鋼筋混凝土排水管質(zhì)量通病與防治措施

隨著城市建設(shè)的不斷深入，對(duì)排水管的質(zhì)量要求越來越高，尤其是對(duì)抗?jié)B漏的要求越來越高。因此，越來越多的工程選用柔性接口的排水管，而排水管出現(xiàn)裂縫是引起管材滲漏的zui主要原因之一，同時(shí)排水管出現(xiàn)裂縫還將對(duì)管材的結(jié)構(gòu)安全、使用壽命、強(qiáng)度、外觀質(zhì)量等多方面產(chǎn)生不利的影響。國(guó)標(biāo)GB/T11836-1999《鋼筋和鋼筋混凝土排水管》中明確規(guī)定鋼筋混凝土管外表面不允許有裂縫，內(nèi)表面裂縫寬度不得超過0.05mm。懸輥式水泥制管機(jī)生產(chǎn)承插口排水管具有作業(yè)時(shí)間短、勞動(dòng)效率高、無廢漿液、材料浪費(fèi)少、不污染環(huán)境、制管時(shí)噪音小、管材外壓強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。但是，該法存在著填料厚度難掌握、鋼筋骨架易移位、承口不好制作等缺點(diǎn)。而且混凝土材料是一種非均質(zhì)的脆性材料，雖然它的抗壓強(qiáng)度高，耐久性好，但抗拉強(qiáng)度卻很低，非常容易開裂，存在裂縫的排水管很多，因此，解決排水管的裂縫問題勢(shì)在必行。而裂縫大多都很細(xì)小，有的用肉眼很難發(fā)現(xiàn)，具有較強(qiáng)的隱蔽性，所以很容易被生產(chǎn)企業(yè)所忽視。排水管產(chǎn)生裂縫的原因比較多，有的更是幾種因素同時(shí)作用的結(jié)果。針對(duì)這種情況，必須具體問題具體分析，采取必要的防治措施。

1 模具拆裝時(shí)引起的裂縫

1.1 混凝土強(qiáng)度偏低

懸輥法生產(chǎn)承插口管由于其本身的特點(diǎn)，無論是水泥管模具還是管體本身，承口端的重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于插口端的重量。在拆模過程中，打開螺栓起吊上半模和起吊管體時(shí)，兩端受力不平衡，常出現(xiàn)插口端很容易吊起，但承口端吊不起來的現(xiàn)象，使管體受拉力。因此，承插口排水管如果混凝土的強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，則容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。在生產(chǎn)過程中，引起混凝土強(qiáng)度偏低的因素主要有以下幾個(gè)方面。

（1）混凝土配合比設(shè)計(jì)不合理，設(shè)計(jì)的強(qiáng)度不能達(dá)到要求

有的廠家為了節(jié)約成本，設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度偏低，排水管脫模時(shí)，不能達(dá)到拆模時(shí)所需強(qiáng)度。或者質(zhì)量管理水平較低，混凝土的強(qiáng)度穩(wěn)定性不夠，標(biāo)準(zhǔn)偏差較大，造成有的混凝土強(qiáng)度過高，而有的則不能達(dá)到強(qiáng)度要求。從而在拆裝或運(yùn)輸過程中，造成混凝土裂縫。

（2）原材料存在質(zhì)量問題，混凝土達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度

水泥、砂子、石子及外加劑等原材料的質(zhì)量不好，都會(huì)引起混凝土的強(qiáng)度降低，達(dá)不到排水管設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度。

（3）混合料攪拌不均勻，影響混凝土的強(qiáng)度

懸輥法生產(chǎn)排水管，由于使用干硬性混合料，對(duì)混凝土攪拌的質(zhì)量要求較高，攪拌的難度相對(duì)要大一些。影響攪拌質(zhì)量的因素主要有攪拌機(jī)類型、攪拌時(shí)間、攪拌機(jī)速度及投料順序。其中混凝土攪拌時(shí)間短是比較常見的原因?；旌狭衔吹玫匠浞值臄嚢?，不但混凝土的強(qiáng)度達(dá)不到要求，而且工作性能也差。

（4）凈輥壓時(shí)間短，懸輥速度低，密實(shí)程度不夠

懸輥法生產(chǎn)排水管、混凝土的強(qiáng)度直接與輥壓時(shí)間、輥壓速度相關(guān)。操作工有時(shí)為了趕時(shí)間，或者怕鋼筋骨架變形損壞，人為地縮短懸輥時(shí)間或降低速度，造成混凝土的密實(shí)程度不夠，使混凝土的強(qiáng)度不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（5）養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)制度不合理，或者養(yǎng)護(hù)制度雖然合理，但沒有嚴(yán)格按照制度去做，不能達(dá)到設(shè)計(jì)的脫模強(qiáng)度。

