中小型水利工程现浇混凝土质量控制的探讨

张万雄

摘 要 本文就中小型水利工程现浇混凝土施工过程中，对混凝土材料、混凝土配合比、混凝土的拌和和运输，混凝土的浇筑和养护等工艺的质量控制谈几点认识。

关键词 水利工程 现浇混凝土 质量控制

水利工程是合理地开发利用水资源，充分发挥水资源的社会经济效益和生态效益，并可能减少、减轻水旱水灾给人民生活和工农业生产带来的损失。因此，水利工程的质量控制是搞好水利工程质量工作的重要前提。下面就中小型水利工程现浇混凝土施工过程中，对混凝土材料、混凝土配合比、混凝土的拌和和运输，混凝土的浇筑和养护等工艺的质量控制谈几点认识。

一、混凝土材料的质量控制

混凝土是由水泥作胶凝材料加入适量粗细骨料和水按一定比例拌制后，经硬化而成的人造石材。显而易见，混凝土材料的质量控制也就是对水泥，粗细骨料和水的质量控制。

1.水泥的质量控制。目前我国的水泥品种很多，在施工时应当按照不同的用途和性能选用。在混凝土工程中最常用水泥有：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及复合硅酸水泥。此外，还有特种水泥，如快硬硅酸盐水泥，大坝水泥，高铝水泥和抗硫酸盐、硅酸盐水泥。在使用水泥的时候必须区分水泥的品种及强度等级掌握其性能和使用方法，根据工程的具体情况合理选择与使用水泥。特别应当引起注意的是在同一标段，不同的地质构造矿物质含量不同，设计时有用两种或两种以上水泥拌和时一定要加以区分，千万不可混用。这样既可以提高工程质量，又能节约水泥。

2.骨料的质量控制。砂、石骨料是混凝土的最基本组成部分，混凝土中用量最大的也是砂石骨料，水利工程中运用了较大的混凝土设计，水利工程对砂、石骨料的需求量是很大的，骨料的质量好坏直接影响混凝土的强度、水泥用量，从而影响到水利工程的质量和造价。为此，水利工程施工中应当采用就地取材和就近取材，来满足水利工程中资金投入使用的最大化效益的需要。

（1）细骨料。水利工程中现浇普通混凝土采用的细骨料是砂子。细骨料应质地坚硬，清洁，级配良好，人工砂的细度模数宜在2.4～2.8范围内。天然砂的细度模数宜在2.2～3.0范围内。这样级配的砂，使用效果较好。混凝土施工验收规范规定，强度等级不低于才C30的混凝土，砂子含泥量不应超过3%。低于C30的混凝土，砂子含泥量不应超过5%。细骨料还应当对有害物质的含量控制。云母含量小于2%，硫化物及硫酸盐含量小于1%，轻物质含量小于1%。海砂因受海水的影响而带有盐分，盐分中的氯离子是引起钢筋混凝土锈蚀的主要因素，如以海砂作为钢筋混凝土的细骨料时，应选用离岸边较远的地表面附近的海砂。

（2）粗骨料。水利施工中常用的是天然卵石和人工碎石。在配置混凝土时，粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋间最大净距3/4。对于混凝土板，最大粒径不得超过1/2板厚。对少筋或无筋的混凝土结构，应选用较大的粗骨料粒径。粗骨料的级配应采用合格的连续级配骨料，其配置的混凝土和易性好，在水利工程施工中已广泛使用。当混凝土强度等级不低于C30时，针、片颗粒含量因不大于15%，含泥量不大于1%。强度等级低于C30时，针、片颗粒含量应不大于25%，含泥量不大于2%。在混凝土中应该警惕骨料发生的化学反应，（碱骨料反应）给混凝土带来的危害，避免碱骨料反应的措施是控制有害的化学成分的含量。按照规范规定，水泥中的含碱量应小于0.6%，骨料中二氧化硅含量不大于1%。采用火山灰质水泥或渗入火山灰质混合材料。使用引气剂使膨胀产物嵌入空隙中，降低膨胀压，杜绝水的来源。

