配制混凝土时就不能再掺加其他的掺合料了,否则就是雪上加霜,使起砂成为必然。其次是砂率偏大,一般来说,作为耐磨地面来说,不宜采用泵送施工, 混凝土配合比设计时的砂率应尽可能低,因为砂浆的保水性是比较差的,一旦泌水,起砂是肯定会发生的,当然外加剂与胶凝材料的适应性是必须良好的。
(4)坍落度偏大。生产控制过程存在问题,致使混凝土的坍落度偏大,尤其是用水量偏大,导致混凝土有更多的游离水,经过振捣之后富集于上表面,稀释混凝土表层,形成起砂。解决的办法就是减少配合比的用水量,生产时准确检测砂石骨料的含水率,杜绝到现场后加水的发生。
对于混凝土需方来说:
坍落度要求过大为了便于施工,降低劳动强度,增大坍落度的需求值,这和供方的第(4)条原因是一致的。
施工方法不当
对 于易起砂的部位不宜采用泵送施工的方法,因为泵送的混凝土砂率一般都较大,坍落度也较大。另外,也不适宜采用翻斗车较长距离倒运,经过一段距离的翻斗车倒 运,混凝土容易分层或离析,和过振的情况类似,都会使混凝土表层水分增大,导致起砂。解决的办法是采用罐车自卸、吊斗或者翻斗车短途倒运的方式。
还有一点要提出的是抹面时撒水,边撒边抹,这样的做法比向罐车中加水还严重。另外,还应避开降雨时浇筑混凝土和抹面。
养护措施不到位
养 护措施主要是指保湿养护,大多工地在混凝土抹面完毕之后的养护是很差的,保湿措施无法保证甚至是无从谈起,导致混凝土表面失水过快,胶凝材料无法正常发生 水化反应而成为粉状颗粒,稍有外力干扰即脱落。解决的办法是边抹面边苫盖,保持混凝土潮湿,待终凝之后撤除苫盖物,撒水保湿养护至少7 天。

混凝土起砂会致使混凝土保护层厚度减小,容易引起钢筋锈蚀,影响混凝土的结构强度。针对这一现状,如何进行有效预防,笔者认为从以下几个方面进行:
1 原材料质量控制
(1)砂石集料含泥量控制,若泥含量较多,会严重影响水泥的早期水化,导致混凝土表面泌水。
(2)不宜使用机制砂或细砂,因为机制砂细度模数比较大,砂越粗,越容易造成泌水;细砂因为强度低、需水量大、干缩性大,容易造成地面开裂,另外细砂的含泥量比较高。
(3)控制矿物掺合料的质量,在配合比中尽量控制不用三级灰。由于灰源紧张,二级灰供应不足,许多混凝土厂家三级灰也采购使用,另外配合比没有进行相应的调整;若粉煤灰过粗,微细集料效应减弱,也会使混凝土泌水量增大。
2 配合比设计要合理
在 进行配合比设计时,首先要考虑好水泥用量、水灰比、砂率及粉煤灰、矿粉的掺量,满足规范要求,不能随意增大或减小;矿粉的掺量不能过大,因为矿粉在混凝土 中通常等量替代水泥,降低水化热,但容易泌水,所以掺量不能过大;另外,水灰比不宜大于0.5,外加剂掺量不能过量,否则也容易造成泌水。
3 控制好出厂坍落度
出厂坍落度在施工允许的范围内,尽可能小,这样才能有效减少混凝土泌水。一般泵送施工坍落度宜控制在120 ~150 mm之间(特殊混凝土除外),非泵坍落度宜控制在100mm 以内。
4 施工过程中注意事项
(1)振捣要安排有经验的施工人员进行,勿漏振或过振。因为振捣的目的,是使其密实,并便于收浆、抹面,如果局部过振,也易造成过分离析或泌水,引起局部起皮、起砂。
(2)控制现场随意加水。有部分施工单位为了赶进度或图方便,将混凝土坍落度尽量放大,最好是自流平,所以出现擅自加水放大坍落度,结果造成混凝土表面大量泌水,混凝土的表面强度和耐久性降低,易造成大面积起砂。
(3)抹面应及时。在混凝土接近初凝时应进行抹面,在临近终凝时进行二次收光抹面,使混凝土表层结构更加密实。
(4)养护要及时。混凝土终凝后应立即采取覆盖措施,通常用草袋、麻袋、塑料薄膜等,每天均匀洒水养护,始终保持混凝土处于潮湿状态,直至养护期满。掺有粉煤灰或矿渣的混凝土,养护时间不少于14d。
(4)其它因素。混凝土在浇筑前,地面基础积水,会使混凝土水灰比过大,经过振捣,过多地表水会泌出表面;或混凝土施工中,如下雨时未进行覆盖,随意撒干水泥处理等,待工程完工之后,在养护期间,地面就会出现起砂。
混凝土起砂原因不是粉煤灰等矿物掺合料在混凝土表面富集,主要是在施工过程中混凝土泌水、养护等各种因素造成表层水灰比过大,使混凝土表层结构疏松,强度太低或没有强度导致的。在各个环节进行有效控制,这种起砂现象是可以预防与避免的。

