由于水泥混凝土出现不凝结、强度低,水泥混凝土开裂,磨面层起壳、起沙、开裂等现象而怀疑水泥质量问题的顾客投诉增多,而在其余时间顾客投诉较少,甚至没有。而取工地现场水泥样品进行检测时,安定性、凝结时间及强度等各项品质指标均符合国家标准要求,也就是说水泥质量是合格的,这种情况虽然对公司不会造成经济损失,但却因问题较为复杂,在处理时会与用户及建设方产生纠纷,给公司质量信誉造成损失。笔者根据多年处理现场事故的经验,并结合水泥及混凝土专业理论知识对此进行一些研究,期望对水泥企业在为用户服务过程中,提供释疑和找出问题的真实原因,也可为用户正确使用水泥(施工)提供一些帮助。
1.实例和实例解析
实例一:2006年5月,陕南某县城市改造道路建设时,施工方投诉混凝土路面局部出现较为规则的起层及起沙现象。现场勘查发现混凝土基层凝固正常,大部分路面的固化也正常,施工方使用塑料薄膜覆盖按时养护,现场取样检验水泥质量合格,但局部出现的起层及起沙现象较为明显。
实例解析:经现场勘查及分析,薄膜覆盖虽然起到了保湿作用,但水汽凝固后在局部形成水洼,使局部水量过剩,造成混凝土的起层及起沙现象。
在搅拌水泥混凝土时,拌和用水往往要比水泥水化所需的水量多1~2倍。这些多余水分在混凝土输送、浇捣过程中,以及在静止凝固以前,很易渗到混凝土表面,在水泥混凝土表面形成一层水膜,使水泥混凝土表面的水灰比大大增加。由于水泥强度受水灰比影响很大,随着水灰比的增加,水泥强度直线下降。因此,水泥混凝土的表面一层强度变得很低,抵抗不了外力的摩擦,容易产生起沙现象。薄膜凝固的水汽造成的过剩水量使这部分混凝土水灰比增大,由于水灰比越大,水泥的干缩量显著增大,因此,水泥泌水量大往往会造成水泥混凝土表面与本体干缩率不同,表面干缩大而造成表面脱皮。再加上水灰比增大造成水泥凝结慢,相当于延长了水泥混凝土施工后的沉淀时间,表面水量更多,进一步加重了水泥混凝土表面的起沙和脱皮现象。
实例二:2007年10~11月,JY县某村农民制作葡萄杆出现严重的不凝溃杆现象,但现场取样检验水泥质量合格。但在现场勘查时,发现用户使用石沫作为骨料,且基本未覆盖养护。
实例解析:石灰石破碎后筛余的石沫具有很多尖角,圆润度不如砂子,作为骨料使用时需水量要增加很多,加水量过多造成混凝土强度降低,恰好施工时间处在秋冬交替时候,白天与昼夜的温度相差较大,夜间温度的降低延缓了水泥的凝结,也促使了混凝土强度的下降,加之忽视覆盖养护,在冻融交替作用下造成溃杆现象。
实例三:2008年11月,JY县某公司库房地面出现起沙现象。现场勘查发现用户使用的砂石骨料过细,水泥用量也偏少。
实例解析:混凝土配合比不合适,水泥用量少,配制混凝土强度低,使用的砂子太细、混凝土加水量过多及环境温度低、用户又未采取任何覆盖养护措施使水泥的凝结时间过长,混凝土不能正常的凝结硬化,造成了严重的起沙现象。
实例四:2006年,XA某商品混凝土搅拌站使用P·O32.5R水泥配制的混凝土在浇筑路面时出现起沙现象。经现场取样检验水泥各项品质指标均合格,现场勘查发现是商混站使用的外加剂与水泥的适应性不好,加之气温较高造成的,为了避免出现早凝现象商混站加大了外加剂的使用量,这样虽然解决了混凝土的搅拌和运输问题,但出现了严重的离析现象,以至混凝土路面泌水造成起沙现象。
实例解析:一般混凝土泌水后使混凝土表层水量增大,混凝土表层碱度降低,造成水泥混凝土强度过低,抵抗不了外力的摩擦而起沙,本例中严重的泌水使混凝土和砂浆表面层的Ca(OH)2浓度甚至低到在碱性激发作用后不能使表面层硬化,而出现严重的起沙现象。
2.发生此类问题的原因
在建筑和道路施工中发生的起沙、起层、干裂及不凝等现象,笔者综合分析了亲自经历的实例,并参考了一些专著和报道,笔者认为,一般都是以下因素造成的:
●混凝土配合比不合适。水泥用量少或是偷工减料后水泥用量不足造成配制混凝土强度低,从而使混凝土不能正常硬化,或是抵抗不了外力的摩擦而起沙。
●混凝土配制时加水量过多。加水量过多使水灰比增大,容易造成混凝土泌水、混凝土强度下降及混凝土凝结硬化异常,从而使混凝土出现起沙等现象。有时在混凝土施工过程中,发现表面泌水量很大,为了减少混凝土表面水分,在混凝土表面撒了一层水泥干粉,形成了一层水泥净浆,由于水泥净浆干缩很大,与混凝土本体干缩相差太大,因此往往容易脱皮。这些情况在小工程队施工及人工拌合工程中较为常见。
●混凝土施工时使用的砂石过细、砂石中含泥量过多,以及用石沫代替砂石作为骨料容易使混凝土配制时加水量过多而造成起沙等现象。
●用户忽视养护或是养护方式不当。根据相关试验温度每升高或降低5℃,水泥凝结时间会缩短或延长25min~30min;若环境温度低易造成混凝土强度低、凝结缓慢以至形成起沙现象;若环境温度在30℃以上,则水泥凝结时间会缩短1h以上,此时,施工就反映凝结较快,来不及操作,若在施工中水泥过了初凝甚至终凝才振实成型,则严重影响水泥强度的发挥,水泥混凝土表现为结构力较差,强度较低。此情况用户大多反映水泥二三天还不凝结,误认为水泥凝结时间过长或强度过低;因此在施工时特别是在季节交替时,须特别注意养护,确保水泥混凝土养护期间适宜的温度、湿度。
●水泥品种选择或使用不当。不同品种的水泥有其适当的使用范围,使用不当也会造成起沙等工程事故,如在道路建设中应选用道路硅酸盐水泥,而许多用户因为购买和成本的原因选择了复合硅酸盐水泥,由于复合硅酸盐水泥中混合材掺量较高,用其配制的混凝土在浇筑捣固过程中,比重较轻的混合材成分,特别是粉煤灰成分易浮上表面,使表层混凝土中熟料成分和活性成分降低,而使表层混凝土强度下降,严重时会造成表层混凝土不能正常凝结、固化,从而造成起沙现象。这也是许多民用建筑屋面和抹面施工中出现起沙现象的重要原因之一。
3.预防措施
为了避免或减轻表面起沙等现象,应选用合适的水泥品种,采用质量较好的水泥并避免长期存放,使用合适的骨料,严格控制施工工艺,合理加强养护,确保混凝土试体的正常凝结固化。