盐田港混凝土生产的质量控制

卓家超，刘军军

（1.广州南华工程管理有限公司，广东 广州 510230；2.中交第一航务工程局有限公司，天津 300461）

要做好混凝土施工过程的质量控制，提高水运工程建筑施工质量水平，首先要做好混凝土生产的质量控制，必须从混凝土的原材料、配合比、混凝土搅拌设备、混凝土生产等的各环节进行全过程的质量控制。深圳港盐田港区三期工程荣获中国建筑工程鲁班奖和中国土木工程詹天佑奖，很大程度是由于控制好了混凝土生产的质量关，基本做到了消除码头面的裂缝及裂纹这一混凝土质量通病。可以说，盐田港在混凝土配合比设计优化及试拌试验等方面下足了功夫。

1 混凝土材料的质量控制

1.1 水

混凝土拌和用水选用自来水。码头现场的混凝土养护用水则选用收集起来并经过净化的环保雨水。这两种水经取样检验，各项指标均满足相应的规范要求。

1.2 水泥

经比较，选择质量稳定、细度小的P.Ⅱ42.5普通硅酸盐散装水泥[1]，其质量符合现行国家标准GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》的要求。

对于水泥质量，在施工过程中着重控制以下几点：

1）运到施工现场的水泥，必须有水泥生产厂家的质保书，再按照标明的水泥品种、强度等级、生产厂家、出厂批号及出厂日期等进行检查验收，并按国家现行有关标准对其质量进行复验。

2）水泥应按品种、标号、批次分别储存到有明显标志的仓库中，不得混装，并应严防受潮。如因贮存不当引起质量有明显改变或水泥出厂时间超过3个月时，在使用前进行复查试验，并按试验结果使用。

3）运到工地的水泥要降温至自然温度，稳定性稳定后方能使用。

1.3 砂、石料

根据就地取材与优质、经济相结合的原则，经过对盐田港周边的砂石料场进行考察、抽样检验，最后选取比较优质的砂石料进场。

1）碎石

采用坚硬密实级配良好的花岗岩碎石，碎石的表观密度为2 730 kg/m3，规格为5～10 mm、10～20 mm二级配，曲线达到规范要求，碎石压碎指标在5%～8%之间，针片状颗粒含量在6%～8%之间。

2）砂

选择惠州市境内的东江河砂，该河砂比较洁净、质地坚硬、级配良好，粒径在5 mm以下，细度模数为2.75左右，通过0.315 mm筛孔的砂17%～20%，筛分曲线符合Ⅱ区中砂范围，砂的含泥量在0.7%～1.1%之间。

1.4 掺合料

1） 粉煤灰

掺入粉煤灰可以代替部分水泥，能显著改善混凝土拌合料的工作性，并具有减水作用，提高混凝土的可泵性[2]。粉煤灰选用蛇口电厂生产的Ⅰ级粉煤灰，经抽检，粉煤灰各项检测指标满足GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的要求，各项检测指标见表1。

表1 粉煤灰检测指标Table 1 Test index of fly ash %

2） 矿渣粉

掺入矿渣粉可有效地减少混凝土拌合料的泌水性，从而可以有效减少混凝土面层的裂缝及裂纹的产生。矿渣粉采用密度高、流动度大的高炉矿渣粉，经抽检，高炉矿渣粉的各项检测指标满足GB/T 203—2008《用于水泥中的粒化高炉渣》中S95级别标准要求，各项检测指标见表2。

表2 矿渣粉检测指标Table 2 Test index of ground slag

混凝土中掺加的粒化高炉渣粉和粉煤灰，其质量要求稳定并附生产厂家的品质检验证明书，按标明的品种、掺量、生产厂家和出厂批号、出厂日期等检查验收，并按国家现行有关标准对其质量进行复验。

1.5 外加剂

经过对TQN-2和UNF-5、NOF-AS这3种复合型外加剂进行综合分析比较和试验论证，优先选择了TQN-2复合型外加剂[3]。选择的TQN-2复合型外加剂经试验检测，质量符合现行国家标准及现行标准GB 8076—2008《混凝土中外加剂》的有关规定。

