天津开发区建设工程试验中心天津市300457
摘要:建筑材料的组成、结构、规格、使用及选择,直接影响建筑工程的坚固、耐久、适用等工程质量。材料的化学成分、矿物成分将影响一系列工程质量,如硅酸盐水泥中硅酸三钙含量愈多。则水泥的硬化愈快,水泥石的强度愈高;硅酸盐水泥中铝酸三钙含量愈多,则水泥石由于放热量过大,将产生较大的温度应力而造成混凝土结构开裂影响使用。材料的配合比对建筑物的耐久性、承载力等也有一定影响,如水泥混凝土中W/C过大时,则孔隙率高,强度和耐久性能差;环境侵蚀将改变材料的成分、结构,从而导致材料性能劣化,引起建筑质量的降低甚至酿成工程事故。因此,保证建筑工程质量,在考虑环境影响的同时,关键是正确选择材料、使用材料和进行合理的材料设计。
关键词:混凝土;材料;建筑工程;质量;影响;
引言
建筑材料的组成材料、材料配合设计、规格、选择等对混凝土结构工程的质量有着直接的影响。材料的矿物质成分又或是化学成分也会对混凝土结构工程造成一定程度的影响,如碳酸盐水泥硬化的快慢是由水泥中的碳酸三钙的含量决定的,碳酸三钙的含量越低,则水泥硬化的速度越慢,水泥石的强度也就越低;混凝土结构开裂是由于水泥石中的铝酸三钙中含量过多,致使水泥石在放热过程中产生过大的温度应力,进而造成混凝土结构产生开裂。混凝土结构的耐久性和承载力是由建筑材料的配合比决定的,例如水泥混凝土中w/c适中的时候,则在混凝土结构中的空隙率也就能控制在规定范围内,进而形成一定的耐久性和强度。所以,材料选择的正确性、使用合理的材料配合比都是确保混凝土结构质量的关键性因素。文章从建筑材料的组成材料、材料配合比设计方面浅谈建筑材料对混凝土结构工程质量的影响。
1.组成材料对混凝土工程质量的影响
1.1水泥胶结材料
一是水泥品种。水泥品种的选择主要决定于工程使用性质、施工时气候条件、所处使用环境、成本等因素。不同品种水泥或同一种品种水泥由于其成分的差别其性能也不尽相同,甚至相差很大。水泥品种的误用可以引起很多工程缺陷;如抗冻性差、抗干缩能力差、易起粉、早期强度低抗侵蚀能力差、抗干湿交替变化的能力低等等。早强型普通硅酸盐水泥中,国家标准规定其铝酸三钙含量为3%-7%,若水泥中铝酸三钙的含量达到上限,即使各项指标经检验均符合标准,但该品种水泥凝结硬化快、早期强度高,收缩大,使用时如果不采取任何技术措施,很容易因控制不当而产生大的体积收缩引起开裂等工程质量问题。
二是水泥含碱量。水泥含碱是引起混凝土产生碱骨料反应的条件之一。水泥的碱与某些碱集料发生化学反应,可引起混凝土产生膨胀、开裂、甚至破坏。碱集料反应会导致混凝土结构开裂和破坏,而且这种破坏会继续发展下去,难以补救。国家规定,若使用的骨料有活性成分,水泥中含碱量不得超过0.6%。
三是水泥的安定性。水泥在硬化过程中,一般体积都会发生变化。若这种变化是在熟料矿物水化过程中发生均匀体积变化,则对建筑物的质量影响不大。但如果在水泥凝结硬化后由于水泥中某些有害成分的作用,在水泥石内部产生剧烈的不均匀的体积变化在建筑物内部会产生破坏应力,导致建筑物强度下降、开裂、坍塌等事故。另外,水泥的凝结时间、水化热及强度等方面的性质,对混凝土结构工程的质量也有一定的影响,如水化热高,会导致混凝土结构物形成巨大温度应力,使混凝土开裂,给工程带来危害。
1.2集料
