摘要: 主要分析了輕集料混凝土砌塊的特點(diǎn)及應(yīng)用中的質(zhì)量通病, 并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞: 輕集料混凝土;通病;防治
中圖分類號(hào): TU522.3+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 1001- 6945( 2008) 04- 0049- 03
輕型高效保溫材料的發(fā)展, 推動(dòng)著我國(guó)的傳統(tǒng)實(shí)心粘土磚墻體向輕集料混凝土小型空心砌塊轉(zhuǎn)變。輕集料砌塊具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫隔熱性能好、抗震性能好、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低及便于施工等一系列優(yōu)點(diǎn), 近年來(lái), 隨著墻體革新與建筑節(jié)能的要求以及高層建筑的不斷涌現(xiàn), 輕集料砌塊發(fā)展很快。但與樹立落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀與建立節(jié)約型社會(huì)的要求還有很大差距,在日常的應(yīng)用中出現(xiàn)不少質(zhì)量通病, 嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)的安全使用, 有必要對(duì)其進(jìn)行有效預(yù)防, 以促進(jìn)輕集料砌塊的進(jìn)一步發(fā)展與完善。
1 輕集料混凝土的含義與特點(diǎn)
人造輕集料混凝土的生產(chǎn)始于20 世紀(jì)20 年代,從20 世紀(jì)50 年代至70 年代, 輕集料混凝土的應(yīng)用逐漸廣泛起來(lái)了, 美國(guó)與前蘇聯(lián)在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)對(duì)輕集料混凝土的技術(shù)占有領(lǐng)先地位, 我國(guó)從1958 年也開始了這一領(lǐng)域的研究, 經(jīng)過(guò)近40 多年的探索與發(fā)展, 也在這一領(lǐng)域占有一席之地,成為輕集料混凝土的生產(chǎn)與使用大國(guó)。
輕集料混凝土是指用輕集料和膠結(jié)材料配制而成的、干表觀密度不大于1 950 kg/m3 的混凝土, 輕集料混凝土空心砌塊墻體材料具有下述特點(diǎn): ①表觀密度小, 減輕結(jié)構(gòu)重量, 進(jìn)而節(jié)省承重結(jié)構(gòu)材料; ②熱工性能優(yōu)于實(shí)心粘土磚和普通混凝土等墻體材料, 具有節(jié)能意義; ③原材料從集料到膠凝材料, 都可以使用并消耗大量的工業(yè)廢料, 如粉煤灰等, 節(jié)約大量的砂、石、水泥等資源; ④耐火性能好。輕集料混凝土的耐火性能比普通混凝土提高四倍以上; ⑤耐久性能好。陶?；炷恋目箖鲂詢?yōu)于普通混凝土, 這對(duì)修建道路、橋梁等公用設(shè)施帶來(lái)好處; ⑥施工適應(yīng)性強(qiáng)。可以根據(jù)各種不同需要來(lái)生產(chǎn)不同容重和強(qiáng)度的人造輕集料, 來(lái)配制不同容重和強(qiáng)度的輕集料混凝土。
輕集料混凝土首先應(yīng)用在樓板、屋面板和墻體( 墻板或空心砌塊) 。這三種材料的混凝土體積用量占整個(gè)建筑工程混凝土用量的90%左右, 據(jù)統(tǒng)計(jì), 每1 000 m2建筑以紅磚作墻體材料時(shí), 重量高達(dá)50 t, 要占建筑物重量的40%～65%。建筑物自重減輕, 則在基礎(chǔ)費(fèi)用上,特別對(duì)那些地基地質(zhì)不好的地方, 采用樁基礎(chǔ)或滿堂基礎(chǔ)的多層和高層建筑的基礎(chǔ)費(fèi)用可以大大地節(jié)約。用輕集料混凝土后, 僅基礎(chǔ)費(fèi)用減少10%～15%, 若以工業(yè)廢料來(lái)生產(chǎn)人造輕集料還可綜合利用工業(yè)廢料,變廢為寶。所以輕集料混凝土的使用前景十分廣泛, 大有可為。正因?yàn)槿绱? 再加上價(jià)格低廉的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì), 使之成為我國(guó)應(yīng)用最廣泛的墻體材料之一。
2 應(yīng)用中的問(wèn)題與質(zhì)量通病
隨著輕集料混凝土的廣泛使用, 出現(xiàn)了許多的問(wèn)題與質(zhì)量通病, 主要有以下幾類:
2.1 工藝設(shè)備落后
