浅谈混凝土的质量控制
2011-08-15叶红兵
叶红兵
在我国基础设施和工业与民用建筑中,混凝土是用途最广、用量最大的建筑材料之一,随着我国建筑事业的发展,今后混凝土的用量还会不断增加,混凝土的质量直接关系到工程的质量、结构物的安全和使用寿命。当前我国相当多的混凝土工程存在质量问题,全国恶性工程事故不断,而尚未暴露出来的质量隐患更是令人担忧。建筑物结构设计要求的目标使用期一般都在50年以上,如果对混凝土质量不加以控制,一旦出现问题,将会造成无法估量的损失。要想控制混凝土的质量,首先要对混凝土的工作性能有一个基本认识,混凝土拌和物通常具有良好的和易性、不离析、不泌水。优质的混凝土必须具备三个条件:强度合格、耐久性好、经济适用。在以往的混凝土配合比设计中,主要考虑的是强度指标;对耐久性考虑较少。高性能混凝土以高工作性、高强度、高耐久性为特征,区别于普通混凝土。降低混凝土拌和物的用水量;采用低水胶比是提高混凝土耐久性的关键。
通常为了确保混凝土质量达到设计要求,应该从原材料、配合比、混凝土的生产及运输管理、混凝土浇筑现场管理、混凝土的养护等方面对其质量加以控制,这几方面往往是存在影响因素最多的地方,针对以上几点我来具体谈谈如何加以控制。
1 原材料的质量控制
混凝土的主要原材料为水泥、砂、石、掺合料、外加剂、水。它们质量的好坏,直接影响到混凝土的质量,混凝土因材料选用不当会产生质量缺陷或裂缝,材料选配不当的常见因素有水泥过期或品种选用不当;混凝土配比不良;水泥、骨料含有过量有害物质;水泥水化热过高;外加剂使用不当等等。其中骨料中含过量杂质最为普遍。混凝土质量除与水泥品质有关外,也与骨料中杂质含量有密切关系。所以对材料的选择应该是严格而慎重的。
1)水泥:应选择质量稳定、信誉高的企业生产的水泥,严禁使用质量不稳定的水泥。应建立严格的水泥试验制度,凡进场水泥应对其品种、强度等级、标准稠度用水量、凝结时间和体积安定性进行试验并做好留样。同时必须出具厂家提供的合格证和试验报告单,对储存期超过三个月或对质量有怀疑的水泥,应进行复检。水泥的储存应按品种、强度等级分仓储存,储存期不应超过三个月,执行先到先用的原则。混凝土的强度主要由水泥浆的强度、水泥浆与骨料界面的强度、骨料颗粒强度决定。水泥浆将骨料牢固地粘结成整体,而水泥浆的强度取决于水泥的强度等级,因此应针对不同的工程情况、气候情况,选择合适的水泥品种是获取优质混凝土的一个前提。要想控制好混凝土的质量,首先要抓好水泥的质量。2)砂:宜选用洁净、坚硬、级配良好的河砂或海砂,其细度模数Mx=2.3~3.0的中粗砂,含泥量不大于1%,其技术要求应符合JGJ 52-1992普通混凝土用砂质量标准及检验方法的规定。3)石:碎石的技术要求应符合JGJ 53-1992普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法,采用机轧碎石;碎石强度:压碎值小于25%,含泥量应小于1%,针片状颗粒含量应小于15%,碎石的颗粒级配应符合规范要求。4)水:凡能饮用的水均可作为混凝土拌和用水。5)掺合料:由于在混凝土中掺加适量的粉煤灰,能够改善混凝土的和易性和可泵性,降低水化热,提高混凝土的后期强度,节约水泥和提高经济效益,因此,对粉煤灰的质量控制也是混凝土质量的一个重要方面,掺用的粉煤灰应符合JGJ28-86粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程的规定,应该要求厂家提供粉煤灰的试验报告和对粉煤灰的细度、需水量的抽样检验报告,其掺量经过试验后确定。6)外加剂:根据需要可选用减水剂、早强剂、促凝剂、膨胀剂等;其技术要求应符合GB 8076-1997混凝土外加剂和GB 8077-87混凝土外加剂匀质性试验方法的规定,并应具有质量保证书。外加剂的掺量及水泥的适应性应符合GBJ 119混凝土外加剂应用技术规范。进厂的所有原材料必须按品种、规格分别存放,严禁混放混用,并应定期进行检查。
2 配合比的选用
这里所说的配合比包括理论配合比和施工配合比,现代配合比的设计已在追求耐久性的设计,最经济的优化。混凝土配合比是进行生产的依据,直接关系到混凝土的性能和生产成本,是混凝土质量控制的核心部分。混凝土配合比设计,必须满足设计强度和耐久性要求,还应考虑施工的结构物部位、运输距离、运输时间、气温高低、施工方式及在运输、泵送过程中坍落度的损失等因素来确定原材料的品种、规格及拌和物的坍落度等性能,在完成配比设计之后,应进行严格的级配试验,通过试验确定混凝土生产的配比,在运输距离、交通状况的影响下,参考混凝土的初凝时间考虑是否需掺加缓凝剂,调整配比设计。