1.2 其他原因

（1）螺栓不全，模具緊固困難，受力不均勻，局部受力過大，造成模具變形。

（2）模具清理不干凈，或脫模劑存在問題，隔離效果不好，粘模，拆裝受外力超過極限。

（3）鋼筋骨架配置不合理，或采用人工綁扎，縱向結(jié)構(gòu)配筋太少等。

2 混凝土干縮引起的裂縫

一般認(rèn)為，懸輥法生產(chǎn)排水管，混凝土混合料為半干硬性至干硬性，干縮不會(huì)造成太大的影響。其實(shí)不然，筆者根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過程分析，有很多環(huán)向裂縫都是由于干縮引起的，尤其是在氣侯比較干燥的春、秋季節(jié)。Φ1200mm以下承插口管都比較長(zhǎng)，大多的廠家都采用4-5m，比2m長(zhǎng)的管更容易出現(xiàn)環(huán)向裂縫。影響干縮的因素主要是水泥用量，減少水泥用量可以減少混凝土的收縮。另外，水灰比越大，干縮越大。干燥收縮在集料界面上產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，一般隨著集料粒徑的增大而增大，如果它們超過水泥石和集料的粘結(jié)強(qiáng)度，則生成細(xì)小的裂縫，細(xì)小裂縫之間不斷增長(zhǎng)貫通，形成較大裂縫，從而影響管體的質(zhì)量。

3 混凝土塑性變形引起的裂縫

混凝土在澆注之后到開始凝結(jié)期間，固體顆粒下沉，水上升，并在表面析出水份，這種現(xiàn)象稱為泌水。同時(shí)混合料發(fā)生沉降收縮，易在管體上部?jī)?nèi)外壁形成縱向裂縫或者承口與管身結(jié)合處內(nèi)側(cè)形成環(huán)向裂縫，嚴(yán)重的甚至造成塌落。另外，在混凝土中粗集料的下方以及配筋處，還會(huì)發(fā)生內(nèi)分層，即水份被向上擠壓到此處時(shí)，無法繼續(xù)上升，形成充水區(qū)域，含水量zui大，是混凝土中zui弱的部分，也是混凝土滲水的主要通道和裂縫的發(fā)源地。而混凝土的內(nèi)外分層導(dǎo)致的裂縫會(huì)和其它裂縫互相貫通形成影響質(zhì)量的大裂縫。

4 成型后振動(dòng)引起的裂縫

懸輥管成型后，特別是當(dāng)管體混凝土初凝后開始硬化，逐漸失去可塑性，但還沒有什么強(qiáng)度，這時(shí)侯如果混凝土受到外力作用，是zui危險(xiǎn)的時(shí)期。如果此時(shí)受到振動(dòng)、撞擊等外力作用時(shí)，非常容易造成空鼓、開裂甚至內(nèi)塌。

5 升溫、降溫過快引起裂縫

懸輥管在養(yǎng)護(hù)過程中，升溫期是造成管體混凝土結(jié)構(gòu)破壞的主要階段。引起其結(jié)構(gòu)破壞的因素有各組分的熱膨脹、熱質(zhì)傳輸、混凝土的減縮及干縮等。體積變形就是由這些因素引起的體積變化的綜合表現(xiàn)。升溫期的體積變形急劇增長(zhǎng)，并可能在升溫期末達(dá)到zui大值。然而，升溫期的混凝土初始結(jié)構(gòu)強(qiáng)度極低，尚不能抵抗各種結(jié)構(gòu)破壞因素所造成的內(nèi)應(yīng)力，以致產(chǎn)生大量孔縫，而使結(jié)構(gòu)受到損傷。與此同時(shí)，這種混凝土結(jié)構(gòu)隨著水化作用的進(jìn)行而趨于穩(wěn)定，因此，降溫后體積膨脹不能*消除，從而造成管體的裂縫。

管體在常壓降溫時(shí)，由于蒸發(fā)、對(duì)流、輻射換熱而冷卻，管體內(nèi)溫度及壓力梯度均由外部指向內(nèi)部，這就引起內(nèi)部水分的急劇汽化以及管體體積收縮和拉應(yīng)力的產(chǎn)生。當(dāng)降溫過快及蒸發(fā)負(fù)荷過大時(shí)，由此引起的內(nèi)應(yīng)力若超過硬化混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，必將引起混凝土的結(jié)構(gòu)損傷。這種裂縫很容易被人忽視。這種裂縫大多發(fā)生在冬季外部氣溫很低的時(shí)侯，這時(shí)很多廠家蒸養(yǎng)溫度都控制較高，而室溫又很低，產(chǎn)品出窯后，如果沒有降溫過程馬上拆模的話，外表面很容易出現(xiàn)溫度收縮裂縫。這種裂縫沒有明顯的方向性，有的裂縫深度較深，對(duì)管材的產(chǎn)品質(zhì)量性能影響較大。

