低溫及負(fù)溫混凝土施工所用外加劑的質(zhì)量控制

摘　要:低溫及負(fù)溫混凝土施工所用混凝土外加劑存在質(zhì)量問題,如氯鹽量、硫酸鈉摻量過高、外加劑質(zhì)量差等,給建筑工程帶來極大隱患。針對上述影響因素,外加劑制生產(chǎn)企業(yè)、施工單位及質(zhì)量監(jiān)督部門必須采用相應(yīng)的質(zhì)量控制措施,才能保證混凝土的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:氯鹽;硫酸鈉;外加劑;質(zhì)量

中圖分類號: TU755　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼: B

　　隨著整個國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展,我國的建筑業(yè)正不斷發(fā)展壯大。隨著建筑企業(yè)管理水平的不斷提高,“時間就是效益”的觀念已深入人心。特別是在北方寒冷及嚴(yán)寒地區(qū),一年中可施工季節(jié)較短,而多數(shù)工程要求當(dāng)年開工,當(dāng)年竣工。因此,在低溫或負(fù)溫條件下施工,就必須在混凝土中加入早強(qiáng)劑或防凍劑,同時為防止混凝土受凍破壞,要求迅速增加早強(qiáng)劑和防凍劑的用量。但是在大力推廣使用早強(qiáng)劑和防凍劑的過程中,出現(xiàn)了許多由于早強(qiáng)劑和防凍劑質(zhì)量低劣而嚴(yán)重降低混凝土強(qiáng)度和耐久性的現(xiàn)象,給建筑工程帶來極大的隱患。筆者對低溫及負(fù)溫條件下混凝土施工所用外加劑進(jìn)行了全面了解,深感有必要將此方面存在的問題及改進(jìn)措施提出來,供廣大施工及質(zhì)量管理部門參考。

1　低溫及負(fù)溫混凝土施工所用外加劑存在的質(zhì)量問題

1. 1 氯鹽摻量過高

　　氯鹽是一種性能價格比很好的早強(qiáng)劑和防凍劑成分,在混凝土中參入水泥重量0. 5% ～1. 0%的氯鹽,可使混凝土3天強(qiáng)度比原來提高50%～100% , 7天強(qiáng)度比原來提高20% ～40% ,同時能降低混凝土中水的冰點(diǎn),防止混凝土早期受凍。但是氯鹽的摻入會使混凝土中氯離子濃度增加,使鋼筋與氯離子之間產(chǎn)生較大的電極電位,使鋼筋易于銹蝕,因此施工中必須控制摻量。在我國《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GBJ119)和《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204)中對氯鹽的摻量有如下限制: ①在無筋混凝土中,氯鹽摻量不得大于3%; ②在鋼筋混凝土中,氯鹽含量不得大于1%; ③在預(yù)應(yīng)力混凝土中,不允許摻入氯鹽,而且由其他原料帶入的氯鹽總量不應(yīng)高于水泥質(zhì)量的0. 1%;在潮濕環(huán)境下的混凝土中,不應(yīng)高于水泥質(zhì)量的0. 25% ,以上氯鹽均以無水氯化鈣計。同時還規(guī)定在下列結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土中不得摻用氯化鈣和含有氯鹽的復(fù)合早強(qiáng)劑或防凍劑: ①相對濕度大于80%的環(huán)境中使用的結(jié)構(gòu);處于水位升降部位的結(jié)構(gòu);露天結(jié)構(gòu)或經(jīng)常受水淋的結(jié)構(gòu); ②與鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位及有外露鋼筋預(yù)埋鐵件而無防護(hù)措施的結(jié)構(gòu); ③與含有酸、堿和硫酸鹽等侵蝕性介質(zhì)相接觸的結(jié)構(gòu); ④經(jīng)常處于環(huán)境溫度為60℃以上的結(jié)構(gòu); ⑤使用冷拉鋼筋和冷拔低炭鋼絲的結(jié)構(gòu); ⑥給排水構(gòu)筑物、薄壁結(jié)構(gòu)、中級和重級吊車的吊車梁、屋架、落錘或鍛錘基礎(chǔ); ⑦電解車間和距離高壓直流電源100米以內(nèi)的結(jié)構(gòu); ⑧靠近高壓電源(發(fā)電站、變電所)的結(jié)構(gòu); ⑨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu); ⑩含有活性骨料的混凝土結(jié)構(gòu)。