2 混凝土配合比质量控制

2.1 混凝土配合比设计和优化

因高性能混凝土受多种因素的制约，要求达到高强、大流动性泵送高性能混凝土相比常规的一般混凝土配合比设计更加困难，因此，必须在试验室进行多组试配、试验，才能获得满足设计要求的最佳配合比，然后再根据施工现场条件对配合比进行调整和优化[3]。

盐田港码头现浇梁板采用C45高性能混凝土，该混凝土的基本技术要求为：

混凝土能达到设计要求的强度等级、耐久性及施工要求[4]。

配合比设计时要考虑搅拌站到现场浇筑点远距离带来的坍落度损失，以保证混凝土浇筑时和易性和流动性符合要求。

配制的高性能混凝土，坍落度要求≥180 mm，强度等级≥C45。

混凝土配合比执行现行行业标准JTJ 268—96《水运工程混凝土施工规范》和JTJ 275—2000《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》的规定。

1） 水灰比

水灰比对混凝土强度的影响比较敏感。水灰比大，混凝土坍落度就相应提高，而混凝土强度也随之降低；水灰比小，混凝土强度相应提高，但混凝土的坍落度也随之变小，不适合泵送。为保证混凝土的坍落度控制在180～220 mm，扩展度在50 mm以上，以便泵送，必须适量掺加TQN-2复合型外加剂，并将水灰比控制在0.32～0.34之间。

2） 水泥用量

考虑到要掺加粉煤灰和矿渣粉来代替一定数量的水泥，单位水泥用量不能太高，以便有效控制混凝土后期裂缝的产生，水泥用量宜控制在300 kg/m3左右。

3） 粉煤灰掺量

为改善混凝土的和易性，提高混凝土的后期强度，在混凝土配比中须掺加适当的粉煤灰。粉煤灰掺量采用水泥等代法，经过试验结果，粉煤灰掺量初定为42%比较合理。

4） 矿渣粉掺量

矿渣粉掺量也是采用等代法，既能提高混凝土的抗渗性，又能有效地减少混凝土拌合料的泌水性，从而可以有效减少混凝土面层的裂缝及裂纹的产生。经过试验结果进行比较，矿渣粉掺量初定为39%比较合理。

5）砂率

参照混凝土的强度要求和泵送要求，混凝土的砂率控制在37%～39%之间比较合理[5]。

6） 正交试验

C45混凝土试验定为4个因素，每个因素皆可水平选用L9（34）正交表，试验结果如表3。

表3 C45混凝土试验配合比Table 3 Mix ratio of C45 concrete test

7） 试验结果

根据试验对比分析，编号第5组为满足盐田港码头现浇梁、板、面层的各项指标要求的最优配合比：水胶比0.33，水泥用量282 kg/m3，粉煤灰掺量118 kg/m3，矿渣粉掺量110 kg/m3，外加剂掺量1.2%，砂率38%。再经过用此配合比进行多次试验，结果与表3中数据基本一致。另外，在码头面层施工时，还需在混凝土搅拌时适当掺加聚丙烯高性能纤维，以减少码头面的裂纹。

2.2 混凝土配合比质量控制要点

1）选用的碎石规格是否合适。

2）选用的原材料是否经过批准。

3）混凝土水灰比是否符合规范规定的耐久性要求。

4） 选用的坍落度和流动性能否满足施工条件，能否保证质量。

5）选用的初凝时间是否与施工工艺要求的浇筑层间间歇时间相适应且有适当富裕。

6）选定的配合比必须有28 d的强度试验报告，该强度应大于配制强度。

7）配置高性能混凝土，还需进行抗氯离子渗透性试验。

3 混凝土生产的质量控制

混凝土生产的配合比必须通过试验，必要时还需经过设备试拌试验，满足设计技术指标和施工工作性要求，并经审批方可使用。混凝土生产配料单必须经审核后签发，并严格按签发的配料单进行配料，不得任意更改。

