淺析混凝土質量控制

魏育云

0 引言

近幾年,我公司相繼承接了大同二電廠、大唐平電、武鄉電廠、古交電廠、卓資電廠等施工,這幾個項目共同的特點是土建工程中混凝土量大,每個工程混凝土總量達十幾萬立方米,混凝土設計強度等級高,主廠房框架混凝土設計強度為C45,因此,混凝土質量控制在整個施工過程中尤其重要,通常的混凝土質量控制包括原材料質量控制、配制強度控制、耐久性控制和生產全過程的質量控制。把好混凝土的質量關,既能為工程“達標創優”創造條件,又能降低成本。

1 原材料質量控制

1.1 水泥

水泥屬水硬性膠凝材料,在混凝土中要起膠結作用。對混凝土的質量影響非常大。我們在施工中一般采用普通硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥。施工現場在對水泥作進場復檢時,要嚴格按如下技術要求對水泥進行評定:

1)細度:80 μ m方孔篩篩余不得超過10.0%;

2)凝結時間:初凝不得早于45 min,終凝不得遲于10 h;

3)安定性:用沸煮法檢驗必須合格;

4)強度:水泥強度等級按規定齡期的抗壓強度和抗折強度來劃分,各強度等級水泥的各齡期強度必須滿足國家標準。

1.2 細骨料

細骨料通常叫砂,砂與水泥漿合成砂漿,填充粗骨料在混凝土中堆聚成緊密框架,砂在混凝土中起骨架作用。在配制混凝土時宜優先選用Ⅱ區中砂,中砂的細度模數為2.3～3.0。如果在施工中使用細砂或粗砂,為了滿足現場工藝要求,勢必要提高水泥單方用量,加大成本。

1.3 粗骨料

粗骨料包括碎石及卵石,在混凝土中堆聚成緊密的架構。在配制混凝土時優先采用連續粒級,不宜用單一的單粒級配制混凝土。如必須單獨使用,則應作技術經濟分析,并應通過試驗證明不會發生離析或影響混凝土的質量。

1.4 混合材料

混合材又稱混合料或摻合料,可分為活性混合材和惰性混合材。我們在大同二電廠7號鍋爐基礎大體積混凝土施工中采用的摻合料是粉煤灰,粉煤灰是活性混合材,活性混合材在混凝土中的作用有三方面:

1)利用其特性,改善混凝土性能;

2)增加混凝土中含灰(砂)量,提高塑性;

3)調節混凝土強度,使高強度等級水泥能配制低強度等級混凝土(如粉煤灰),或提高混凝土強度(如硅灰)。

1.5 拌合用水

拌制混凝土用水所含物質對混凝土、鋼筋混凝土不應產生以下有害作用:

1)影響混凝土的和易性及凝結;

2)有損于混凝土強度發展;

3)降低混凝土的耐久性,加快鋼筋銹蝕;

4)污染混凝土表面。

2 混凝土配制強度及耐久性控制

2.1 混凝土配制強度的控制

配合比設計中最重要的一步是確定一個合適的目標強度,使試配時的混凝土標養強度值不少于該值。這個目標強度就是混凝土的配制強度。混凝土施工配制強度定得過高,會增加單位體積混凝土的水泥用量,加大混凝土的成本;定得過低,將使混凝土強度不能滿足預期的質量要求,會使強度不合格的可能性增大,同樣會造成質量事故,給企業帶來一定的損失。所以,合理確定混凝土施工配制強度是混凝土質量控制中的重要環節之一。

2.2 混凝土耐久性控制

影響混凝土耐久性的因素很多,主要有水泥品種、水泥用量、水灰比、集料品種、混合材料、混凝土的抗滲性、抗凍性等。我們在電廠施工中,對混凝土的耐久性控制指標主要是抗滲性和抗凍性:

1)混凝土的抗滲性是指混凝土抵抗壓力水滲透的能力。它關系到混凝土的擋水能力、抗凍性和抗侵蝕性等。混凝土滲水的原因在于其內部孔隙形成了連通的滲水通道。滲水通道主要來自水泥漿中多余水分蒸發而留下的氣孔、水泥漿泌水所形成的毛細管孔道及骨料界面聚集的水隙,這些滲水孔道的多少,主要取決于混凝土的水灰比。試驗結果表明,當水灰比大于0.5～0.6時,混凝土的抗滲性急劇下降;而小于此值時,其抗滲性變化平緩。在混凝土中摻入一定量的粉煤灰可顯著改善其抗滲性,提高率可達一倍以上,原因在于粉煤灰優秀的填孔效應和良好的火山灰效應。

