鋼筋混凝土排水管質量通病與防治措施

隨著城市建設的不斷深入，對排水管的質量要求越來越高，尤其是對抗?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，同時排水管出現(xiàn)裂縫還將對管材的結構安全、使用壽命、強度、外觀質量等多方面產(chǎn)生不利的影響。國標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，內表面裂縫寬度不得超過0.05mm。懸輥式水泥制管機生產(chǎn)承插口排水管具有作業(yè)時間短、勞動效率高、無廢漿液、材料浪費少、不污染環(huán)境、制管時噪音小、管材外壓強度高等優(yōu)點。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。而且混凝土材料是一種非均質的脆性材料，雖然它的抗壓強度高，耐久性好，但抗拉強度卻很低，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在必行。而裂縫大多都很細小，有的用肉眼很難發(fā)現(xiàn)，具有較強的隱蔽性，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作用的結果。針對這種情況，必須具體問題具體分析，采取必要的防治措施。

1 模具拆裝時引起的裂縫

1.1 混凝土強度偏低

懸輥法生產(chǎn)承插口管由于其本身的特點，無論是水泥管模具還是管體本身，承口端的重量遠遠大于插口端的重量。在拆模過程中，打開螺栓起吊上半模和起吊管體時，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度達不到設計要求，則容易出現(xiàn)質量問題。在生產(chǎn)過程中，引起混凝土強度偏低的因素主要有以下幾個方面。

（1）混凝土配合比設計不合理，設計的強度不能達到要求

有的廠家為了節(jié)約成本，設計的混凝土強度偏低，排水管脫模時，不能達到拆模時所需強度?；蛘哔|量管理水平較低，混凝土的強度穩(wěn)定性不夠，標準偏差較大，造成有的混凝土強度過高，而有的則不能達到強度要求。從而在拆裝或運輸過程中，造成混凝土裂縫。

（2）原材料存在質量問題，混凝土達不到設計強度

水泥、砂子、石子及外加劑等原材料的質量不好，都會引起混凝土的強度降低，達不到排水管設計要求的強度。

（3）混合料攪拌不均勻，影響混凝土的強度

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

（4）凈輥壓時間短，懸輥速度低，密實程度不夠

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

（5）養(yǎng)護

養(yǎng)護制度不合理，或者養(yǎng)護制度雖然合理，但沒有嚴格按照制度去做，不能達到設計的脫模強度。

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，縱向結構配筋太少等。

2 混凝土干縮引起的裂縫

一般認為，懸輥法生產(chǎn)排水管，混凝土混合料為半干硬性至干硬性，干縮不會造成太大的影響。其實不然，筆者根據(jù)實際生產(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，大多的廠家都采用4-5m，比2m長的管更容易出現(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)生拉應力和剪應力，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強度，則生成細小的裂縫，細小裂縫之間不斷增長貫通，形成較大裂縫，從而影響管體的質量。

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。同時混合料發(fā)生沉降收縮，易在管體上部內外壁形成縱向裂縫或者承口與管身結合處內側形成環(huán)向裂縫，嚴重的甚至造成塌落。另外，在混凝土中粗集料的下方以及配筋處，還會發(fā)生內分層，即水份被向上擠壓到此處時，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。而混凝土的內外分層導致的裂縫會和其它裂縫互相貫通形成影響質量的大裂縫。

4 成型后振動引起的裂縫

懸輥管成型后，特別是當管體混凝土初凝后開始硬化，逐漸失去可塑性，但還沒有什么強度，這時侯如果混凝土受到外力作用，是zui危險的時期。如果此時受到振動、撞擊等外力作用時，非常容易造成空鼓、開裂甚至內塌。

5 升溫、降溫過快引起裂縫

懸輥管在養(yǎng)護過程中，升溫期是造成管體混凝土結構破壞的主要階段。引起其結構破壞的因素有各組分的熱膨脹、熱質傳輸、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，并可能在升溫期末達到zui大值。然而，升溫期的混凝土初始結構強度極低，尚不能抵抗各種結構破壞因素所造成的內應力，以致產(chǎn)生大量孔縫，而使結構受到損傷。與此同時，這種混凝土結構隨著水化作用的進行而趨于穩(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，由于蒸發(fā)、對流、輻射換熱而冷卻，管體內溫度及壓力梯度均由外部指向內部，這就引起內部水分的急劇汽化以及管體體積收縮和拉應力的產(chǎn)生。當降溫過快及蒸發(fā)負荷過大時，由此引起的內應力若超過硬化混凝土的極限抗拉強度，必將引起混凝土的結構損傷。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侯，這時很多廠家蒸養(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，對管材的產(chǎn)品質量性能影響較大。

6 鋼筋骨架應力引起的裂縫

懸輥法生產(chǎn)，鋼筋骨架位置控制是一個工藝難點，骨架配置合理，可以避免一些裂縫出現(xiàn)，如果配置不合理，剛剛成型后會對管材造成應力，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、細度、強度等級等各種質量指標都會對混凝土的性能產(chǎn)生影響，使用普通硅酸鹽水泥，凝結時間特別是初凝時間不要太長，強度等極不得低于32.5級，并優(yōu)先選用旋窯水泥。這樣配制出的混凝土強度有一定保證，其塑性變形和干縮變形相對較小，出現(xiàn)裂縫的機會相對減小。其次水泥用量，在滿足施工條件及混凝土強度的前提下，盡量減少水泥用量。

（2）粗細骨料

粗細骨料在混凝土中占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，對水泥石收縮起一定的抵抗作用。骨料的級配好，可以降低混凝土的用水量和水泥用量，同時降低混凝土的收縮。另外，骨料中的含泥量對混凝土的收縮也有較大影響，因此，應選用顆粒級配優(yōu)良的砂、石，并且嚴格控制含泥量。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，所以除了保證設計配筋外，還應有一定的抗變形能力。鋼筋骨架應采用焊接成型，保證鋼筋骨架的剛度。為減小生產(chǎn)過程中鋼筋骨架應力，在滿足設計配筋及成型工藝的基礎上，環(huán)向受力鋼筋應盡可能采用細筋密布。

（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，對混凝土抗裂是有利的，但應優(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，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）保證混凝土的設計強度達到標準規(guī)定的強度等級。

（2）拆裝模具時宜使用特制的偏心扁擔，盡量避免拆裝時受力不均勻，扁擔制作時以吊裝起管子后兩端平衡為佳。注意設備和模具的維護和保養(yǎng)，模具變形應及時進行修理。宜使用性能優(yōu)良的脫模劑。整個生產(chǎn)過程都應輕吊輕放，尤其是成型后，吊到養(yǎng)護窯時應有軟性的支墊物，使模具受力得到緩沖，避免模具受力發(fā)生振動。

（3）應選用強制式攪拌機，嚴格按照操作規(guī)程規(guī)定的時間進行攪拌。

（4）保證凈輥壓時間3-5min，一般取4min。

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