混凝土質(zhì)量控制技術(shù)研究

周拴紅 山西昌興致誠(chéng)建筑工程有限公司

1 前言

在工程建設(shè)方面，城市高層建筑、立交橋、高速公路和鐵路等基建項(xiàng)目的規(guī)模日益增長(zhǎng)，混凝土的應(yīng)用規(guī)模也在不斷增加，在后續(xù)的基礎(chǔ)建設(shè)當(dāng)中也將被大量使用。混凝土經(jīng)歷了從素混凝土到鋼筋混凝土再到預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)展過(guò)程，隨著外加劑種類和功能的不斷改善，出現(xiàn)了高性能混凝土，目前的跨海大橋更多地應(yīng)用了高性能混凝土技術(shù)。我國(guó)基本建設(shè)中，更多使用的是C20~C30中低強(qiáng)度混凝土，很多基建工程處在惡劣的環(huán)境中，比如海水腐蝕以及鹽堿地腐蝕當(dāng)中，使用環(huán)境惡劣，維護(hù)困難。因此，要求混凝土不僅強(qiáng)度要達(dá)到設(shè)計(jì)的水平，滿足力學(xué)性能要求，還要求混凝土的施工性能良好，結(jié)構(gòu)具備較好的耐久性。當(dāng)前的混凝土通常存在抗?jié)B性差、均質(zhì)性差、強(qiáng)度不足等問(wèn)題，如果不能夠有效地防治這些通病，就會(huì)嚴(yán)重影響混凝土的質(zhì)量。所以必須嚴(yán)格控制中低強(qiáng)度混凝土的性能，實(shí)現(xiàn)中低強(qiáng)度混凝土的高性能化。

我國(guó)目前已經(jīng)有23億平方米的建筑因?yàn)橘|(zhì)量問(wèn)題需要進(jìn)行加固和維修，其中有一半的建筑維修已經(jīng)迫在眉睫，這些混凝土中有一半以上使用的都是C20~C30的混凝土，這些加固費(fèi)用非常巨大。混凝土質(zhì)量不達(dá)標(biāo)進(jìn)行維護(hù)的成本是一個(gè)非常沉重的負(fù)擔(dān)。因?yàn)榛炷恋墓こ藤|(zhì)量問(wèn)題帶來(lái)的加固維修費(fèi)用已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。目前，混凝土的配合比設(shè)計(jì)、混凝土的原材料選擇、計(jì)量、攪拌和運(yùn)輸都是由商品混凝土攪拌站完成的，現(xiàn)場(chǎng)的澆筑、振搗、表面處理以及養(yǎng)護(hù)等工序是在現(xiàn)場(chǎng)完成的，因此，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制對(duì)提高混凝土質(zhì)量有著積極的作用。試驗(yàn)證明對(duì)混凝土澆筑前的混凝土進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)非常必要，必須發(fā)展快速檢測(cè)混凝土水灰比的方法，其中水泥的作用非常關(guān)鍵。本文對(duì)于中低強(qiáng)度混凝土的研究思路如圖1所示。

圖1 混凝土性能研究技術(shù)路線圖

2 原材料的性能以及試驗(yàn)方案

2.1 原材料性能

混凝土是采用簡(jiǎn)單原材料組成的復(fù)雜材料，隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展，混凝土的成分越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)所用的原材料進(jìn)行提前試驗(yàn)非常有必要。水泥采用湖南長(zhǎng)沙的水泥廠生產(chǎn)的P·O42.5普通硅酸鹽水泥，具體指標(biāo)見(jiàn)表1，表2。

表1 水泥的物理性能

表2 水泥的化學(xué)組成

采用的礦物摻合料為II級(jí)粉煤灰，礦粉采用湖南的磨細(xì)礦粉。具體性能指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 礦物摻合料的物理性能

2.2 試驗(yàn)方法

拌好的混凝土試樣人工拌和30s，平均分為4份，然后分別過(guò)4.75mm的方孔篩，將篩出來(lái)的漿液裝入保鮮袋中，稱量空氣中的質(zhì)量以及水中的質(zhì)量。稱量后的試樣倒入0.16mm的方孔篩中沖洗，然后用小鏟子和毛刷將其裝入保鮮袋，依據(jù)試驗(yàn)方法對(duì)膠凝材料的密度進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)環(huán)境保證室溫和相對(duì)濕度70%。

成型的混凝土采用回彈儀、壓力試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。首次采用超聲法檢測(cè)，采用直穿法檢測(cè)試塊的超聲值，檢測(cè)時(shí)在混凝土側(cè)面和超聲檢測(cè)儀探頭上涂刷耦合劑，記錄超聲測(cè)試的數(shù)據(jù)，然后用回彈儀進(jìn)行回彈測(cè)試，測(cè)點(diǎn)布置圖見(jiàn)圖2。最后在壓力試驗(yàn)機(jī)上均勻?qū)⒃噳K壓碎，記錄試塊破壞時(shí)的極限荷載與抗壓強(qiáng)度。

