水泥混凝土搅拌站生产中的质量控制措施

段元忠

（山东鲁碧建材有限公司，山东 济南 271103）

1 水泥混凝土裂缝概述及其控制措施

1.1 水泥混凝土裂缝

水泥混凝土的显著特征是体积大、结构厚而复杂、浇筑面积和浇筑量大，因此，水泥混凝土的裂缝是最常见的施工问题裂缝。为了确保施工质量，除了要保证水泥混凝土的完整性、抗渗性、强度和刚度等级外，还要综合考虑各方面因素，并最终抑制水泥混凝土产生裂缝。通常，固体材料中的某些不连续性称为裂缝，裂缝会影响材料的强度。从空间尺度上分析，水泥混凝土的裂缝一般为微观裂缝。微观裂缝是指肉眼看不到的裂纹，包括粘合裂纹、水泥裂纹和骨料裂纹。前两种裂纹存在于水泥混凝土的施工过程中，而骨料裂纹很少发生。微观裂缝对水泥混凝土的影响主要表现在由结构变化引起的功能变化。普通混凝土中的微观裂缝是由于水合硬化时，非均质混凝土的不平均体积变形引起的。微观裂缝在整个结构中的散布不规则，且不会浸透，所以，有裂缝的混凝土仍能承受一定水平的拉力。但在力集中的地方，微裂缝在拉力的作用下会迅速收缩，浸透并散布在整个混凝土结构中，最终形成受力引起的结构断裂。内部微裂缝导致大块混凝土出现裂缝。

1.1.1 混凝土自身的影响

即裂缝的内部原因，包括用于制备混凝土的原材料、混凝土的体积稳定性、混凝土的收缩率和蠕变。（1）用于制备混凝土的原料包括水泥、水、砂、石和外加剂等。产生裂缝的主要原因是膨胀的抑制，产生的应力大于混凝土自身的抗拉强度。膨胀强度受水泥品种、水泥量、混凝土配合比和混合方法的影响。（2）混凝土的体积变化包括硬化前、硬化时和硬化后的体积变化。混凝土体积变化不稳定，易降低混凝土结构的抗渗性，并且水和其他液态物质易渗入混凝土结构内，导致混凝土裂缝。（3）混凝土结构的重要特征是混凝土的膨胀。在无荷载状况下，水泥混凝土中的裂缝通常是由混凝土的膨胀和变形引起的。（4）混凝土蠕变是指随时间变化而快速增加的非弹性变形。当浇筑混凝土时，其结构变形是恒定的，但混凝土内部的约束应力逐渐减小，即发生“应力松弛”。蠕变可以减小水泥混凝土结构中的温度应力，从而抑制膨胀裂缝的发生。但是，蠕变变形是瞬时弹性变形的1～3倍，蠕变会不断加剧混凝土结构的变形，尤其是在预应力混凝土结构中，蠕变会造成预应力损失。

1.1.2 质量控制对结构设计和施工的影响

实际计算准确后再进行施工，可以降低工程实践中出现裂缝的可能性；结构设计可以控制混凝土变形引起的裂缝。在实践结构计算中，必须首先假定相关参数，如混凝土结构的应力系统。但内部应力计算结果与实践之间存在较大差别的数据不予考虑。内部应力的计算失误通常会导致水泥混凝土出现裂缝。就施工而言，不当施工容易引起混凝土裂缝，不正确的混凝土振动方式以及混凝土固化不良也会出现混凝土裂缝。假如在施工时期混凝土的坍落度损失大，则流动性将变差。此时，加水混凝土的强度将严重降低，混凝土将膨胀、凝结并进一步出现裂纹。错误的振动办法会导致混凝土表层逐步开裂，混凝土的沉降和膨胀会在结构厚度的交界处发生裂纹。若浇筑的混凝土外表未及时固化，将导致地表水蒸发并引起膨胀裂缝。

1.2 控制水泥混凝土裂缝的措施

当热量未完全流失时，混凝土处于隔热状态，温度将沿着绝热温度降低曲线逐渐下降。实际施工中，水泥混凝土浇筑的顶部、底部和正面都有热损失，因此当T=TR时，混凝土的温度开始下降。当下层有新的混凝土层时，由于新混凝土层的水化热影响，旧混凝土结构中的温度将略有下降，但最高温度低于TR。随后，混凝土温度持续下降，最终在T=TF后呈现周期性的上下摇摆，TF为准波动温度。TF通常受环境条件和结构影响，很难人工控制。

1.2.1 结构措施

运用保温材料掩盖的方法可以控制温度裂缝的发生，即采用传统的保温材料掩盖水泥混凝土外表进行保温。隔热材料包括草木织物、钢木模板和塑料隔热膜等。隔热掩盖方法的特点是操作方便，但不环保，容易造成污染。今后开发绿色环保绝缘材料将解决这一问题。采用嵌入式冷却水管，可以控制施工温度裂缝的发生。嵌入式冷却水管方法主要是指浇注水泥混凝土之前，在混凝土内部装置冷却水管。水泥混凝土浇筑后，通过嵌入式水管引入冷却水以冷却内部。该方法具有显著的冷却效果，已在许多项目中运用，但也存在许多缺陷：一是运用该方法价格昂贵。二是施工作业比较复杂，地下管道的施工进程会增加工期。三是一旦嵌入式管道出现问题，水泥混凝土就会产生永久性缺陷，从而影响结构的使用寿命。