3 混凝土的生产和运输管理
1)在混凝土的生产过程中,为了控制混凝土的质量,应严格按配合比施工,必须保证计量系统的准确性,这就要求搅拌站定期对计量装置进行标定。误差范围一般控制在:水泥、粉煤灰、外加剂、水的称量误差不超过1%,砂、石不超过2%;每班搅拌第一盘混凝土时,搅拌筒应加水湿润,再按配合比增加水泥用量10%;同时应严格控制混凝土的搅拌时间(自全部材料加入至混凝土开始卸料止),确保混凝土搅拌时间不低于60 s;混凝土搅拌的投料顺序为:砂、水泥、粉煤灰、石子、水、外加剂溶液。
2)温度也是影响混凝土质量的一个重要因素,在冬季施工时应对混凝土用水、砂、石等原材料进行加温处理,混凝土的温度要控制在35℃以内,搅拌时要先投入砂石和水拌和,不得将水泥与热水直接搅拌,以免产生假凝,搅拌时间比常温季节延长50%以上;在夏季施工时应对搅拌车搅拌筒进行覆盖并加水湿润,防止混凝土运输过程中水分蒸发过快导致坍落度损失过大。
3)加强对混凝土运输的管理。建立收发制度,出车时由搅拌站开发料单,发料单应标明收料单位、地址、工程名称、发车时间、强度等级,浇筑现场应派专人对料单进行验收,每到一车,都要检查料单内容,防止混凝土车误送或超过初凝时间到达工地,运输车自装料至卸料,搅拌筒必须一直转动,并应严禁向搅拌筒随意加水,搅拌运输车每运输一次应冲洗一次搅拌筒,装料前须倒净搅拌筒内积水,防止影响混凝土水灰比。
4 混凝土浇筑现场管理
在混凝土浇筑前,应考虑工程和施工场地的特点,根据搅拌车的容量、运输距离、混凝土的初凝时间来计算搅拌车需用数量,以保证混凝土浇筑的连续性。如果是泵送混凝土时,混凝土输送前应用相同级配的水泥砂浆润滑输送管,润滑用的水泥砂浆应分散布置,不得集中浇筑在同一处,混凝土在浇捣过程中,应经常抽测混凝土坍落度,规范规定混凝土坍落度的允许误差为±30 mm,对现场抽测的坍落度如大于设计级配的上限值,应坚决予以退回,低于设计级配下限值,可在现场施工员的指挥下,向搅拌车内加适量减水剂,快速搅拌2 min,方可使用,现场严禁向搅拌车或泵车任意加水,一经发现,则应严肃处理。混凝土试块应按规范要求留设,并进行标准养护,为配合现场管理,搅拌站应在现场设置管理人员,以便处理混凝土输送中出现的问题,及时把工程进展情况、现场混凝土坍落度检测情况与搅拌站联系,确保混凝土的正常输送。混凝土在泵送过程中宜保持连续,一旦发生突发事件(运输中断、机器故障等)造成泵送中断时,混凝土浇筑现场应立即采取措施,混凝土泵每隔4 min~5 min开泵一次,每次正反泵各推动两个冲程,料斗内搅拌器也应搅拌3转~4转,使混凝土处于流塑性状态,反之输送管内混凝土离析或凝结,同时做好混凝土浇筑现场的临时施工缝的合理留设,在气温较高进行施工时,为防止坍落度损失,泵的受料斗和输送管线宜用湿麻袋或草包覆盖,并经常浇水降温。
5 混凝土的现场养护
混凝土浇筑后的养护问题,亦是影响混凝土浇筑物质量的因素之一。混凝土生产、施工、养护、硬化是一系列的过程。
随着混凝土施工技术的发展,混凝土施工质量全过程控制的观点已被普遍接受,混凝土温度保护与养护作为混凝土浇筑过程很重要的程序和环节,也应有好的设计和施工,并且每一环节的质量控制都应落到实处。
混凝土养护措施主要有喷雾和流水养护。表面上空形成一层雾状隔热层,使表面混凝土在浇筑过程中减少阳光直射强度,降低表面环境温度,对减少混凝土在浇筑振捣过程中温度回升有较好效果;表面流水养护可使混凝土早期最高温度降低1.5℃左右,但因浇筑表面一般平整度较差,表面难以做到全部有流水,同时对相邻施工段混凝土施工有较大干扰,故而实施时有一定难度。
混凝土表面保护则以表面保温保湿为主。引起混凝土表面裂缝的原因是干缩和温度应力。干缩引起表面裂缝一般仅数厘米深度,主要靠养护解决。引起表面拉应力的温度因素有:气温变化、水化热和初始温差。气温变化主要有:气温骤降、气温年变化和日变化,特别是混凝土浇筑初期内部温度较高时尤应注意表面保护。在混凝土表面覆盖塑料薄膜或湿麻包袋等,紧贴混凝土表面起到隔温效果,是防止表面裂缝的最有效措施。
作为一名有责任的工程技术人员,应充分认识到混凝土质量的重要性,我们应该对混凝土的质量进行事前控制,否则一旦出现质量事故,不仅耽误工期,还会影响建筑物的使用寿命,造成巨大的经济损失,甚至危及人民的生命、财产安全。如果在生产过程中对混凝土质量不够重视,将会带来巨大的代价。为了避免这些不必要的损失,我们应该不断加强学习,对混凝土的性能和工作原理进行深入研究,并把经验总结用于实际生产中。
[1] 张 岩.浅谈混凝土结构外观质量控制要点[J].山西建筑,2010,36(9):222-223.