柱头混凝土浮浆危害及预防措施
2016-09-07 09:39阅读：
混凝土因和易性不良，浇筑振捣后表面出现一层泡沫状的水泥浆体，俗称为“浮浆”。浮浆厚度从1cm到5cm，甚至高达几十厘米，硬化后几乎无抗压强度，如图1。其中，柱头浮浆是当前建筑工程施工质量通病，多见于梁柱节点施工的柱头位置。由于柱头处于梁柱节点处，承受由梁柱传递过来的轴心、弯距、剪力的共同作用，是结构荷载的传递枢纽，其强度直接影响建筑结构安全，如施工过程中柱头混凝土和易性控制不好，或混凝土浇筑振捣方式不当，柱头位置极易产生浮浆，如未及时清理，将导致柱头混凝土强度不足，埋下重大安全隐患。
图1
硬化后的表面浮浆
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由柱头混凝土浮浆引起的柱头混凝土强度不足，将导致钢筋混凝土结构稳定性变差，在发生地震时，在地震力
的反复剪切作用下，梁柱节点处将产生多种交叉裂缝，甚至直接发生碎裂，导致建筑物垮塌。图
2是在地震力作用下梁柱节点发生水平剪切破坏的某建筑物。
图2
受到地震力水平剪切破坏的梁柱节点
竖向构件由于高度大，如所浇筑的混凝土坍落度过大，在混凝土自身重力作用下，比重轻的水泥浆体与比重大的骨料易发生分离，如果此时在混凝土振捣过程中产生较多的气泡，这些气泡就裹夹在水泥浆体中与水泥浆体一起上浮至混凝土表面，硬化后就会形成蜂窝状孔洞结构。因此，控制好混凝土不发生分层、离析，就成为预防柱头混凝土产生浮浆的关键。当竖向构件浇筑混凝土发生分层、离析时，可使用“倒查法”，从施工、混凝土自身质量控制、混凝土材料方面追查原因。根据这三个方面的原因，可以制定相应的预防措施：
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一、施工方面
1、在浇筑竖向构件混凝土时，混凝土搅拌站要事先与施工单位做好技术交底，施工单位须严格遵循施工规范要求的施工方法。以下规范规定内容可提醒施工单位重点关注：
a、《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011第8.3.6条：柱、墙模板内的混凝土浇筑不得发生离析，倾落高度应符合表8.3.6的规定；当不能满足要求时，应加设串筒、溜管、溜槽等装置；
b、《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011第8.3.8条第2款：柱、墙混凝土设计强度比梁、板混凝土设计强度高两个等级及以上时，应在交界区域采取分割措施；分隔位置应在低强度等级的构件中，且距高强度等级构件边缘不应小于500mm；
表8.3.6
柱、墙模板内混凝土浇筑倾落高度限值（m）
c、《混凝土质量控制标准》GB50164-2011第6.6.9条：浇筑竖向尺寸较大的结构物时，应分层浇筑，每层浇筑厚度宜控制在300mm～350mm；
d、《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》JGJ28-86第4.5.2条：用插入式振动器振捣泵送粉煤灰混凝土时，不得漏振或过振，其振动时间为：坍落度为80mm～120mm的混凝土振动时间为15s～20s；坍落度为120mm～180mm的混凝土振动时间为10s～15s。
2、浇筑柱头混凝土时，协助施工单位做好柱头混凝土检查，当柱头混凝土出现浮浆时，务必将浮浆层彻底清理干净并用与柱头同强度等级的混凝土进行修复，修复完毕方可浇筑第二层混凝土，确保梁柱节点核心区混凝土强度与本层框架柱混凝土的强度保持一致，如图3所示。
图3
梁柱节点核心区混凝土强度示意图
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二、混凝土自身质量控制方面
1、严格控制混凝土坍落度。《混凝土质量控制标准》GB50164-2011第3.1.3条明确规定：混凝土拌合物应在满足施工要求的前提下，尽可能采用较小的坍落度；泵送混凝土拌合物坍落度设计值不宜大于180mm。福建省建设厅闽建建[2013]22号文《关于深化建筑施工模板工程等三个专项整治工作的通知》中专门规定：当柱（墙）混凝土设计强度比梁（板）高两个等级及以上时，节点处砼“不得采用泵送方式输送砼，且砼坍落度宜不大于100mm”。搅拌车到现场后，卸料前，搅拌运输车罐体宜快速旋转搅拌20s以上再卸料。如果混凝土坍落度偏小，可适当掺入外加剂，但严格禁止加水。《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011第8.1.3条明确规定：混凝土运输、输送、浇筑过程中严禁加水。
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2、混凝土配合比设计时，严格控制梁（板）柱（墙）混凝土的掺合料用量和比例，尽量使用粉煤灰、矿粉双掺技术。粉煤灰的最大掺量，须符合《粉煤灰混凝土应用技术规范》GB/T50146-2014表5.2.1的规定。
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三、混凝土材料方面
1、不仅关注水泥的强度指标，同时需关注水泥的比表面积及水泥与外加剂的适应性。有些水泥厂为了降低成本，不惜通过加大水泥比表面积或是添加一些与聚羧酸减水剂不相适应的助磨剂以提高水泥中的混合材用量，虽然水泥强度能够满足标准要求，但导致水泥与外加剂的适应性不良、混凝土和易性变差或混凝土浇筑振捣后气泡增多。笔者最近收集的几种水泥，其比表面积均已超过400㎡/kg。
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2、严格对粉煤灰进行进厂检验，并验证混凝土的和易性。进场粉煤灰除按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005标准规定的常规技术指标进行检验外，应重点检测粉煤灰强度活性指数，建立合格粉煤灰的基准强度活性指数数据库，并验证混凝土的和易性。如何辨识真假粉煤灰可参阅科之杰微讲坛《砼人坛》第1期。
3、严格控制砂石质量。部分地区的商品混凝土搅拌站采用的是水洗砂、卵石及其破碎砂等骨料，这些骨料的含泥量、含粉量很低，导致混凝土颗粒体系中80μm～315μm区间的细颗粒含量不足，此时混凝土易出现泌水、离析问题。当配制泵送混凝土时，《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011第7.4.1条第3款规定：细骨料宜采用中砂，其通过公称直径为315μm筛孔的颗粒含量不宜少于15%。
浇筑柱头混凝土产生浮浆是目前柱头施工中较常遇到的质量问题，只要商混站、施工、监理三方各司其职、把控好各自所负责工作的质量，同时又通力协作，定能确保柱头混凝土质量，保证工程结构安全。
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出品 |
科之杰新材料集团有限公司
撰稿
| 尹键丽
核稿
| 林添兴