圖2 超聲檢測(cè)測(cè)點(diǎn)布置圖

經(jīng)過(guò)不同組分的混凝土試驗(yàn)，選擇最佳的配合比，保證滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。

3 全方位控制混凝土質(zhì)量體系的研究

質(zhì)量控制就是為了達(dá)到預(yù)期混凝土施工質(zhì)量的過(guò)程和活動(dòng)，質(zhì)量控制就是通過(guò)控制的過(guò)程來(lái)得到預(yù)期的質(zhì)量，將不滿意的效果和不合格的結(jié)果消除，達(dá)到質(zhì)量要求，得到經(jīng)濟(jì)效益的各種活動(dòng)。質(zhì)量控制的表現(xiàn)形式有多種，土木工程項(xiàng)目中的質(zhì)量控制包含進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的原材料質(zhì)量的控制以及現(xiàn)場(chǎng)施工工藝的控制。

中低強(qiáng)度混凝土質(zhì)量的控制主要是對(duì)混凝土本身的控制。對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行控制是系統(tǒng)化和具體化，系統(tǒng)化就是統(tǒng)一事前、事中和事后控制，建立完善、準(zhǔn)確的質(zhì)量控制系統(tǒng)，提高對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的混凝土質(zhì)量的有效控制，具體采取的控制措施是在現(xiàn)場(chǎng)依據(jù)具體的材料性能、施工方法和施工條件，提出具體的控制手段與過(guò)程。

3.1 事前質(zhì)量控制體系

事前質(zhì)量控制是質(zhì)量全方位控制體系的基礎(chǔ)，包括原材料的質(zhì)量控制和混凝土的配合比設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)的混凝土相比較，現(xiàn)今的混凝土除了水泥、沙、石、水之外，還有礦粉和外加劑，原材料的性能對(duì)于混凝土的質(zhì)量有著直接影響，因此原材料的選擇必須通過(guò)材質(zhì)試驗(yàn)，用性能指標(biāo)衡量原材料的品質(zhì)，判斷是否滿足相關(guān)要求。

水泥性能的檢測(cè)需要對(duì)水泥的品種、強(qiáng)度、堿含量、體積安定性等進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格才能使用。骨料的強(qiáng)度、集配、硬度、粗細(xì)度和粒徑以及堿活性對(duì)于混凝土的抗壓強(qiáng)度、耐久性會(huì)產(chǎn)生較大影響，因此必須檢測(cè)，礦物摻合料應(yīng)當(dāng)對(duì)品種、細(xì)度、需水量和活性進(jìn)行檢測(cè)，原材料的性能控制如圖3所示。

圖3 原材料的質(zhì)量控制項(xiàng)目

3.2 事中質(zhì)量控制體系

事中控制也很重要，主要是控制混凝土的質(zhì)量和施工。依據(jù)配合比，攪拌站的混凝土拌制好后，需要對(duì)混凝土的和易性、流動(dòng)性、坍落度和水灰比等指標(biāo)進(jìn)行控制，保證符合要求，原材料的控制方法就可以適用于判斷混凝土的質(zhì)量。檢測(cè)合格后的混凝土才能用于現(xiàn)場(chǎng)施工，施工過(guò)程必須有效控制，包括混凝土的振搗、澆筑和養(yǎng)護(hù)等一系列工藝，排除人員素質(zhì)、設(shè)備等因素的干擾，無(wú)論采用什么樣的施工工藝都必須對(duì)混凝土工藝和質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.3 事后質(zhì)量控制體系

混凝土質(zhì)量是否符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)在于竣工質(zhì)量驗(yàn)收，對(duì)留置的同養(yǎng)試塊進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)合國(guó)家統(tǒng)一曲線對(duì)混凝土強(qiáng)度采用回彈法進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，必要時(shí)鉆芯檢測(cè)抗壓強(qiáng)度，形成對(duì)混凝土質(zhì)量的循環(huán)控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文研究了中低強(qiáng)度混凝土的水灰比快速檢測(cè)方法，對(duì)配合比進(jìn)行了試驗(yàn)研究，采取最適合的配合比，然后結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工工藝控制的方法，對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制，開(kāi)展原材料的事前控制，然后做好混凝土試塊抗壓強(qiáng)度的事后控制，只有多環(huán)節(jié)共同控制，發(fā)揮作用，才能夠保證混凝土的施工質(zhì)量。