水工混凝土水泥、砂石骨料检测及质量控制

邓晴 惠州市大禹工程质量检测中心有限公司

随着我国社会经济发展速度不断提升，以水利工程为代表的基础设施建设规模呈现出大幅提升态势，混凝土在实际应用中呈现出较为显著经济性好、便捷性强等优势，这就使得其在未来一段时间内必然会在水利工程等建设中占据主导地位。从本质层面分析，水泥及砂石骨料是混凝土材料的主要组成部分，其中砂石骨料占水泥总体积的3/4以上，由此加强对混凝土中水泥以及砂石骨料等材料质量检测力度在提升混凝土性能方面具有重要影响。由此，当前行业内已经将水泥、砂石骨料检测作为重点研究内容。

1.水工混凝土结构物变化情况

在当前我国严峻的资源环境形势下，社会经济建设对清洁能源需求量大幅提升，这就使得我国水利工程建设规模呈现出大幅提升态势，同时水工混凝土结构物高度、体积、使用环境等方面也不断形成新高度，如二滩工程混凝土坝高度为240m，拉西瓦工程高度则达到250m，坝体混凝土用量以及工程所处自然环境也远超以往工程。这就使得混凝土性能以及质量控制产生重大变化，其具体表现在如下几方面：

第一，混凝土设计强度等级呈现出不断提升态势，具体如表1所示[1]。

表1 混凝土拱坝高度变化带来的设计强度影响

第二，水工混凝土结构物施工迅速混凝土方量大幅提升，同时在工期紧因素影响下，浇筑作业速度大幅提升，施工周期也随之缩短。如三峡大坝建设中连续三年混凝土浇筑量达到400万m3以上，三年间混凝土浇筑总量达到1409万m3。在工期缩短方面，溪洛渡工程导流洞部分施工耗时40个月，而白鹤滩工程仅耗时26个月即完成施工。

第三，混凝土施工性能变化显著。在工程施工周期大幅缩短背景下，施工单位方面决定采用泵送混凝土或流态混凝土取代以往常态混凝土。此外人力资源成本不断提升也为泵送或流态混凝土取代常态混凝土提供必要条件支持。

第四，混凝土开裂风险愈加严峻。在当前新时期背景下，水利工程建设区域自然环境条件越加恶劣，这就给混凝土材料性能带来更大的挑战。同时混凝土强度等级不断提升、施工周期缩短以及泵送与流态混凝土取代常态混凝土等均导致混凝土结构开裂风险大幅提升[2]。

2.案例概述

为深入探究水工混凝土质量检测以及质量控制要点，本文研究中将选取实际案例作为背景进行具体说明。案例工程为某市三条河涌水环境综合治理工程，整个工程涉及市内两个街道辖区范围。其中，A河道水利部分涵盖综合整治9.2km长主河道及两岸排水涵闸；B河道水利部分涵盖综合整治河道2.17km，新建河道2.8km，新建穿堤涵管4处，以及新建穿堤涵箱、桥涵、陂头各1座；C河道水路部分涵盖综合整治河道4.22km，新建河道堤防1.8km，以及穿堤涵箱与陂头各两处。施工技术人员在实际工作中结合工程开展实际需求以及经济性等因素有要求，决定本次施工全部采用商品混凝土，工程中所需混凝土总量为3.7万m3。考虑到混凝土质量对整个工程质量的影响，施工技术人员针对水泥质量检测以及混凝土质量控制方面做出明确安排[3]。

3.水工混凝土质量检测及控制要点

3.1 水泥物理性能检验

案例工程中，技术人员在实际工作中出于工程建设实际以及经济性等因素考量，决定采用本地某水泥厂出产的强度等级为42.5的P.C水泥，为确保其质量符合工程建设需求，技术人员对其物理性能进行检验，具体结果如表2所示。

由表2中信息可知，本次工程所使用水泥完全满足现行《通用硅酸盐水泥》GB175-2007中关于P.C42.5的技术要求。

表2 水泥物理性能检测结果

3.2 混凝土施工质量控制措施

3.2.1 混凝土拌和作业控制要点

案例工程施工过程中，混凝土选用商品砼，施工单位在实际工作中严重依照相关标准选用合格的供货商，并对混凝土拌和作业环节进行精准控制，其具体措施包括以下几方面：

（1）在拌和时，施工单位严格按照由现场实验室发出的、由监理人签发的配料单进行调配，不得随意变更配料单。如果现场情况发生变化，需要对相关的参数进行修改，应由实验室提供修改指标，并由监理工程师批准。

（2）混凝土的拌和达到了《水工混凝土施工规范》SL 677-2014的要求。

（3）对于混凝土拌和料未达到规定的或由于混合时间太久而废弃的，应将其丢弃在指定的地点[4]。

3.2.2 混凝土运输入仓控制要点

案例工程中，混凝土水平运输主要采用混凝土搅拌车为主。为了不使混凝土出现骨料分离、漏浆和严重泌水现象，从搅拌机出来的混凝土料控制在30min内运输进入仓面。入仓时，为防止骨料与砂浆分离，混凝土自由下落的垂直落距不大于1.5m。安排专门的劳动力负责道路的维护，保证道路畅通，加快运输，缩短运输时间。