1.2.2 施工控制

水合发生的热裂缝会严重影响水泥混凝土结构的质量和工期，因此，温度控制也是水泥混凝土施工研究的另一个主要方向。实际模仿可以更好地优化施工进程，提高混凝土的施工质量。由于混凝土随时间变化的特性存在不确定性，早期阶段的热应力很难分析和预测，因此，在水泥混凝土工程实际计算中，热场模拟具有一定的可行性。此外，在水泥混凝土施工过程中，混凝土的抗压能力、硬度与混凝土浇筑和振动的质量密切相关，需要不断加强混凝土浇筑和振动技术。混凝土坚持蠕变形态，表现为施工前期的脱模，这在一定程度上延缓了冷却时间和冷却速度，充分发挥混凝土的蠕变。同时，为了有效地提高信息的收集和控制水平，需要在施工过程中及时准确地测量混凝土的温度信息。当混凝土搅拌站生产混凝土时，首先，要根据一定的配比对物料进行准确称重，主要包括骨料、液体和粉末。骨料通常指各种不同的砂砾材料，液体材料是指增强剂等，粉末材料主要是水泥、粉煤灰等。将这些物料依次放入搅拌机中。然后，设置固定的搅拌时间进行搅拌。最后，用输送机将混合的混凝土运输到施工现场。

2 水泥混凝土搅拌站生产质量控制措施

2.1 水泥混凝土原料的质量控制

（1）选择与掺合料分开的水泥，并控制散装水泥的入口温度，并按500t批量规格控制强度和稳定性。（2）水泥仓库应密封良好，并注明水泥的类型、等级、生产商和进入时间。（3）粉煤灰和矿渣都是混凝土的矿物掺合料，现场检查验收按200t分批进行，测试粉煤灰的细度、需水率和熄灭损失。测试矿物粉末的比表面积、流动性比和活性指数。（4）要做好水泥材料的仓库管理，如锁仓入口、专人管理等，以避免材料误入仓库。（5）严格控制砂砾中有害物质的含量。（6）水泥混凝土外加剂的类型很多，应谨慎选择。可进行多个测试，以保证水泥的适应性及技术经济效果。每一类应选择一种或两种外加剂。

2.2 水泥混凝土生产过程质量控制

配合比材料的多样化和强度序列化是水泥混凝土的特点。一般情况下，依据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011），确定水泥强度等级，粗、细骨料尺寸，外加剂类型等，并在适当的时间内设定水灰比进行测试，28d后确定强度值，根据企业实际生产控制程度，选择不同的混凝土强度和适宜的水灰比作为试拌混凝土的构型强度，并察看其可加工性。必须充分考虑混凝土混合物的功能。为了确保测量设备的可靠性，应定期进行校验。同时，加强对操作人员的监控，打印报告进行必要的分析研究。如果发现误差超出允许范围，就应调查原因，有针对性地采取措施，避免类似问题再发生。搅拌是水泥混凝土搅拌站生产质量控制的另一个重要环节。不同类型的混合机，最短混合时间不同。因此，应严格依照实际要求进行混合，以确保混合物坍落度的稳定性。严禁为了提高混合速度而增加混合时间。同时，当自动检测和补偿砂中水分含量时，还应运用坍落度监测设备控制混合物的坍落度。出厂前应检查不同等级的预拌混凝土。每100个混凝土托盘应进行一次测试，可疑土壤的采样不得少于3次。检查项目包括混凝土强度和坍落度。

2.3 设计时应定期评价和分析

不同等级的出厂混凝土强度、配合比设计应在混凝土强度契合设计要求的前提下进行优化。一是混凝土运输应采取不同时间的保温措施，如冬季，温度最低时应采取保温措施；夏季温度高于40℃时，运达施工现场的混凝土温度应控制在5℃～35℃范围内。二是要严格控制混凝土运输车辆的配置，并根据施工的实际需要确定施工时间。三是混凝土的可加工性能在运输过程中经常发生变化，影响混凝土的质量，因此，在装载前需做必要的清洁任务。四是混凝土出厂前要进行严格的质量检验，然后根据检验结果开具发票。同时，指派专员抵达施工现场进行交货检查，验收货物清单；符合有关标准要求，确保发票上的信息完整，并清楚地标明地址、实力等级、项目名称、接货单位和发车时间等。核对发票时，主要看混凝土的数量、等级、种类和可加工性能。五是对商品混合等其他方面的检查。土壤坍落度的允许误差为±30mm；保证搅拌车中的混凝土在出厂检验时始终保持不变，严禁随意加水提高施工效率。

3 结语

综上所述，近年来建筑工程发展迅速，工程项目对混凝土的需求量不断增加，在一定程度上推动了混凝土搅拌站的发展。但从我国水泥混凝土搅拌站的生产情况看，仍存在一些质量问题。加强混凝土生产质量的控制已成为水泥混凝土搅拌站发展亟待解决的问题。因此，首先要正确认识商品混凝土搅拌站生产过程中质量控制的重要性和必要性，并从原材料、生产、交货、检验等环节入手，实现对生产全过程的控制。在施工过程中制定详细的质量保证方案，包括原材料质量、混合物设计和控制、进程和工厂质量检查、运输和交付、现场检查、浇筑过程控制、掩盖和维护、水泥混凝土施工阶段温度应力和膨胀应力的计算，对生产实践都有很好的指导作用。质量保证方案已在各个项目中得到有效实施，并根据不同项目进行改良，具有可重复性，值得大面积推广。