在人造輕集料生產(chǎn)工藝和設(shè)備的研制方面. 雖然早已解決了超輕陶粒和高強(qiáng)陶粒的生產(chǎn)和質(zhì)量問(wèn)題,但與國(guó)外相比, 在工藝和設(shè)備方面差距卻是較大的。我國(guó)的陶粒廠不僅生產(chǎn)規(guī)模小, 產(chǎn)量低, 而且能耗大, 污染嚴(yán)重, 設(shè)備簡(jiǎn)陋。早在20 世紀(jì)70 年代, 國(guó)外的人造輕集料生產(chǎn)廠已向大型化方向發(fā)展。現(xiàn)在一些年產(chǎn)50萬(wàn)m～100 萬(wàn)m 的陶粒廠已屢見(jiàn)不鮮, 而我們年產(chǎn)5 萬(wàn)m 以上的陶粒廠在全部陶粒廠中僅占l0%左右。對(duì)20世紀(jì)90 年代來(lái)的一些新工藝, 包括無(wú)膠結(jié)料的全粉煤灰輕集料, 不吸水或吸水很少的高性能輕集料, 及人造輕集料生產(chǎn)的大型化和全自動(dòng)化等的研究. 都還未能引起普遍關(guān)注, 真正列入我們的議事日程。
2.2 新技術(shù)研究進(jìn)展緩慢
我國(guó)陶粒生產(chǎn)工藝與設(shè)備方面與國(guó)外存在著較大差距; 在輕集料新品種、新技術(shù)的研究與應(yīng)用方面差距更大了。長(zhǎng)期以來(lái), 我國(guó)的輕集料混凝土主要在一般工業(yè)與民用房屋建設(shè)中應(yīng)用, 且較多是用在小砌塊和條板的墻體中, 在高層建筑和大跨度的橋梁中應(yīng)用則很少。雖然, 現(xiàn)在也能配制出抗壓強(qiáng)度達(dá)70 MPa 的結(jié)構(gòu)輕集料混凝土, 但在工程中實(shí)際只用到40 MPa。在橋梁工程中的應(yīng)用近幾年雖有所突破, 但最大跨度僅達(dá)35 m。使用輕集料混凝土的工程(包括橋梁、橋面板、承臺(tái)、橋墩、基礎(chǔ))和在舊橋改造中(修復(fù)、加固、加寬等)應(yīng)用仍然很少。在采油平臺(tái)、水上漂浮物、船塢等特殊工程中應(yīng)用更未見(jiàn)有所突破。高強(qiáng)輕集料新品種、高性能輕集料的研制和應(yīng)用進(jìn)展緩慢。在工程施工中, 混凝土的澆灌技術(shù), 大量仍采用常規(guī)的方法, 泵送混凝土技術(shù)應(yīng)用很少, 尚未能適應(yīng)現(xiàn)代化施工的要求。
2.3 出廠產(chǎn)品質(zhì)量低下
輕集料混凝土抗壓強(qiáng)度等級(jí)偏低, 超過(guò)3.5 MPa的不多; 吸水率偏高, 小于15%的不多; 相對(duì)含水率偏高; 現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品的破損率較高, 有一些廠家的要超過(guò)3%; 砌塊規(guī)格系列主規(guī)格尚可, 但副規(guī)格( 配磚) 不配套,造成使用不便; 砌塊孔型單調(diào), 多為單排孔, 對(duì)提高保溫性不利; 有關(guān)此類產(chǎn)品的施工規(guī)程及生產(chǎn)廠提供的說(shuō)明書等尚不完備; 應(yīng)用此產(chǎn)品的墻體有產(chǎn)生裂紋的情況。
以上的問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重影響了輕集料混凝土砌塊的推廣應(yīng)用和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全, 必須采取有效措施加以改進(jìn)和控制。
3 應(yīng)用中的改進(jìn)措施與預(yù)防
3.1 合理選擇原料
因地制宜地利用天然輕集料, 如天然浮石、火山渣等堆積密度小, 抗壓強(qiáng)度高, 利于生產(chǎn)輕質(zhì)高強(qiáng)的產(chǎn)品。使用粘土陶粒、頁(yè)巖陶粒等, 要盡量選擇體積密度適中、吸水率低、簡(jiǎn)壓強(qiáng)度較高、連續(xù)粒級(jí)且粒型系數(shù)較小的陶粒。使用單粒級(jí)的粗集料要配以細(xì)集料時(shí), 要盡量使用陶砂, 盡量避免把粗集料破碎后使用。因?yàn)檫@樣破壞了陶粒的結(jié)構(gòu), 增大吸水率, 導(dǎo)致產(chǎn)品的抗壓強(qiáng)度等性能的降低。
3.2 合理使用高活性的摻和料
美國(guó)等世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)輕質(zhì)高強(qiáng)的空心砌塊產(chǎn)品時(shí), 是采用外摻硅粉或粉煤灰等技術(shù)途徑實(shí)現(xiàn) 的。硅粉是我國(guó)比較緊缺和昂貴的材料, 但摻以高活性的粉煤灰或礦渣粉、沸石粉是既可行又經(jīng)濟(jì)的。因?yàn)檫@些摻和料( 或附加劑) , 一方面能填充混凝土基材甚至水泥漿中的微孔, 另一方面能與水泥水化析出的氫氧化鈣反應(yīng)生成硅酸鈣膠體, 改善了界面狀態(tài), 提高了產(chǎn)品的濕度和耐久性。
