武漢混凝土公司框架結構柱頭部位混凝土強度偏低的原因
某廠(chǎng)房的職工宿舍樓是一座六層框架結構建筑，其一層柱混凝土設計標號是C30，梁板混凝土設計標號是C25，澆筑混凝土時(shí)先澆筑柱子，隔兩天再澆筑上層的梁板。柱子拆模后發(fā)現在與板同時(shí)澆筑的柱頂部位，厚度約20～30cm的柱頭周圈的混凝土顏色泛黃（如圖1所示），表面起砂、水泥漿體不足、混凝土疏松強度偏低，用鋼釬、手錘可以輕易地將混凝土敲掉（如圖2所示），而梁板和柱頂下端的混凝土顏色正常，用回彈儀檢測強度良好，起砂的柱頭的回彈值與其他部位的回彈值相比，嚴重偏低。一層的柱子共計36個(gè)，經(jīng)檢查有質(zhì)量缺陷的柱頭共有7個(gè)。
1造成質(zhì)量缺陷的原因分析
為了盡快分析柱頭混凝土質(zhì)量缺陷的原因，并確定處理措施，在混凝土澆筑后約半個(gè)月，待梁板的支撐模板拆除后，我們對有質(zhì)量缺陷柱頂部位的混凝土（圖1紅線(xiàn)圈起部位）及其周邊的混凝土強度用回彈儀進(jìn)行了測定。圖1上部的回彈強度推定值約22～25MPa，與梁的回彈強度基本一致；圖1中部回彈強度推定值僅12～15MPa，強度明顯不足；圖1下部回彈強度推定值約24～27MPa，與C30等級的混凝土的強度發(fā)展趨勢基本符合。由此確定商混凝土站所供應的混凝土不存在質(zhì)量問(wèn)題，局部柱頂出現的質(zhì)量缺陷是由于施工中沒(méi)有采取正確的操作措施所導致。
在現有的房建結構施工的工序中，通常做法是：綁扎柱鋼筋-封柱模-安裝梁板模板-澆注柱混凝土-綁扎梁板鋼筋-澆注梁板混凝土。而澆注柱混凝土時(shí)，按照規范柱子混凝土只能澆至梁底10～15cm位置留施工縫。在綁扎梁板鋼筋后，這10～15cm的柱混凝土才隨梁板混凝土一起澆注。在澆注梁板混凝土前模板要灑水潤濕，水往低處流，而此時(shí)柱頭施工縫是整個(gè)梁板模板最低處，造成柱頭積水，為防止漏漿模板的拼縫要求嚴密，柱頭積水會(huì )有越積越多的趨勢。還有一個(gè)積水的來(lái)由是混凝土自身的泌水，為便于順利施工和泵送，工人往往要求混凝土有較大的坍落度，澆注過(guò)程中這些泌水也會(huì )流向柱頭。柱頭積水積漿過(guò)多導致在澆注柱頭混凝土時(shí)水灰比增大，直接導致該處混凝土強度的降低。
2柱頭強度偏低的處理措施
2.1處理方案基本要求
由于此時(shí)主體結構已經(jīng)上到三層，一層柱所受到的載荷不斷增加，為保證結構安全，必須盡快對強度偏低的柱頭進(jìn)行處理。處理方案是將柱頭有缺陷的混凝土鑿除后進(jìn)行置換。由于澆注部位空間小不易振搗，置換所用的混凝土采用摻膨脹劑的C40自密實(shí)混凝土。
2.2處理步驟
⑴將有質(zhì)量缺陷的柱子周邊的梁板用鋼管支撐頂起，使上部載荷轉移到支撐，將強度偏低的柱頭混凝土用風(fēng)炮鑿除，鑿除時(shí)可以多鑿一些將空間擴大，并注意盡可能不損害原柱子的鋼筋。
⑵校正鑿出部位的鋼筋，增加箍筋的數量，間距為5cm一圈。
⑶安裝模板，為了使混凝土便于入模，其中一側的模板安裝成一個(gè)斜斗，向上約60°，斜斗上端要比柱頂澆筑的高度高出10～20cm，如圖3所示。
⑷澆筑自密實(shí)混凝土時(shí)，從斜斗處灌入直至灌滿(mǎn)，用橡皮錘敲擊四周模板，使用小號振動(dòng)棒，從斜斗處插入盡可能向里伸施加輔助振搗，使混凝土進(jìn)一步密實(shí)。
⑸模板拆除后，將斜斗處多出來(lái)的混凝土鑿除，要求與柱子面平齊。