3.混凝土拌和用水的质量控制。拌制和养护的水应为清洁能饮用的河水，井水、自来水、湖水及溪水涧清水。其他如工业废水、含矿物质较多的地下水，沼泽水、污水、泥炭水、海水及PH值小于4的酸性水，硫酸盐含量大于1%的水均不能拌制混凝土。如果在极其缺水的恶劣条件下，也可以使用其他水如地表水、地下水和其他类型的水。但必须符合《水工混凝土施工规范》。海水绝对不能用来拌制混凝土，尤其是钢筋混凝土和预应力混凝土。

二、混凝土配合比的质量控制

混凝土的材料是胶结料（水泥），细骨料（砂）、粗骨料（碎、砾石）及水组成。施工时应根据设计要求的混凝土强度等级，选择符合设计的砂石料场，按要求取样送试验室。通过理论计算而确立配合比。此时的配合比，是以干燥的原材料为基础进行设计计算的。并且各种材料用量一般均以每立方米的重量为计算单位，而实际工程中使用的砂石材料都含有一定的水分。故试验室配合比还不能在工地施工时直接使用。工地存放的砂、石含水量常有变化，在施工过程中应按变化随时测定砂石的含水量并对实验室配合比加以修正。为方便施工，一般换算成一袋或二袋水泥为下料单位的施工配合比。施工中必须严格掌握修正后的配合比这一关。不根据砂、石实际含水率换算配合比要求标准的称量材料用量，往往是直接影响混凝土质量的重要因素。

事实上，砂和石的含水量随气候的变化而变化。因此在水利施工中必须经常测定其含水率，及时调整施工配合比，严格控制原材料的用量，确保混凝土质量。混凝土的配合比经修正后，就应当严格按修正后的重量比称量原材料，其总量允许偏差，水泥和外渗混合材料±2%，砂、石±3%，水，外加剂溶液±2%。

三、混凝土搅拌与运输的质量控制

拌制混凝土可采用人工或机械拌制方法。人工拌制混凝土，劳动强度大，生产效率低，只适用于野外作业，施工条件困难，工程量少，强度等级不高的混凝土或无机械设备时才采用。一般都用搅拌机拌制混凝土。在选择搅拌机时，要根据工程量大小，混凝土的坍落度和骨料尺寸等确定。既要满足技术上的要求，也要考虑经济效果和节约能源。

1.搅拌制度的确定。为了获得均匀优质的混凝土搅和物，除合理选择搅拌机，还应当正确地确定搅拌制度。即：搅拌时间、进料容量，以及投料顺序等的质量控制。

时间过短拌和不均匀，会降低混凝土的强度及和易性。时间过长，不仅会影响搅拌机的生产率，而且会使混凝土的和易性又重新降低或产生分层离析现象。同时会使不坚硬的粗骨料，在大容量搅拌机中因脱角、破碎等而影响混凝土的质量。

确定进料容量。混凝土搅拌机的规格常以“装料容积”（即能装松散拌和物的总体积）来表示。一般使用的有250、375、400、500升等规格。大型中心搅拌站或预制厂使用的还有800升～300升等规格。进料容量为出料容量的1.4～1.8倍（通常用1.5倍）。进料容量超过规定容量的10%以上就会使材料在搅拌筒内无充分空间进行掺和，影响混凝土拌和物的均匀性。反之如装料过少，则又不能充分发挥搅拌机的效能。为此搅拌机的进料容量应控制在超过规定容量的10%以下。