3.2.3 混凝土浇筑作业要点

案例工程施工作业主要采用商品混凝土，其实际应用过程中主要采用地泵或汽车泵进行直接泵送入仓，局部区域则采用人工推斗车运输，或采用溜料槽进行运输，避免混凝土熟料离析情况出现。在实际浇筑作业过程中，其质量控制手段主要涵盖以下几方面：

（1）混凝土浇筑分块分层。

根据设计的分层分片要求进行错缝式浇筑，通常每一种混凝土都是采用平仓铺料或阶梯浇筑，根据混凝土入仓能力、仓面面积、混凝土初凝时间、温度控制等因素而定。根据浇筑部位、仓位、运输能力、温度等因素，各层混凝土的厚度应控制在50cm以内。

浇筑分级原则：①考虑结构特点进行分层；②在结构突变部位，为了方便模板的固定，应对浇筑层厚度进行适当的调整；③根据浇筑的整体高度，分层的厚度尽可能地达到相同的模数，从而减少模板的数量和变更；④分层厚度是根据模板的受力情况和装配、拆装、吊装设备的能力来考虑的。

在模板附近和钢筋密集处，采用手工铲平，以保证集料的均匀分布。不合格的水泥不得进入仓库，不符合要求的物料应及时清理，并按照要求在指定的位置进行弃渣。

对建筑结构有防水要求的部分，应在施工缝内预先埋设止水材料；在进行混凝土浇筑时，应特别重视预制件的埋入[5]。

竖向施工缝的设置，主要是根据混凝土的浇筑能力和结构特点，在浇筑一侧按照设计或规定预先埋设锚筋，并预留键槽，使混凝土充分粘合。

（2）混凝土浇筑注意事项。

案例工程中，施工单位在正式进行浇筑之前，对下列各项进行逐项检验：

1）模板安装的大小和支承的强度；

2）钢筋规格，数量，间距是否准确，钢筋的捆绑是否牢固；

3）预制件的规格，数量，安装位置是否合适；

4）对伸缩缝进行适当的处理；

5）料仓表面清洁，没有积水，有无杂物，水泥粘接面已进行打毛清洗；

6）有没有安装振动器、照明灯；

7）脚手架和栈桥是否牢固、安全；

8）泵车，漏斗和滑轮都准备完毕。

以上各项检验通过后，填妥的隐蔽工程验收申请表，由监理工程师审核，并由工程师签字确认。

第一次浇筑混凝土之前，先在基础或旧混凝土表面铺设2-3cm厚的水泥砂浆，其强度与混凝土强度相同。混凝土浇筑层的厚度和铺盖面积，按混凝土供给能力的要求，以确保在初凝之前及时覆盖，并以30-50cm为宜。混凝土铺筑方式，通常是采用铺砌方式，部分采取阶梯式施工，其台阶宽度超过1m，坡度不宜超过1∶2。

倒入仓中的混凝土应随浇、应及时振捣，不可堆放，如有粗集料堆放于仓内；在灰浆多的地方要均匀的散布，不要用水泥砂浆来覆盖，否则会引起内部的蜂窝。

混凝土平仓主要采用人工平仓，在模板和钢筋密度较高的地方进行，力求精细，防止因震动造成模板和钢筋变形[6]。

在浇筑混凝土时，禁止向料仓中加入清水，如果出现混凝土和易性不好的情况，应采取加固的方法，以确保混凝土的质量。

在混凝土浇筑过程中，如果出现了大量的渗水量，应及时采取措施降低泌水几率，并及时排除储罐中的泌水，严禁在模板上开孔赶水，避免水流将灰泥带走。

混凝土浇筑后，用插装式或平板振捣机进行振动，振捣的次数要合理，上下两层的结合要紧密，防止漏振和振动。不合格的混凝土不得进入料场。

3.2.4 混凝土振捣作业要点

案例工程中，施工单位采用插板式振动搅拌机，人工进行初平、收浆。首先采用插入式振捣，然后采用平板振捣机进行初步平整，然后用振动梁和圆形辊子进行进一步的平整。在混凝土初凝之前，先用磨光机打磨，然后进行手工打磨，然后用拉毛机进行拉毛。

振捣时，采用梅花形插点法，振点间距不大于50cm，防止漏振，振捣机由新浇筑的混凝土中插入10cm，振捣时间严格控制；防止振动过大，在同一部位振动的停留时间不会超过30s。不要直接与模板、预埋件、钢筋、止水片直接接触。浇筑时若出现表层渗水现象，应立即用小桶清理，不要在模板上打洞，也不要让水流通过浇筑[7]。

对于已凝固的混凝土，禁止再进行振捣，以免造成混凝土开裂。

3.3 混凝土质量控制成果

案例工程中，施工单位在完成混凝土结构部分施工后，对其进行抗压性能进行检验，其检验结果如表3所示，由表中数据可知，混凝土抗压性能完全满足施工设计以及相关规范要求。

表3 部分混凝土抗压强度试验结果

4.总结

综上所述，为切实保障水利工程建设质量，施工单位需要对水工混凝土中的水泥以及骨料等原料质量进行严格把控。本文研究案例所采用混凝土质量控制方法取得较好成效，水工混凝土质量完全满足工程建设以及相关标准要求，可以为其他工程提供参考经验。