　　即使在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,為防止氯鹽對鋼筋的銹蝕,也須把氯鹽與阻銹劑復(fù)合使用,目前比較典型的阻銹劑是亞硝酸鈉,它能在整個鋼筋表面形成一層防護(hù)型氧化膜,從而抑制鋼筋的銹蝕。

　　目前某些早強(qiáng)劑和大多數(shù)防凍劑均以氯鹽為主,有的氯鹽含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過1% ,而且為了降低造價,有的廠家根本就不摻阻銹劑。另外,在產(chǎn)品說明書上,多數(shù)廠家不標(biāo)明氯鹽含量,使得上述許多嚴(yán)禁摻入氯鹽的混凝土工程摻入了含有大量氯鹽,甚至沒有摻入阻銹劑的早強(qiáng)劑或防凍劑。上述做法使鋼筋很容易生銹,大大縮短了建筑物的壽命,并留下了嚴(yán)重的質(zhì)量隱患,對此,必須引起足夠的重視。另外,摻入過多的氯化鈣會使混凝土的收縮特別是早期收縮明顯增加,如早期澆水養(yǎng)護(hù)不利,則更易于產(chǎn)生裂紋。同時,摻入氯化鈣還會使混凝土抗硫酸鹽侵蝕能力有所降低,對堿- 骨料反應(yīng)有加劇趨勢,不按規(guī)范要求,隨便使用,會造成極大的危害。

1. 2 硫酸鈉摻量過高

　　硫酸鈉在復(fù)合早強(qiáng)劑和防凍劑中普遍作為早強(qiáng)成分使用,商品工業(yè)硫酸鈉主要有兩種:無水硫酸鈉(又名元明粉)和帶有10個結(jié)晶水的硫酸鈉(Na2 SO4 ·10H2O,又名芒硝) ,使用時產(chǎn)量以無水硫酸鈉為準(zhǔn)。硫酸鈉對混凝土特別是低溫下硬化的混凝土早強(qiáng)作用顯著,因此我國的早強(qiáng)劑、早強(qiáng)減水劑、早強(qiáng)高效減水劑和防凍劑中幾乎都含有硫酸鈉。但是摻入硫酸鈉對混凝土也有一些不良影響。首先,摻入硫酸鈉增大了混凝土中Na+含量,從而促進(jìn)了堿- 骨料反應(yīng)。在我國《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GBJ119- 98)中規(guī)定,預(yù)應(yīng)力混凝土硫酸鈉摻量不應(yīng)大于1%;潮濕環(huán)境下的鋼筋混凝土硫酸鈉產(chǎn)量不應(yīng)大于1.5%。同時還規(guī)定,硫酸鈉強(qiáng)電解質(zhì)無機(jī)鹽早強(qiáng)劑還不得用于下列結(jié)構(gòu): ①與鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結(jié)構(gòu)及有外露鋼筋預(yù)埋鐵件而無防護(hù)措施的結(jié)構(gòu); ②使用直流電源的工廠及使用電氣化運(yùn)輸設(shè)施的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu); ③含有活性骨料的結(jié)構(gòu)。其次,由于摻入的Na+不能與水化生成物結(jié)合而留在液相中,在混凝土凝結(jié)硬化后這些鈉鹽晶體要在混凝土表面析出,即所謂鹽析,從而在建筑物表面留下白色污染,影響美觀。因此,硫酸鈉的含量不宜過多,一般不超過2%。但是,在目前使用的早強(qiáng)劑中也存在著硫酸鈉含量嚴(yán)重超標(biāo),而且不標(biāo)明硫酸鈉含量,在任意情況下隨意使用的現(xiàn)象,這不但影響了外觀,對混凝土耐久性也有不利影響,還會降低混凝土的后期強(qiáng)度。

