哈大鐵路客運專線TJ－2高性能混凝土用砂質量監控

張曉洲

(西安鐵一院工程咨詢監理有限責任公司，西安 710065)

砂是配制混凝土的基本原材料，其質量優劣對混凝土拌和物的工作性能和硬化混凝土的物理力學性能和耐久性均具有重要影響。所以其質量控制一直是監理工作的重點之一。

經過對哈大客運專線TJ－2標遼寧省鐵嶺地區天然河砂采砂場的調查發現，出產較潔凈(含泥量、泥塊含量符合《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》要求)Ⅱ區中砂的砂場較少產量較低，出產細度模數在2.8～3.3之間的中砂、粗砂，顆粒級配在Ⅰ區、Ⅱ區的砂場較多，部分砂場僅出產Ⅰ區粗砂。

施工單位在混凝土配合比設計時較為謹慎，參考京津、武廣等鐵路項目高性能混凝土配合比設計經驗，采用Ⅱ區中砂作為高性能混凝土用細骨料，采用該種配合比雖然保證了良好的混凝土性能，但也引起了其他問題的出現。

由于施工線路周邊品質較好的Ⅱ區中砂砂場較少，產量也較低，部分砂場出產砂在Ⅰ區粗砂、Ⅱ區中砂間波動。工程開工階段的監理工作中，我們就已發現個別攪拌站進場的砂，有超出配合比設計范圍(配合比為Ⅱ區中砂，實際進場為Ⅰ區粗砂)，不能滿足質量要求的現象發生，甚至個別批次的砂含泥量、泥塊含量超標。雖然通過施工單位自檢或監理平行檢驗，不合格砂全部清退，未使用于工程中，但根據施工進度計劃，Ⅱ區中砂供應量小的問題必將制約混凝土的正常生產，導致工程進度滯后。如果能合理利用Ⅰ區粗砂進行高性能混凝土生產則可以減小或避免因供應量不足造成的施工矛盾，且可以減少砂進場運距，降低采購價格，因此品質較好的Ⅰ區粗砂在施工用高性能混凝土中的應用不可避免，這給監理單位原材料質量監控工作帶來很大壓力。

監理單位本著“嚴格監理、熱情服務”的原則，監幫結合，以服務業主、服務工程為宗旨，制定出有效的專項質量監控方案，對高性能混凝土用砂從料源、配合比、砂進場、混凝土生產過程各環節質量進行全過程監控。

1 料源調查選用

監理單位會同施工單位對其上報的擬采購砂料源進行逐一調查。

1.1 料源初步調查

在料源地調查中重點對儲量、開采方式、含泥量進行調查，對于開采條件優越明顯、質量好，可采儲量大，日開采量為混凝土生產高峰期用量60%以上的，進行取樣試驗。

如果儲量為水下料場，則在開采點與儲料堆各取1組試樣。

如果儲量全部是水上料場，因其產品的不均勻性則對不同生產日期的儲料堆各取1組試樣，且連續3周每周從開采點取1組試樣。

如果開采點配有砂清洗設備則對設備日生產量進行估算，并取樣。

儲量小、日開采量小或砂含泥量過大且無清洗設備的料源地排除出備選料源地范疇。

1.2 初步試驗

對料源地調查中取回的樣品進行試驗分析，試驗以細度模數、含泥量、泥塊含量、云母含量、輕物質含量、有機物含量、硫化物及硫酸鹽含量七個項目為主。試驗結果除應滿足《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》(鐵建設［2005］160號)外，還需對級配進行分析。

由于細度模數增大時砂率也將增加，水泥漿的數量顯得不足，降低了水泥漿對砂的潤滑作用，使混凝土的流動性與和易性變差。所以通過試驗將采用水洗設備降低砂的含泥量，致使砂中0.315 mm以下顆粒流失過多的料源地排除出備選料源地范疇。

但高性能混凝土的膠凝材料用量較大，拌和物中有保持足夠黏度的細粉量(礦物細摻料)，故使用的砂中粉細料可以相應減少，經過多次混凝土試配發現0.63 mm篩的累積篩余可以在70%～80%之間。

在初步試驗合格后監理單位建議施工方應考慮料源與料源之間砂質量是否接近，同一攪拌站盡量使用相近的砂，便于混凝土生產與質量控制。

1.3 全項試驗

當初步試驗判定砂質量合格后，由監理單位見證取送樣將試驗樣品送具有資質且業主認可的試驗機構進行吸水率、堅固性、Cl－含量、堿活性4個項目的試驗。試驗結果符合《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》(鐵建設［2005］160號)后，監理單位方才同意施工方使用。

2 配合比設計

根據砂原材料試驗得出的結論，監理單位積極推進各施工單位進行配合比設計工作，尤其是對區段內合格中砂料源少的施工單位，監理單位采用見證試驗、配合比驗證試驗、配合比獨立設計等方法對施工單位配合比設計提出合理建議及優化方案，最終審批通過高性能混凝土配合比134份，其中細骨料采用粗砂的配合比39份。現將具有代表性的3組C35配合比簡述如下。