3.1 设备试拌

重要部位的混凝土构件施工，特别是搅拌站距离浇筑现场比较远的施工，在混凝土正式施工前需要进行设备试拌试验，设备试拌应至少在混凝土浇筑到混凝土构件前35 d完成。有条件的工程，应连续进行3 d的设备试拌，以确定最佳的混凝土配合比来保障混凝土的生产质量。设备试拌时进行混凝土坍落度、扩展度、泌水性等检测，见图1。

图1 混凝土泌水性检测Fig.1 Concrete bleeding detection

3.2 配料称量控制要点

1）原材料的称量器具应定期经计量部门的检验，称量方法应先进可靠。

2） 原材料配料时，应严格按配料单进行称量，不得任意改动。

3）混凝土原材料称量时，其偏差不得超过表4的规定。

4）每一工作班正式称量前，应对称量设备进行零点校核，生产过程的称量示值检查次数不低于表4的规定。

表4 原材料称量允许偏差及检查次数Table 4 Allowable deviation and inspection timesof raw materials weighing

5）施工过程中应检测骨料含水率，每一工作班至少测定2次，当含水率有显著变化时，应增加测定次数，根据测定结果及时调整用水量和骨料用量。

3.3 混凝土拌和质量控制要点

1）混凝土拌合物的各项指标应与配合比设计吻合。

2）混凝土搅拌时，连续搅拌的最短时间应按设备说明书及试验确定；其连续搅拌的最短时间应控制好。混凝土搅拌时间每一工作班至少应检查2次。

3）混凝土搅拌完毕后，应按下列要求检测拌合物的质量指标。

混凝土拌合物的坍落度和含气量在搅拌地点和浇筑地点（当浇筑点离搅拌点运输时间超过15 min时）分别取样检测，每一工作班对坍落度至少检查2次，含气量至少检查1次。坍落度的允许偏差值应符合表5规定。

混凝土的出料温度应进行检查，满足规范对冷、热天的施工温度规定。

4）混凝土在出料点和浇筑点，均应随机取样制作试件，试件的边长取15 cm。试件留置组数，对预制构件：每20 m3取1组；对现浇混凝土：每30 m3取1组。

表5 坍落度的允许偏差表Table 5 Allowable deviation of slump mm

5）混凝土拌合物应拌合均匀，颜色一致，不得有离析和明显泌水现象。

6）混凝土生产管理水平要求：对验收合格的混凝土批定期统计计算其大样本（N≥25）的抗压强度标准差，并应符合规范要求。

4 结语

盐田港集装箱码头的混凝土生产，从原材料特别是砂石料的挑选和进场就比较严格。由于搅拌站距离码头浇筑点比较远，混凝土正常运输需40 min，路况不太畅通时为60 min，因此应更加重视混凝土的配合比试验和设备试拌试验。混凝土运到码头现场后，浇筑前应对每车混凝土进行检验，如混凝土的坍落度、温度等指标不合格则不准使用。通过确保混凝土质量，实现工程质量的创优目标。

[1]JTJ269—96，水运工程混凝土质量控制标准[S].JTJ 269—96，Quality control standard of concrete for port and waterway engineering[S].

[2] JTJ268—96，水运工程混凝土施工规范[S].JTJ 268—96，Specifications for concrete construction of port and waterway engineering[S].

[3]DL/T 5144—2001，水工混凝土施工规范[S].DL/T 5144—2001，Specifications for hydraulic concrete construction[S].

[4]黄明冬，贾鹤鸣.高性能混凝土在深圳盐田港三期工程中的应用[J].中国港湾建设，2004（3）：35-37.HUANG Ming-dong，JIA He-ming.Use of high performance concrete in phase III works at Yantian Port in Shenzhen[J].China Harbour Engineering，2004（3）：35-37.

[5] 李小军.C60高强、早强、大流动度泵送混凝土在肇庆大桥工程的应用[J].华南港工，2001（2）：35-38.LI Xiao-jun.Application of high strength，early strength and high fluidity C60 pump concrete in the Zhaoqing Bridge project[J].South China Harbour Engineering，2001（2）：35-38.