混凝土拌合物質量控制初探

王 海 王利軍

1 概述

混凝土是當代用量最大的人造石材，是目前土木工程中最主要的建筑材料，應用范圍最廣、用量大、性能穩定。除組成混凝土的原材料來源廣泛，符合就地取材和經濟等原則外，在使用中還有以下幾個方面的優點:1)具有較好的力學性能和耐久性，維修費用較低;2)可根據工程對混凝土的實際要求，調整其配合成分，使其具有不同的物理力學性質;3)混凝土與鋼筋具有良好的粘結力和相近的熱膨脹系數，兩者可結合在一起共同工作，制成鋼筋混凝土構件和結構，利用鋼筋抗拉強度的優勢彌補混凝土脆性弱點，利用混凝土堿性保護鋼筋不生銹，從而大大擴展了混凝土的應用范圍。混凝土原材料品質及混凝土配合成分的波動以及施工工藝的變動，均會影響混凝土的品質，而在施工過程中更需要嚴格控制質量。由于混凝土在工程性能、經濟、生態等方面均優于木材和鋼材，使混凝土有廣泛應用的發展前景，混凝土的質量直接影響和決定著建設工程的質量，采用合理的控制手段，是提高工程質量的關鍵。由于混凝土質量的波動將直接反映到最終的強度上，而混凝土的抗壓強度與混凝土其他性能有著緊密的相關性，能較好地反映混凝土的全面質量，因此工程中常以混凝土抗壓強度作為重要的質量控制指標，并以此作為評定混凝土生產質量水平的依據。

2 混凝土生產質量控制方法

我們可以借助混凝土質量控制圖中的控制界限，來識別這兩類因素，結合因果分析圖，查找原因，并加以改進，這樣使得混凝土生產能長期維持在穩定的質量狀態下。

混凝土質量控制圖的種類共有七種，對于混凝土強度多采用平均值—極差控制圖(X—R控制圖)，及單值控制圖(X—Rs—Rm控制圖)兩大類。一般來講，對于不易分批或剛開始進行混凝土質量控制工作時，多采用單值控制圖。當混凝土強度的控制工作開展一定時間后，而且能保持生產正常穩定時，則宜采用平均值—極差控制圖。在施工過程中，抽樣制作試件進行強度測定后，對澆筑構造物抽樣檢查的混凝土試件批進行數理統計，解該抽樣批試件的平均值 x，均方差σ，離異數 Cv。

為了掌握分析混凝土質量的波動情況并及時發現問題，根據具體情況，選定管理圖，利用正常生產中積累的同類混凝土強度數據，計算其均值與標準差，求出管理圖的各條控制線，在生產中，應隨時將測試值在管理圖上畫點，根據點的分布狀況取得混凝土強度的質量信息，按管理圖的判斷規則確定生產是否處于控制狀態。具體編制方法及判斷規則可參見CECS 40∶92混凝土及預制混凝土構件質量控制規程(工程建設標準化協會標準)。

3 問題的提出

以上混凝土質量控制方法簡單易行，操作方便，但我們在應用過程中發現一個很重要的問題——該方法只能用于已成工程，且存在比較多的缺陷，必須改進，使混凝土質量控制真正做到現場監控，出現問題及時解決。混凝土拌合物出倉到澆筑成型這一階段大約2 h，如何測定拌合物參數，預測28 d強度，是混凝土現場控制的關鍵。在黑河引水工程0+000～0+449段箱涵混凝土測試中，發現混凝土拌合物坍落度和強度之間存在一定關系。經過數據分析，可寫出如下關系式:

其中，H為坍落度，cm;a為擬合系數;b，c均為擬合常數;R為混凝土實測抗壓強度，MPa。

此公式在應用時，因不同強度混凝土配合比及原材料相差較大，故式中系數 a，b，c很難確定，在應用時須經過大量試驗，對常規混凝土，強度C15～C25，不摻摻合料，外加劑，采用二級配河卵石，普通硅酸鹽42.5水泥、中砂。在黑河引水西線工程0+000 m～0+140 m箱涵段，對C20混凝土進行實測，實測參數繪制見圖1。

在黑河引水西線工程0+230 m～0+449 m箱涵段，對C25混凝土進行實測，實測參數繪制見圖2。

依據圖1，圖2，我們可以通過測定混凝土拌合物坍落度預測28 d后混凝土強度，測定一系列出倉混凝土拌合物坍落度 H1，H2，H3，…，Hn，對該組數據統計分析，求出坍落度平均值 Hi，均方差 σ，離差系數 Cv，畫出坍落度控制圖(方法同上，用 H代替R)。限制坍落度在上下控制線間波動，若超出上下控制線，及時調整，從而真正做到現場控制。

隨著混凝土技術的發展，現今越來越多的混凝土中摻入外加劑及混合材料，這些輔助材料在一定程度上影響著新拌混凝土的和易性及強度，即影響到混凝土拌合物的坍落度和硬化后混凝土的28 d強度。在實際施工中，應考慮減水劑品種、摻量等的影響，在具體工程條件下，根據試件實測值，得到符合本工程的混凝土強度與坍落度之間的關系曲線及坍落度控制圖，作為現場混凝土質量監控的依據，其他外加劑和摻合料亦然。

4 結語

上述方法可以在工程現場基本對混凝土做到現場監控，通過坍落度來控制和預測混凝土28 d強度，在一定程度上避免不必要的損失，為施工帶來便利。在實際施工中，可根據具體工程條件，得出符合本工程實際的經驗公式，繪出坍落度控制圖加以應用。

雖然此法可以在混凝土現場質量控制時為施工帶來方便，但同時亦有較大的局限性，本文僅對不摻輔助材料的強度等級為C15，C20，C25的普通混凝土進行數理統計分析，得出相對應經驗公式，而更多不同種類混凝土的強度與坍落度關系各有差異，未能有一個總結性的公式是上述方法的最大缺陷。而隨著社會的發展，新型混凝土、高標號大流動性混凝土的出現，給現場監測又帶來了新的問題。本文所述方法，作為一種思路提出，僅供大家參考。

[1] CECS 40∶92，混凝土及預制混凝土構件質量控制規程[S].

[2] 唐余慶.淺析混凝土的質量控制[J].商品混凝土，2006(5):29-32.

[3] 郝紅科，楊春玲，陳秋芳.用坍落度對現場混凝土拌合物進行質量控制的探索[J].西北水力發電，2003(1):37-38.

[4] 郝紅科.混凝土工程施工與組織[M].北京:中國水利水電出版社，2009.

[5] 江 波，陳大林.淺談商品混凝土的質量控制與檢測[J].山西建筑，2008，34(3):252-253.