3.3 選樣適宜養(yǎng)護(hù)制度
砌塊的養(yǎng)護(hù)工藝對(duì)砌塊質(zhì)量及應(yīng)用砌塊的墻體質(zhì)量十分重要。建議養(yǎng)護(hù)方法是: 砌塊成型3 h～6 h 后,表面以黑塑料布或草簾覆蓋, 保溫保濕養(yǎng)護(hù), 以提高其早期強(qiáng)度; 1 d 后可以搬動(dòng)碼垛, 開始經(jīng)常輕輕噴水保濕養(yǎng)護(hù), 直至兩周左右便可去掉表面的覆蓋物; 此后自然養(yǎng)護(hù)至28 d, 使相對(duì)含水率符合要求。
3.4 嚴(yán)格施工管理
在有關(guān)用輕集料混凝土小型砌塊框架結(jié)構(gòu)填充墻的施工規(guī)范或技術(shù)規(guī)定尚不完善的情況下, 為確保工程質(zhì)量, 必須依照《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《砌體結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《輕集料混凝土小型空心砌塊》和生產(chǎn)廠提供的使用說(shuō)明書等技術(shù)文件嚴(yán)格進(jìn)行施工管理和工程質(zhì)量控制。
4 輕集料混凝土的可持續(xù)發(fā)展
4.1 輕集料混凝土生產(chǎn)的可持續(xù)性
我國(guó)天然輕集料極為豐富, 產(chǎn)地又比較集中, 東北地區(qū)已發(fā)現(xiàn)15 處火山群, 一半以上集中在黑龍江省,據(jù)初步測(cè)算, 火山渣、浮石的儲(chǔ)量達(dá)4 億m3。從成本來(lái)看, 火山渣、浮石等比陶粒低1/3 左右, 很有發(fā)展前途。對(duì)煤矸石的利用是我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)的重要課題。我國(guó)煤儲(chǔ)量達(dá)1 600 億t, 占世界的1/3, 現(xiàn)在年開采量在10億t 以上, 居世界首位, 每年排出的煤矸石在1 億t 以上。同時(shí), 繼續(xù)開發(fā)人造輕集料, 使陶粒生產(chǎn)設(shè)備向自動(dòng)化、無(wú)污染的方向發(fā)展, 綠色超輕陶粒將成為生產(chǎn)量最大的人造輕集料, 綠色破碎型高強(qiáng)度高性能陶粒也將投入生產(chǎn), 人造輕集料的成本將大幅度下降, 預(yù)計(jì)15～20 年后, 我國(guó)人造輕集料的年產(chǎn)量將達(dá)到5 000萬(wàn)t。
4.2 輕集料混凝土使用性能的改進(jìn)
由于在輕集料混凝土中加入了鋼纖維, 使輕集料混凝土的強(qiáng)度特性得以大大改善, 改善了輕集料混凝土的強(qiáng)度特性和抗凍、抗疲勞等耐久性。加入鋼纖維還能使輕集料混凝土的凍融性能得以改善, 普通混凝土經(jīng)300 次凍融循環(huán)后, 相對(duì)動(dòng)彈性模量降低20℅左右, 而加入鋼纖維的輕集料混凝土并沒(méi)有劣化的征兆。
4.3 輕集料混凝土的經(jīng)濟(jì)性
雖然輕集料混凝土的價(jià)格比普通混凝土的價(jià)格高, 但從建筑物的整體成本來(lái)看, 由于輕集料混凝土質(zhì)量輕, 所以采用輕集料混凝土還是具有綜合優(yōu)越性的。實(shí)踐證明為適應(yīng)建筑節(jié)能、墻體材料革新和住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要, 輕集料工業(yè)的發(fā)展仍應(yīng)立足于充分利用豐富的天然資源和工業(yè)廢渣, 遵循因地制宜、就地取材的原則, 走多品種發(fā)展的道路。對(duì)于應(yīng)用廣泛的輕集料混凝土砌塊工程, 需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn), 完善措施, 使其走上成熟化、規(guī)范化的道路。在輕集料混凝土的施工中, 針對(duì)質(zhì)量通病的防治采取有效技術(shù)措施, 堅(jiān)持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕そM織管理, 才能使質(zhì)量通病能夠得到有效的控制。這些措施并非孤立的, 而是相互聯(lián)系、相互制約的, 必須結(jié)合實(shí)際、合理采用才能起到良好的效果, 并為國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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