混凝土是一种复合材料,由胶凝材料和砂石材料组成,砂石材料一般占混凝土体积的3/4,集料的质量将直接影响混凝土的强度、变形、耐久性。集料极重要的参数是集料的形状、结构、最大尺寸及级配(颗粒分布)。集料本身的强度不太重要,因为集料的强度一般都要高于混凝土的设计抗压强度。在承载时混凝土中集料所能承受的应力大大超过混凝土的抗压强度。骨料颗粒的粒形、粒径、表面结构和矿物成分,往往影响混凝土过渡区的特性,从而影响混凝土的强度。级配良好的粗骨料改变其最大粒径对混凝土强度有着两种不同的影响。水泥用量和稠度一样时,含较大骨料粒径的混凝土拌和物比含较小骨料粒径的,其集料的表面积小,所需拌合水较少,较大骨料趋于形成微裂缝的弱过渡区,其最终影响随混凝土水灰比和所加应力而不同。在低水灰比时,降低过渡区孔隙率同样对混凝土强度一开始就起重要作用。
一是集料的级配和粒径。较好的级配应当是:a.集料的空隙率要小,以节约水泥用量;b.集料总表面积要小,以减少湿润集料表面的需水量;c.要有适当的细集料,以满足混合料工作性的要求。因此,良好的集料级配可用较少的加水量制得流动性好、离析泌水少的混合料,并能在相应的成型条件下,得到均匀密实的混凝土,同时达到提高强度、提高耐久性、节约水泥的效果。
二是骨料的活性。所谓活性骨料即在碱性环境中能与水泥中碱发生反应的集料,这种反应一般在水泥混凝土硬化后进行反应生成物具有破坏特点,其中最主要的一类就是含活性二氧化硅的集料。1920年末到1940年初,美国报导了很多由活性骨料导致混凝土建筑结构的破坏。其主要症状是结构遍体开裂,类似地图状,开裂处经常渗出一种凝胶,引起表面胀崩和裂开,这是由于水泥与活性骨料产生碱集料反应的结果。这种破坏目前尚无彻底根治办法。另外,集料中的有害杂质,如膨胀性矿物、硫化物、硫酸盐、粘土矿物等也对混凝土结构工程造成一定的破坏。
2.混凝土建筑工程常见质量问题及防范措施
2.1增强材料的性能
建筑工程施工阶段如果能够添加适量的混合材料,就可促使混凝土结构得到巩固,进而使其变得更加稳定。在混凝土里面加人适量的外加剂不仅可以降低建筑工程的造价成本,还可以提高混凝土的使用性能(即把混凝土的耐久性、强度和和易性进一步优化)。例如添加一定量的减水剂不仅可以稳定用水量以及水泥用量,还可以在一定程度上提升混凝土材料自身的流动性;与此同时还不会改变混凝土的工作性能以及水泥用量;混凝土的含水量也能降低而它的强度也可得到相应的提高;此外混凝土的强度不会被改变太多,并且还可以把水泥的消耗减少。施工人员为了不断提高建筑工程施工质量,常常会采取各种方式来调整和优化其自身性能。
2.2严格控制开裂问题
为了保证建筑施工中的混凝土能正常发挥作用,施工人员必须要采取措施对开裂问题严格控制。从现有的建筑资料显示,水泥水化选择的水量只有水泥重量的20%左右。但是还需要加强对混凝土的控制,这种控制需要从多方面人手,因为在实际的施工作业中还没有形成一个全面的系统要求标准。
总结
总之,混凝土材料的选购是建筑工程施工中的重要组成部分,为了能够最大程度的发挥混凝土材料的使用性能,使得工程项目能够取得最佳的施工效果,就需要施工单位在选购材料时一定要按照建筑物施工规范规定的要求去选择和配置材料,并且要加强对混凝土材料的重视。混凝土材料的使用关系到整个工程项目的施工质量,因而材料选购人员一定要慎重。
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