混凝土表面起砂问题的原因与对策
近几年经常出现混凝土路面或地面起砂的问题,究其原因主要有两个方面的原因:一是混凝土自身的原材料构成不合理;二是施工人员要求的施工坍落度过大。
1 混凝土原材料
混 凝土的组成材料中粉煤灰的密度最小,大约在2.4 左右,掺入水泥中的粉煤灰的密度还要小(因其含碳量较高),大约在2.2 左右;水泥的密度在3.0 左右。如果混凝土中的粉煤灰含量过大,再加上混凝土拌合物的坍落度过大,在路面施工时的提浆过程中就会使较多的粉煤灰颗粒上浮至混凝土表面,导致混凝土表 面强度过低(因为粉煤灰需要与水泥的水化产物发生反应才能生成较硬的物质,在混凝土表面的水泥颗粒太少,粉煤灰颗粒过多,没有足够的水泥水化物提供给粉煤 灰再次发生反应,所以导致混凝土表面强度过低)。致使车轮压过后把砂浆撮起,露出石子。
路面起砂多数发生在C15 或C20 等级的混凝土中,因为低等级的混凝土掺入的粉煤灰过多,或者是采用32.5 级复合水泥,再掺入部分粉煤灰,就很容易出现起砂现象。
2 施工人员要求的混凝土坍落度过大
原 来现场搅拌的混凝土路面的施工坍落度为10~30mm,而自从使用了预拌混凝土后,施工人员对路面混凝土的施工坍落度要求是越来越大,个别工地要求混凝土 坍落度大于200毫米。他们只管自己省力,而把混凝土的强度抛于脑后。当混凝土的施工坍落度大于150mm 时,砂浆中的粉煤灰颗粒就很容易随着提浆过程而上浮到混凝土的表面,造成混凝土表面的强度很低,承受不了重车轮的碾压,早早起皮脱落。
3 对起砂问题应采取的对策
(1)路面混凝土的强度等级不宜小于C20。在确定其配合比时宜采用P?O42.5 水泥,粉煤灰的掺量不宜大于20%,不得使用粉煤灰水泥。
(2)当使用预拌混凝土浇筑路面时,施工坍落度不得大于150mm。
(3)当使用粉煤灰水泥做地面面层时,不得采用水泥砂浆直接抹面法,应采用干硬性砂浆找平,然后用水泥稀浆泼浆抹平压光法。因为此法没有提浆过程,就不会出现粉煤灰上浮,也就不会有起砂现象。

混凝土起砂机理、原因、解决措施以及注意事项
1 混凝土起砂机理
主要是混凝土基层上表面水泥基浆体强度薄弱,在外力的摩擦下,薄弱的部分脱落,导致混凝土表层硬化后的水泥基浆体流失,面层失去水泥浆体本身的光泽,长期不治理而造成面层缺损、露骨料,进而会影响混凝土本身的耐久性。
2 混凝土起砂原因
1)混凝土坍落度大,振捣后,游离水、水泥浆体(含粉煤灰,矿粉)上升到混凝土表面,造成混凝土表面层水胶比变大,表层水泥基浆体强度变低。
2)部分使用矿渣水泥的混凝土,容易泌水,造成混凝土表面层水胶比很大,表层混凝土强度很低。
3)部分混凝土由于使用原材料(水泥,或者外加剂,骨料)不合适,造成混凝土后期严重的滞后泌水,甚至形成“鱼塘”,造成混凝土表面层水胶比很大,表层混凝土强度很低。
4)混凝土原材料如砂石含泥量大,混凝土振捣后,游离水、泥浆体(含粉煤灰,矿粉)上升到混凝土表面,使表层水泥基浆体和骨料界面粘结强度变低。
5)混凝土养护期间,工人加水抹面。有时候,过早的在混凝土表面洒水养护。都会造成混凝土表层水泥基浆体强度变低。
6)混凝土硬化到一定强度前,尽量不要人随意踩混凝土,不要放置重物于混凝土表面。
3 解决措施
1)混凝土施工尽量小坍落度。
2)不要使用矿渣水泥来制造混凝土。
3)尽可能使混凝土不要出现滞后泌水现象。
4)控制骨料含泥量,尽量低的含泥量。
5)用高强水泥浆抹面。
6)加强人员设备管理,养护好混凝土。
7)使用混凝土砂浆硬化剂修补。

 

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