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特别策划:拆模时间对混凝土结构的影响

2017-04-08赵恒树

商品混凝土 2017年3期
关键词:拆模施工单位构件

综合版

特别策划:拆模时间对混凝土结构的影响

编者按:关于混凝土结构拆模的时机,标准规定混凝土结构浇筑后,达到一定强度方可拆模。但实际情况是,为了赶工期,加速模具周转,有些施工人员会提前拆模;有些管理单位没有按照施工规范的要求,强行要求施工单位延长拆模时间。提前或推迟拆模的做法,会给混凝土结构带来怎样的影响?混凝土结构各部位都在什么时候拆模,才既能够保证混凝土结构的质量,又能提高施工效率?有没有比标准规定的强度检测方法更直接、简便的拆模时间确定方法?本期特别策划诚邀大家参与讨论。

赵恒树(山东亿辰混凝土有限公司,高级工程师)

结构混凝土构件分为两部分,其一是竖向构件,其二是水平构件。竖向构件(包括水平构件的侧模)在拆模时只要考虑混凝土具有一定的强度(1.2MPa 以上),在拆模时不掉角,不去楞为原则。可是有些施工单位为了赶工期,在混凝土终凝后即行拆模,造成构件出现缺角掉棱现象。更有甚者,有的木工师傅凭着以往的施工经验,到时候就拆模,结果造成了部分墙柱坍塌,也有的墙柱在箍筋下出现水平裂缝,还有的出现表皮粘接现象。这些都说明了混凝土还没有达到终凝就拆模了。由于混凝土终凝时间是与自身的入模温度、环境温度、养护条件有关,再说混凝土自身的终凝时间也在随着环境温度在调整。由于上述影响的存在,混凝土的终凝时间就不可能是一个定值,它特别容易在大风降温后明显地延长混凝土的终凝时间。因此,当遇到大风降温时,在拆模前一定要先查看混凝土是否终凝。最简便的方法是用手指用力摁压混凝土表面,若不出现指印即为终凝,再用手指盖划混凝土表面,不出现明显的痕迹方可拆模。否则,不要拆模,等一段时间再拆。

水平构件在拆模时要按照施工规范的规定执行。特别是要根据梁板实际的跨度和强度符合规范规定时方可拆模。在测量混凝土的实际强度时可采用制作同条件试件或回弹法。制作同条件试件时应多做几组,以便于早期试压,若达到规范要求的强度,即可拆模;若达不到规范要求时,可待几天再行试压,直至达到规范要求的强度后方可拆模。当采用回弹法测试混凝土强度时,应当根据当时的气温和混凝土设计强度预测混凝土实际强度达到拆模要求的时间,达到预测时间后即可拆除少量模板,用回弹仪测试混凝土表面(在测试前应对回弹仪进行率定,检查回弹值是否在 (80±2)MPa 范围内,否则,应对回弹仪进行维修保养,合格后方可使用),根据平均回弹值换算出混凝土的强度。该强度符合拆模要求,即可大面积拆模;否则,应待几天再行回弹。直到该强度达到规范要求。注意:在回弹过程中一定要严格按照《回弹规程》的要求操作,其准确率在 90%以上。

胡良光,李新国(临沂天元混凝土工程有限公司,工程师)

随着高层建筑的兴起,现浇钢筋混凝土结构工程不断增多,施工所需的模板也越来多,为了加强模板的循环利用,确定混凝土结构拆模的时机,就显得十分重要。如何科学地确定达到上述拆模强度所需的时间,是日常施工中经常遇到的难题,长期以来一直未得到很好地解决,这对生产进度安排、质量控制造成极大盲目性。尽管《混凝土结构工程施工质量验收规范》规定,混凝土结构浇筑后,达到一定强度方可拆模。但多年来,对违规拆除模板造成的质量安全事故并不少见,也多有报道,那么在施工中为什么还有那么多违规现象发生呢?

1 违规拆模的原因

施工单位为了追求利润,降低成本,减少投入,模板与支架数量配置往往不足,随意拆模的现象十分普遍,对工程质量、施工安全造成隐患。有的工程或构件占用模板量较大,施工单位为急于周转模板而忽视了规范或设计的要求,为了赶工期,加速模具周转,有些施工人员会过早拆除模板。当施工流水段较小,使施工流水作业出现怠工、窝工现象时,施工单位为急于创造工作面,不得已仓促拆除模板来创造工作面。有的施工单位的技术人员素质低,施工经验欠缺,不熟悉规范规程对模板拆除的要求,意识不到过早拆除模板对混凝土结构带来的危害和可能造成的隐患。现场操作工人单纯追求效率,图省事,施工单位又疏于管理,助长了操作人员违规操作的风气,甚至把违规操作当作正常的操作程序进行。

在工程实际施工中,不少施工单位无视《混凝土结构工程施工质量验收规范》规定的要求,违规拆除模板,轻者给混凝土结构带来损伤,重者甚至酿成重大的质量安全事故。过早拆除模板对混凝土结构带来的危害是多方面的。

2 违规拆模的影响

根据多年来的施工经验,混凝土墙柱部位往往拆模时间早,而梁板部位拆模时间晚。通过大量混凝土强度回弹,我们总结出早拆模的墙柱部位的强度比晚拆模的梁板部位的强度低 10%~30%。下面从论方面分析一下过早拆模对混凝土结构的影响。