1. 3 生產(chǎn)設(shè)備簡單、外加劑質(zhì)量不均勻

　　在國家標(biāo)準(zhǔn)GB8076—1997中,對外加劑的均質(zhì)性有嚴(yán)格的規(guī)定。但目前的外加劑生產(chǎn)企業(yè)普遍存在著生產(chǎn)及計量設(shè)備簡單,有的還采用人工混料現(xiàn)象,不能滿足生產(chǎn)早強(qiáng)劑或防凍劑的要求。特別是在混合像三乙醇胺這些摻量僅0. 02%～0. 05%的液態(tài)成分時,用簡單的生產(chǎn)及計量設(shè)備很難滿足均質(zhì)性的要求。這種外加劑使用于混凝土中,會使混凝土不同部位的強(qiáng)度及耐久性產(chǎn)生嚴(yán)重的差異,嚴(yán)重降低混凝土的質(zhì)量,甚至留下安全隱患,也必須引起足夠的重視。

2　低溫及負(fù)溫混凝土施工所用外加劑質(zhì)量控制措施

　　針對上述影響因素,外加劑生產(chǎn)企業(yè)、施工單位及質(zhì)量監(jiān)理部門必須分別采取相應(yīng)的質(zhì)量控制措施,才能充分保證混凝土的質(zhì)量。

2. 1　外加劑生產(chǎn)企業(yè)

　　外加劑生產(chǎn)企業(yè)是控制混凝土外加劑質(zhì)量的關(guān)鍵。首先外加劑生產(chǎn)企業(yè)必須認(rèn)真學(xué)習(xí)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GBJ119)和《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204) ,明確規(guī)范中對氯鹽、硫酸鈉及外加劑均質(zhì)性等方面的限制,并指出不按規(guī)范生產(chǎn)所能帶來的危害。要端正思想,不能只盯著經(jīng)濟(jì)利益而把工程質(zhì)量以至人民的生命安全拋在一邊。必須按照規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),采用計量精確的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn),并在產(chǎn)品說明書中標(biāo)出產(chǎn)品是否含氯鹽或硫酸鈉、產(chǎn)品的應(yīng)用范圍及不宜應(yīng)用的工程。

2. 2　施工單位

　　施工單位在選用混凝土外加劑時,應(yīng)進(jìn)行充分的調(diào)研,選擇一些質(zhì)量信得過的產(chǎn)品,不能僅僅考慮價格。比如說,以現(xiàn)在的原料價格測算,價格為幾百元的防凍劑一般來講不可能按規(guī)范要求摻加足夠的阻銹劑,有的甚至根本沒摻。另外,在購買外加劑時,必須讓廠家提供產(chǎn)品合格證、質(zhì)量檢驗(yàn)報告,以及產(chǎn)品說明書。并根據(jù)這種外加劑是否含氯鹽、硫酸鈉以及它的摻量情況確定是否適用于該混凝土工程。

2. 3　質(zhì)量監(jiān)理部門

　　質(zhì)量監(jiān)理部門應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行把關(guān),對無產(chǎn)品合格證,無檢驗(yàn)報告或產(chǎn)品說明書表達(dá)不明確的外加劑不允許使用,對不適用于該工程的外加劑也要嚴(yán)禁使用。

3　結(jié)論

　　控制好低溫及負(fù)溫混凝土施工所用外加劑的質(zhì)量是一個涉及到許多方面的復(fù)雜工作。首先生產(chǎn)、使用及質(zhì)量監(jiān)督管理部門的人員必須全面掌握國家制定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,同時還要了解相關(guān)的法律法規(guī),做到有法必依,獎罰分明;其次要樹立起強(qiáng)烈的責(zé)任感,并在全行業(yè)內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)化質(zhì)量觀念的宣傳,加強(qiáng)人性化施工和人性化管理的教育,把建筑施工和人民的生命財產(chǎn)緊密聯(lián)系起來。只要采取強(qiáng)有力的措施,低溫及負(fù)溫混凝土外加劑的質(zhì)量就可以得到很好的控制。

[參考文獻(xiàn)]

　　[ 1 ]許溶烈. 近代混凝土技術(shù)[M ]. 西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社, 2003.

　　[ 2 ]張雄. 建筑動能外加劑[M ]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.