浅谈混凝土的质量控制

李 杰

在水利工程建设中，混凝土占据着非常重要的地位，混凝土的质量直接影响到水工建设产品结构的可靠性。因此在施工中必须重视混凝土的施工，切实控制质量。

一、影响混凝土强度的主要因素

抗压强度常作为评定混凝土质量的指标，是混凝土质量的主要指标之一，也是确定强度等级的依据。影响混凝土强度主要因素有骨料、水泥标号和水灰比、养护温度和湿度、水泥石强度及其与骨料的粘结强度。

1.骨料的影响

当骨料级配良好、砂率适当时，由于组成了坚强密实的骨架，有利于混凝土强度的提高。如果混凝土骨料中有害杂质多、品质低、级配不好时，会降低混凝土的强度。由于碎石表面粗糙有棱角，提高了骨料与水泥砂浆之间的机械啮合力和粘结力，所以在原材料塌落度相同的条件下，用碎石拌制的混凝土比用卵石的强度要高。骨料的强度影响混凝土的强度，一般骨料强度越高，所配制的混凝土强度越高，这在低水灰比和配置高强度混凝土时，特别明显。骨料粒形以三维长度相等或相近的球形或立方体形为好，若含有较多扁平或细长的颗粒，会增加混凝土的空隙率，扩大混凝土中骨料的表面积，增加混凝土的薄弱环节，导致混凝土强度下降。因此，砂石质量必须符合混凝土各标号用砂石质量标准的要求。由于施工现场砂石质量变化相对较大，现场施工人员必须保证砂石的质量要求，并根据现场砂石含水率及时调整水灰比，以保证混凝土配合比，不能把实验配比与施工配比混为一谈。

2.水泥标号和水灰比的影响

水泥是混凝土中的活性组分，在水灰比不变时，水泥标号愈高，则硬化水泥石强度愈大，对骨料的胶结力就愈强，配置成的混凝土强度也就愈高。在水泥标号相同的条件下，混凝土的强度主要取决于水灰比。从理论上讲，水泥水化时所需的结合水，一般只占水泥质量的23%左右，但在拌制混凝土拌合物时，为了获得施工所要求的流动性，常需要多加一些水。当混凝土硬化后，多余的水分就残留在混凝土中形成水泡或蒸发后形成气孔，大大减小了混凝土抵抗荷载的有效断面，而且可能在空隙周围引起应力集中。因此，在水泥标号相同的情况下，水灰比愈小，水泥石强度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度愈高。但是，如果水灰比过小，拌合物过于干稠，在一定的施工振捣条件下，混凝土不能被振捣密实，出现较多的蜂窝、空洞，也将导致混凝土强度严重下降。

3.养护温度及湿度的影响

混凝土强度是一个渐进发展的过程，其发展的程度和速度取决于水泥的水化状况，而温度和湿度是影响水泥水化速度和程度的重要因素。因此，混凝土浇捣成型后，必须在一定时间内保持适当的温度和足够的湿度以使水泥充分水化，这就是混凝土养护。养护温度高，水泥水化速度加快，混凝土强度发展也快；反之，在低温下混凝土强度发展迟缓。当温度降至冰点以下时，由于混凝土中的水分大部分结冰，不但水泥停止水化，混凝土强度停止发展，而且由于混凝土空隙中的水结冰产生体积膨胀（约9%），对孔壁产生相当大的压应力（可达100MPa），从而使硬化中的混凝土结构遭到破坏，导致混凝土已获得的强度受到损失。混凝土早期强度低，所以冬季施工时，要特别注意保温养护，以免混凝土早期受冻破坏。周围环境的湿度对水泥的水化作用能否正常进行有显著影响。湿度适当，水泥水化反应顺利进行，使混凝土强度得到充分发展。因为水是水泥水化反应的必要成分，如果湿度不够，水泥水化反应不能正常进行，甚至停止水化，将严重降低混凝土强度，而且使混凝土结构疏松，形成干缩裂缝，增大了渗水性，从而影响混凝土的耐久性。为此，施工规范规定，在混凝土浇筑完毕后，应在12h内进行覆盖，以防止水分蒸发。同时，在夏季施工混凝土进行自然养护时，要特别注意浇水保湿。

4.水泥石强度及其与骨料的粘结强度

粘结强度与水泥标号、水灰比及骨料的性质有密切关系。水泥标号和水灰比是决定混凝土强度的最主要的因素，也是决定性因素。水泥是混凝土中的活性组分，在水灰比不变时，水泥标号愈高，则硬化水泥石强度愈大，对骨料的粘结力就愈强，配制成的混凝土强度也就愈高。所以混凝土施工时切勿用错了水泥标号。在水泥标号相同的条件下，混凝土强度主要取决于水灰比。水灰比愈小，水泥石的强度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度愈高。但如果水灰比过小，拌合物过于干稠，在一定的施工振捣条件下，混凝土不能被振捣密实，出现较多的蜂窝、空洞，将导致混凝土强度严重下降。另外，水灰比与混凝土强度成正比，水灰比大，混凝土强度高，水灰比小，混凝土强度低。因此，影响混凝土抗压强度的主要因素是水灰比和水泥标号，要控制好混凝土质量，最重要的是控制好水泥标号和水灰比两个环节。此外混凝土的强度还受施工质量、养护条件及龄期的影响。

二、混凝土质量控制的关键环节

混凝土质量控制一是要使混凝土达到设计要求的质量标准，二是在满足设计要求的质量指标前提下尽量降低成本，这两条要求实际上是尽量降低混凝土的标准差。混凝土的强度有一定离散性，这是客观的，但通过科学管理可以控制其达到最小值，因此混凝土标准能反映施工单位的实际管理水平，管理水平越好，标准差越小。可以说，混凝土质量控制实质上是标准差的控制。标准差的控制应从以下几个方面入手：

1.设计合理的混凝土配合比

合理的混凝土配合比由实验室通过实验确定，除满足强度、耐久性要求和节约原材料外，应该具有施工要求的和易性。因此要设计合理的配比，必须提供合格的水泥、砂、石。只有合格的原材料，才能做出合理的混凝土配合比，才能使施工得顺利进行，达到设计和验收标准。

2.正确按设计配合比施工

按施工配合比施工，首先要及时测定砂、石含水率，将设计配合比换算为施工配合比；其次，要用重量比，避免用体积比；最后，要及时检查原材料是否与设计用原材料相符，这要求供方提供两份同样材料，一份提供给实验室，一份给工地，工地收料人员应按样本收料，如来料与样本不符，应马上向上级汇报，及时更改配合比。

3.进行混凝土强度的测定

以28天强度为准，一般做7天试块，尽量根据混凝土龄期测定其发展，以明确其质量的好坏。

三、混凝土的质量检验

混凝土的质量检验包括组成材料质量和用量的检验、混凝土拌合物质量检验和硬化后混凝土的质量检验。

对混凝土拌合物的质量检验主要项目是和易性和水灰比。按规定在搅拌机出口检查和易性是混凝土质量控制的一个重要环节。检查混凝土拌合物的水灰比，可以掌握水灰比的波动情况，以便找出原因及时解决。

对硬化后混凝土的质量检验，主要是检验混凝土的抗压强度。因为混凝土质量波动直接反映在强度上，通过对混凝土强度的管理就能控制住整个混凝土工程质量。对混凝土的强度检验是按规定的时间与数量在搅拌地点或浇筑地点抽取有代表性的试样，按标准方法制作试件，养护至规定龄期后，进行强度试验，以评定混凝土质量