⑹用回彈儀檢測，待自密實(shí)混凝土的強度與原柱子的強度基本一致后，可以將梁板的支撐拆除，時(shí)間大約7～10天。
3微膨脹自密實(shí)混凝土的配制
3.1自密實(shí)混凝土的配制要點(diǎn)
自密實(shí)混凝土是指具有高流動(dòng)性、均勻性和穩定性，能夠在自重的作用下流動(dòng)并充滿(mǎn)整個(gè)模板的混凝土。自密實(shí)混凝土的配制和施工可以參考JGJ/T283-2012《自密實(shí)混凝土應用技術(shù)規程》進(jìn)行。
本工程自密實(shí)混凝土工作性能要求：坍落度必須大于240mm；坍落擴展度大于550mm以上，擴展時(shí)間T500大于2秒鐘。
3.2摻加膨脹劑的目的
由于自密實(shí)混凝土膠凝材料用量多，為達到良好的流動(dòng)性用水量也較多，混凝土硬化后的自收縮也較大，為了使置換后的混凝土與原有的混凝土能緊密結合，需加入適量的膨脹劑，用以補償自密實(shí)的自收縮。
3.3配制微膨脹自密實(shí)混凝土的材料要求
⑴水泥：選用英德海螺P.O42.5R，28d強度51MPa；
⑵礦粉：選用首鋼礦粉，等級為S95，28d活性110%；
⑶粉煤灰：選用廣西南寧電廠(chǎng)的二級灰，0.045mm篩余細度為19，需水量比98%；
⑷石子：配制自密實(shí)混凝土粗骨料的級配和顆粒形狀非常重要，本工程選用惠州寶山石場(chǎng)的花崗巖（見(jiàn)圖4），5～20mm連續級配，壓碎指標11.5，針片狀含量5%，用水沖洗后再用；
⑸砂：砂細度模數為2.6，含泥量0.5%；
⑹減水劑：廣東博眾公司的聚羧酸緩凝高效減水劑，濃度10%，摻量2.0%；
⑺膨脹劑：武漢三源公司的SY-G高性能膨脹抗裂劑，摻量8%。
3.4微膨脹自密實(shí)混凝土的配合比和試配結果
通過(guò)試配調整，最后確定的配合比如表1：
自密實(shí)混凝土拌合物的狀態(tài)見(jiàn)圖5，可以見(jiàn)到有良好的流動(dòng)性能，粘聚性和保水性也很好。
拌合物工作性能指標見(jiàn)表2：
實(shí)測混凝土強度見(jiàn)表3：
4處理后的效果
此次柱頭質(zhì)量缺陷經(jīng)處理后，新舊混凝土結合良好，柱子整體強度完全滿(mǎn)足結構承載要求。采用這種方法處理，成本低廉，而且不影響工程的施工進(jìn)度。
5避免出現柱頭質(zhì)量缺陷的注意事項
柱頭部位的混凝土出現質(zhì)量缺陷的例子屢見(jiàn)不鮮，這與施工人員的經(jīng)驗有直接關(guān)系，工程施工管理人員一定要加強過(guò)程細節的管理，注意以下的幾個(gè)細節可以避免發(fā)生類(lèi)似問(wèn)題。
⑴柱子模板安裝好以后，用手電鉆在柱頭部位的模板四周鉆幾個(gè)孔，專(zhuān)門(mén)用來(lái)排除柱頭積水；
⑵澆注梁板混凝土時(shí)，潤濕模板的工作交給專(zhuān)人負責，特別注意澆水的間歇階段要關(guān)閉水閥，不能長(cháng)流水；
⑶澆注柱頭部位時(shí)，泵管出料口對正柱子下料，不能靠流漿灌滿(mǎn)柱頭；
⑷商品混凝土廠(chǎng)家要控制好混凝土坍落度在160～180mm，作好技術(shù)交底，現場(chǎng)不得加水；
⑸當柱子和梁板混凝土強度的設計等級不超過(guò)2個(gè)等級時(shí)，建議將梁板混凝土強度提高到和柱子相同，柱和板同時(shí)澆筑，雖然成本稍有上升，但消除了質(zhì)量隱患，加快了施工速度。來(lái)源《廣東建材》