6 鋼筋骨架應(yīng)力引起的裂縫

懸輥法生產(chǎn)，鋼筋骨架位置控制是一個(gè)工藝難點(diǎn)，骨架配置合理，可以避免一些裂縫出現(xiàn)，如果配置不合理，剛剛成型后會(huì)對(duì)管材造成應(yīng)力，引起混凝土開裂。

7 防治措施

7.1 材料方面

（1）水泥

水泥的品種、細(xì)度、強(qiáng)度等級(jí)等各種質(zhì)量指標(biāo)都會(huì)對(duì)混凝土的性能產(chǎn)生影響，使用普通硅酸鹽水泥，凝結(jié)時(shí)間特別是初凝時(shí)間不要太長(zhǎng)，強(qiáng)度等極不得低于32.5級(jí)，并優(yōu)先選用旋窯水泥。這樣配制出的混凝土強(qiáng)度有一定保證，其塑性變形和干縮變形相對(duì)較小，出現(xiàn)裂縫的機(jī)會(huì)相對(duì)減小。其次水泥用量，在滿足施工條件及混凝土強(qiáng)度的前提下，盡量減少水泥用量。

（2）粗細(xì)骨料

粗細(xì)骨料在混凝土中占70%以上的體積，是比較重要的組成材料，它在混凝土中起到骨架的作用，對(duì)水泥石收縮起一定的抵抗作用。骨料的級(jí)配好，可以降低混凝土的用水量和水泥用量，同時(shí)降低混凝土的收縮。另外，骨料中的含泥量對(duì)混凝土的收縮也有較大影響，因此，應(yīng)選用顆粒級(jí)配優(yōu)良的砂、石，并且嚴(yán)格控制含泥量。碎石好于卵石。在滿足工藝要求的情況下，粒徑越大越好。

（3）水

一般來講，水灰比越小收縮越小，所以制單位用水量。

（4）鋼筋骨架

懸輥法生產(chǎn)排水管、鋼筋骨架在懸輥成型過程中很容易變形、移位甚至損壞，所以除了保證設(shè)計(jì)配筋外，還應(yīng)有一定的抗變形能力。鋼筋骨架應(yīng)采用焊接成型，保證鋼筋骨架的剛度。為減小生產(chǎn)過程中鋼筋骨架應(yīng)力，在滿足設(shè)計(jì)配筋及成型工藝的基礎(chǔ)上，環(huán)向受力鋼筋應(yīng)盡可能采用細(xì)筋密布。

（5）外加劑

減水劑具有可降低水灰比、減少水泥用量、減少泌水等特點(diǎn)，對(duì)混凝土抗裂是有利的，但應(yīng)優(yōu)先選用收縮率低的減水劑。 

（6）粉煤灰

粉煤灰是一種活性較好，密度較小的摻合料，在混凝土中能起到改善混凝土工作性、降低成本、減少泌水等作用，加入粉煤灰可以取代部分水泥，降低水泥用量，減少混凝土的收縮，同時(shí)，加入粉煤灰，混凝土的早期彈性模量降低，有利于混凝土的抗裂。

7.2 生產(chǎn)過程

（1）保證混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的強(qiáng)度等級(jí)。

（2）拆裝模具時(shí)宜使用特制的偏心扁擔(dān)，盡量避免拆裝時(shí)受力不均勻，扁擔(dān)制作時(shí)以吊裝起管子后兩端平衡為佳。注意設(shè)備和模具的維護(hù)和保養(yǎng)，模具變形應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修理。宜使用性能優(yōu)良的脫模劑。整個(gè)生產(chǎn)過程都應(yīng)輕吊輕放，尤其是成型后，吊到養(yǎng)護(hù)窯時(shí)應(yīng)有軟性的支墊物，使模具受力得到緩沖，避免模具受力發(fā)生振動(dòng)。

（3）應(yīng)選用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，嚴(yán)格按照操作規(guī)程規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行攪拌。

（4）保證凈輥壓時(shí)間3-5min，一般取4min。

（5）蒸養(yǎng)制度一般應(yīng)根據(jù)混凝土配合比以及產(chǎn)品的脫模強(qiáng)度、水泥品種、是否摻加外加劑、是否摻加粉煤灰等情況經(jīng)試驗(yàn)確定。按靜停、升溫、恒溫、降溫過程進(jìn)行，一般靜停1-2h，升溫速度每小時(shí)不得大于25℃，一般持續(xù)2-4h，恒溫是強(qiáng)度增長(zhǎng)的主要階段，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定，一般不得低于3h，降溫一般在1h左右?？倳r(shí)不宜低于8-10h