过早拆模,混凝土强度低,不能承受自重及施工荷载,易在受拉区出现裂缝,甚至受压区破坏。过早拆模将会加大混凝土的徐变量。混凝土长期受有外力,其变形具有随着时间的延续而不断增加的特性,即混凝土的“徐变”。而且这种变形是塑性变形,即变形是不可恢复的,尤其在混凝土的早期强度阶段,徐变量很大。以梁、板为例,过早拆模后,在自重及施工荷载的作用下,混凝土受压区徐变量增加,将导致较大的结构变形(挠度值增加),有时可增至理论变形的 2~3 倍,这在结构上是不允许的。过早拆模过程中易产生混凝土缺棱掉角或局部坍塌现象,削弱构件断面。混凝土与钢筋共同工作能力差,在构件自重、施工荷载和其他振动作用下,易引起钢筋在混凝土内的滑动,从而降低了混凝土对钢筋的握裹力。混凝土强度低,不能克服混凝土与模板表面的粘结力,会造成混凝土表面剥落,常称做“粘模”现象,严重影响混凝土的外观质量。

模板对混凝土结构有变形约束作用。特别是对一些薄壁及墙板类结构,如水池、墙板及护栏类等构件,当混凝土结构尚未达到抗裂应力强度前,这时模板对结构的抗裂起到决定性的约束作用。过早拆除模板,等于解除了混凝土结构的约束,使新浇筑的混凝土结构在无约束状态下,抵抗混凝土自身收缩和失水干缩同时进行产生的应力变形,给结构带来开裂的严重后果。混凝土强度尚未达到规范要求的强度即拆除模板,混凝土结构会因过早受荷和拆模扰动而受损,轻者会造成混凝土外形的损伤,重者会破坏其内在的结构,给工程带来质量隐患,影响混凝土的使用寿命,特别是违规拆除底模的,严重的会造成垮塌,酿成恶性安全事故。现场施工中,我们常见到对施工的梁、板类结构的混凝土在强度尚未达到要求的情况下,先拆除底模后,然后再加支撑加固的错误的做法。此法看似安全合理,但实际上在拆除顶撑及底模时,构件已可能产生下挠或产生裂缝,以后再加顶撑只是部分阻止了下挠损害的继续,实际上则不能消除对结构的损害。这种拆模方法实际上是一种掩耳盗铃、自欺欺人的拆模方法,所以此类方法在现场施工操作时也应杜绝使用。

对一些表面系数较大的薄壁结构,模板不仅起支撑的作用,还起着对混凝土结构保水养生的作用。混凝土浇捣后,之所以能逐渐凝结硬化,主要是因为水泥水化作用的结果,而水化作用则需要适当的温度和湿度条件。过早拆模使混凝土中水分会蒸发过快,形成脱水现象,会使已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化,不能转化为稳定的结晶,缺乏足够的粘结力,从而会在混凝土表面出现片状或粉状脱落。此外,在混凝土尚未具备足够的强度时,水分过早的蒸发还会产生较大的收缩变形,出现干缩裂纹,影响混凝土的耐久性和整体性。所以在风大干燥的季节里,一旦模板被拆除,会使混凝土结构迅速失水,如不能及时覆盖养护,给混凝土带来的强度损失将是永久的。

冬期施工,模板对新浇混凝土还起到保温御寒的作用。大家知道,混凝土强度的增长是随着时间的增加而增长的,温度越高增长越快,反之,温度越低增长也就越慢。如果混凝土尚未达到临界强度前即拆除模板,又不能及时保温覆盖,会给混凝土结构带来冻害,特别是对那些保温难度较大的竖向结构,如柱、墙等,和表面系数较大的板类结构,模板对结构的保温作用更为重要了。因此冬季施工时,如无可靠的保温措施,混凝土侧模的拆除时间应在混凝土强度达到规定的临界强度后拆模。所以,在不同的施工季节,确定拆模日期和拆模方法,提供拆模混凝土试块的拆模强度,都是非常重要的,决不可只片面强调工期紧、工序多而掉以轻心。

3 合理拆模的有效措施

现场应配足周转所需模板数量。在不同结构工程施工中,拆模过早的主要原因是施工单位为了追求利润,降低成本,减少投入,模板与支架数量配置往往不足。为了保证混凝土结构安全,施工单位不可无限度的降低成本,需要配备足够的模板数量。

在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏后,方可拆除侧模。梁板、拱等跨度大于 8 米的构件拆模时要求达到设计强度的 100%,跨度小于 8 米的构件拆模时要求达到设计强度的 75%。薄壁结构、悬臂结构等构件拆模时间要达到设计强度的 100%。

合理制作同条件养护试块。同条件养护试块是指混凝土试块与其对应的混凝土结构在组成成分、养护条件等方面保持基本一致,能有效反映实体混凝土强度。按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》要求制作同条件养护试块强度作为拆模的依据,严格执行规范的养护要求。同时,具体操作上也要留出富余空间,提前确定具体送检时间。

混凝土拆模后,需要立即覆膜养护,通过加强混凝土的养护来避免对混凝土强度增长产生不利影响。混凝土养护时间不得少于 14d。

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