2.混凝土运输的质量控制。对混凝土运输的要求是：应保持混凝土的均匀性，不漏江浆、不掺水、不分层、不离析。如有离析现象，必须在浇筑前进行二次搅拌。混凝土运至浇筑地点，应符合浇筑时所规定的坍落度。混凝土应以最少的转载次数，最短的时间，从搅拌地点运至浇筑地点。在运输过程中，由于道路不平，运输工具的颠簸振动等，形成分层离析现象，这样对混凝土的质量是有害的，使混凝土强度降低，容易形成蜂窝或麻面，也增加了捣实的困难，影响了混凝土的质量 。

四、混凝土浇筑和养护的质量控制

混凝土浇筑对混凝土内在质量和表面质量有举足轻重的关系。浇筑混凝土时一定要防止产生离析，否则不易振捣密实，容易产生露筋、裂缝、孔洞、蜂窝、麻面、胀模 。为此，需控制混凝土的自由倾落高度不应超过2 m 。竖向结构高度若超过3 m时，就应采用串筒、溜槽或振动溜管下落混凝土 。浇筑竖向结构混凝土前，应先在底部填筑一层5 cm～10 cm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆然后再浇筑混凝土 ，这样既可使新旧混凝土结合良好，又可避免产生蜂窝麻面现象 。混凝土的水灰比和坍落度，宜随浇筑高度的上升，酌予递减 。 混凝土应当分层浇筑， 浇筑层厚度：插入式振捣器作用部分长度的1.25倍，在梁、墙板、柱结构中、表面振捣为20 cm，在基础、无筋混凝土或配筋稀疏的结构中为25 cm， 在配筋密集的结构中为15 cm 。为保证混凝土有良好的整体性，浇筑混凝土必须连续进行 。如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，并应在前层混凝土凝结之前，将次层混凝土浇筑完毕 。间歇的最长时间——即混凝土从搅拌机中卸出，经运输和浇筑完毕的延续时间不得超过规定 。浇筑混凝土时，应经常观察模板、支架、钢筋预埋件和预留孔洞的情况 。当发现有变形移位时，应立即停止浇筑，并应在已浇筑的混凝土凝结前修整完毕 。混凝土超过凝结时间以后， 不能立即在上面继续浇筑新的混凝土，否则在捣实新浇筑的混凝土时就会破坏原已凝结混凝土的内部结构，影响新旧混凝土之间的结合 。直到其抗压强度达到1.2 MPa以后，才能继续浇筑。混凝土达到这一强度所需时间决定于水泥的标号、配合比及平均温度，可通过试块试验决定 。在继续浇筑混凝土以前，在已硬化的混凝土表面上，应清除水薄膜和松动石子或软弱混凝土层，并加以充分湿润和冲洗干净，不得积水 。 在浇筑混凝土以前，施工缝处铺一层1 cm～1.5 cm的水泥浆（水泥∶水=1∶0.4）或与混凝土成分相同的水泥砂浆一层 。混凝土浇筑完毕后，还要进行铲填抹光工作。铲填由低处向高处铲高填低，并用直尺检验斜坡是否正确 。坡面如有不平，应加以修整，直到外形符合要求为止 。接着用铁抹子抹表面，把凸起的石子拍平，然后由高处向底处加以压光。拍一段，抹一段，随拍随抹。局部砂浆不足，应随时补浆。

混凝土浇筑完毕后，应于12小时以内加以覆盖和浇水，浇水养护时间长短视混凝土性质而定 。用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7昼夜 。掺用缓凝剂的或有抗掺性要求的混凝土，其养护期不得少于14昼夜。浇水次数的多少，应以保持混凝土湿润为宜。一般当气温在150 ℃以上时，在开始的三昼夜中，白天应每隔2小时浇水一次，夜间至少2次 。在以后的养护期中，每昼夜应不少于4次，以保持覆盖物湿润 。覆盖可用草垫（帘、袋） 、苇席、锯屑或砂 。在干燥的气候条件下，浇水次数应适当增加。浇水养护时间一般以达到标准强度的60%左右为宜。在外界气温低于50 ℃时，不允许浇水养护 。