2)凍融循環作用是造成混凝土破壞的最嚴重因素之一,因此,抗凍性是評定混凝土耐久性的主要指標,試驗結果表明,水飽和狀態的混凝土經過若干次凍融循環后,強度就已完全損失;而干燥混凝土經同樣次數的凍融循環后,其強度不但不降低,反而大幅度增加,可見凍融破壞的主要原因是由于混凝土中水的存在。而毛細孔是水存在的基礎,所以必須降低混凝土的水灰比,以減少其毛細孔孔隙率。

3 混凝土生產過程的質量控制

根據生產的不同階段,混凝土的質量控制可分為兩類:第一類指產品生產過程中的控制,稱為生產控制;第二類指產品交付驗收時的控制,稱為合格控制。為了掌握混凝土質量在生產過程中的變化情況,以便及時發現影響生產質量的異常因素,我們通常采用質量控制圖(也稱管理圖)幫助我們對這類問題作出判斷,便于及早采取措施,減少不合格品。一般采用計量值控制圖中的平均值—極差控制圖。當通過控制圖發現生產過程有異常因素存在時,可借助因果分析圖查找引起生產過程異常的原因,及時將其排除,使生產過程處于控制狀態。

通過近幾年對我公司攪拌站生產的混凝土進行的質量分析可表明,組成混凝土的原材料質量、由特定材料組成的混凝土配合比質量、混凝土拌合物質量和混凝土硬化后強度等均是混凝土質量控制的幾個主要方面。

3.1 原材料和混合材料的使用

混凝土生產過程中,不僅要對原材料的技術標準進行控制,還必須嚴把原材料的質量和混合材料摻入量的使用關。

1)不同品種水泥的混凝土不能混合使用。

2)砂石粗細骨料應按品種分別堆放,嚴禁與石灰等材料相鄰堆放,以免混雜。

3)對混凝土骨料來說,影響配比組成而導致混凝土強度過大波動的主要原因是含水率的影響,因此,應定期測定骨料的含水率,及時對施工配合比進行調整。

4)混凝土強度等級高于C40時,不宜摻用混合材。

3.2 混凝土拌合物的質量控制

經試配所確定的混凝土理論配合比,在實際攪拌過程中,由于各種材料計量的誤差和骨料含水率的變化,加之攪拌均勻程度影響,都會使混凝土強度產生波動。這種波動,可用混凝土拌合物的和易性和水灰比來反映。因此,應從以下幾方面入手加強對混凝土拌合物的控制:

1)攪拌站計量裝置經常校驗;

2)攪拌站應設配合比交底,并將每天的砂石含水率換算在每盤配料的實際用量中;

3)混凝土在拌制和澆筑過程中要作如下檢查:a.檢查混凝土組成材料的質量和用量,每一工作班至少兩次;b.檢查混凝土在拌制地點及澆筑地點的坍落度,每一工作班至少兩次;c.在每一工作班內,如混凝土配合比受外界影響而變動時,應及時檢查;d.混凝土的攪拌時間應隨時檢查。

3.3 混凝土強度的控制

影響混凝土強度的因素很多,除前述混凝土配制強度確定的合理程度、原材料質量的變異、配料的計量誤差、生產工藝條件的變化(如投料方式、攪拌均勻程度、運輸方式等)外,養護條件和試驗誤差等對混凝土質量的影響都綜合地反映到混凝土強度上來。因此,應對混凝土強度進行有效的控制,使其達到規范標準要求的質量,這是進行混凝土質量控制的重要環節之一。對混凝土強度進行質量控制,我們一般采用平均值—極差控制圖。通過控制圖就可以看出攪拌站生產的混凝土是否處于穩定狀態以及強度平均值是否接近所要求的混凝土配制強度,從而考慮以后是否根據設計的要求加以重新調整。

4 結語

混凝土施工程序較多,從原材料準備、試配到攪拌和澆筑,各個環節都可以造成混凝土強度的變異,因此我們在施工現場必須把好每個環節的質量關,才能生產出質量優良的混凝土。

[1]彭圣浩.建筑工程質量通病防治手冊[M].第3版.北京:中國建筑工業出版社,2002.

[2]陳肇元,朱金銓,吳佩剛.高強混凝土及其應用[M].北京:清華大學出版社,1992.

[3]JGJ 55-2000,普通混凝土配合比設計規程[S].