2.1 原材料

(1)水泥:采用P·O42.5低堿水泥;

(2)細骨料:A1配合比采用Ⅰ區粗砂，細度模數3.2;A2配合比采用Ⅱ區中砂，細度模數3.0;A3配合比采用Ⅱ區中砂，細度模數2.8;

(3)粗骨料:母巖為石英閃長巖，采用6～10、10～20、20～25 mm三級碎石進行摻配;

(4)礦物摻合料:采用當地電廠生產的Ⅰ級粉煤灰;

(5)外加劑:采用聚羧酸高效減水劑;

(6)水:各拌和站地下水。

2.2 確定的理論配合比(表1)

表1 高性能混凝土(C35)理論配合比 kg/m3

2.3 拌和物性能參數(表2)

表2 高性能混凝土拌和物性能

2.4 力學性能及耐久性能參數(表3)

表3 高性能混凝土力學性能及耐久性能

經過配合比試驗得出結論，使用合格的Ⅰ區粗砂也能配置出力學性能、耐久性能達標，工作性能良好的高性能混凝土，解決了生產混凝土時砂供應緊張的問題。

3 攪拌站砂進場質量控制

由于單一砂料源地產量不能滿足攪拌站混凝土生產，致使同一攪拌站會存在多個料源地，Ⅰ區粗砂、Ⅱ區中砂兩個品種的砂同時存放、同時使用的情況出現，容易發生混堆、混用的現象，對混凝土質量控制造成一定難度。監理單位針對該種情況制定了切實可行的控制措施，并每個攪拌站派專業監理人員進行監控。具體監控措施如下。

(1)督促施工單位攪拌站嚴格執行混凝土所用原材料應按品種、規格和檢驗狀態分別標識存放的要求;

(2)要求料源地砂出場時填寫隨車單，隨車單應包含生產單位、生產日期、規格等內容;砂進入攪拌站后由施工單位材料員與駐站監理一同檢查隨車單并對砂外觀質量進行檢查，檢查合格后將砂卸入對應的待檢倉。

(3)駐站監理見證施工單位材料員對新進場砂進行取樣送施工單位試驗室進行試驗，試驗過程駐站監理按不小于施工單位自檢頻次的20%進行見證;對于質量波動較大的砂源出產的砂監理試驗室按不小于20%的頻次進行平行試驗，其他部分按10%的頻次進行平行試驗。

(4)試驗結果合格后將該批砂轉入對應的存儲倉中待用;試驗結果不合格則由監理工程師依據試驗數據發出監理通知單要求施工單位對該批砂做清場處理。監理通知單中應包括該批砂的數量，該批砂現存放狀態照片及試驗報告，施工單位回復時應寫明該批砂清場處理情況并附影像記錄。

4 混凝土生產過程質量控制

在混凝土生產過程中，要做好砂的對號入座，既采用的配合比對砂的質量要求應與實際使用的砂一致。為更便于混凝土生產質量控制，監理單位要求駐站監理對以下幾點加強監控。

(1)要求施工單位攪拌站在混凝土生產時僅使用單一儲料倉中的同品種、同規格砂，當該儲料倉砂用完后方能進行Ⅰ區粗砂、Ⅱ區中砂的轉換;

(2)混凝土拌和用砂品種轉換時，應先將拌合機組上料斗中剩余砂清除。

(3)混凝土首盤生產前，應要求施工單位測定砂、石含水率，并根據測試結果和理論配合比，提出施工配合比;駐站監理應全過程見證試驗并復核施工配合比。

(4)駐站監理對首盤混凝土的坍落度、含氣量、泌水率比和拌和物溫度等進行見證試驗若發現與理論配合比不符或出現異常情況應立即停止生產并查找原因。

(5)駐站監理、監理試驗室對各攪拌站混凝土生產進行隨即抽檢，確保生產實際用砂質量與配合比要求一致。

5 結語

監理單位以“積極推進、合理建議、嚴格審批”的工作態度，進行混凝土配合比設計審批工作。解決了由于Ⅱ區中砂供應量小，制約混凝土的正常生產，導致工程進度滯后的問題，且使施工單位充分利用了施工區段周邊Ⅰ區粗砂的合格砂源，降低了生產成本。

監理單位采用合理可行的質量控制措施，解決了由于多產地、多品種砂在同一攪拌站使用造成質量監控困難的問題，保證了高性能混凝土用砂的質量，把好了工程質量第一關。

［1］JGJ55—2000 普通混凝土配合比設計規程［S］.

［2］JGJ52—2006 普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準［S］.

［3］鐵建設［2005］160號 鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準［S］.

［4］吳中偉，廉慧珍.高性能混凝土［M］.北京:中國鐵道出版社，2005.

［5］馮乃謙，邢鋒.高性能混凝土技術［M］.北京:原子能出版社，2000.

［6］薛吉崗.客運專線鐵路混凝土耐久性指標及施工質量控制措施［J］.鐵道標準設計，2006(8):89-91.