浅析混凝土质量控制

魏育云

0 引言

近几年,我公司相继承接了大同二电厂、大唐平电、武乡电厂、古交电厂、卓资电厂等施工,这几个项目共同的特点是土建工程中混凝土量大,每个工程混凝土总量达十几万立方米,混凝土设计强度等级高,主厂房框架混凝土设计强度为C45,因此,混凝土质量控制在整个施工过程中尤其重要,通常的混凝土质量控制包括原材料质量控制、配制强度控制、耐久性控制和生产全过程的质量控制。把好混凝土的质量关,既能为工程“达标创优”创造条件,又能降低成本。

1 原材料质量控制

1.1 水泥

水泥属水硬性胶凝材料,在混凝土中要起胶结作用。对混凝土的质量影响非常大。我们在施工中一般采用普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。施工现场在对水泥作进场复检时,要严格按如下技术要求对水泥进行评定:

1)细度:80 μ m方孔筛筛余不得超过10.0%;

2)凝结时间:初凝不得早于45 min,终凝不得迟于10 h;

3)安定性:用沸煮法检验必须合格;

4)强度:水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分,各强度等级水泥的各龄期强度必须满足国家标准。

1.2 细骨料

细骨料通常叫砂,砂与水泥浆合成砂浆,填充粗骨料在混凝土中堆聚成紧密框架,砂在混凝土中起骨架作用。在配制混凝土时宜优先选用Ⅱ区中砂,中砂的细度模数为2.3～3.0。如果在施工中使用细砂或粗砂,为了满足现场工艺要求,势必要提高水泥单方用量,加大成本。

1.3 粗骨料

粗骨料包括碎石及卵石,在混凝土中堆聚成紧密的架构。在配制混凝土时优先采用连续粒级,不宜用单一的单粒级配制混凝土。如必须单独使用,则应作技术经济分析,并应通过试验证明不会发生离析或影响混凝土的质量。

1.4 混合材料

混合材又称混合料或掺合料,可分为活性混合材和惰性混合材。我们在大同二电厂7号锅炉基础大体积混凝土施工中采用的掺合料是粉煤灰,粉煤灰是活性混合材,活性混合材在混凝土中的作用有三方面:

1)利用其特性,改善混凝土性能;

2)增加混凝土中含灰(砂)量,提高塑性;

3)调节混凝土强度,使高强度等级水泥能配制低强度等级混凝土(如粉煤灰),或提高混凝土强度(如硅灰)。

1.5 拌合用水

拌制混凝土用水所含物质对混凝土、钢筋混凝土不应产生以下有害作用:

1)影响混凝土的和易性及凝结;

2)有损于混凝土强度发展;

3)降低混凝土的耐久性,加快钢筋锈蚀;

4)污染混凝土表面。

2 混凝土配制强度及耐久性控制

2.1 混凝土配制强度的控制

配合比设计中最重要的一步是确定一个合适的目标强度,使试配时的混凝土标养强度值不少于该值。这个目标强度就是混凝土的配制强度。混凝土施工配制强度定得过高,会增加单位体积混凝土的水泥用量,加大混凝土的成本;定得过低,将使混凝土强度不能满足预期的质量要求,会使强度不合格的可能性增大,同样会造成质量事故,给企业带来一定的损失。所以,合理确定混凝土施工配制强度是混凝土质量控制中的重要环节之一。

2.2 混凝土耐久性控制

影响混凝土耐久性的因素很多,主要有水泥品种、水泥用量、水灰比、集料品种、混合材料、混凝土的抗渗性、抗冻性等。我们在电厂施工中,对混凝土的耐久性控制指标主要是抗渗性和抗冻性:

1)混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透的能力。它关系到混凝土的挡水能力、抗冻性和抗侵蚀性等。混凝土渗水的原因在于其内部孔隙形成了连通的渗水通道。渗水通道主要来自水泥浆中多余水分蒸发而留下的气孔、水泥浆泌水所形成的毛细管孔道及骨料界面聚集的水隙,这些渗水孔道的多少,主要取决于混凝土的水灰比。试验结果表明,当水灰比大于0.5～0.6时,混凝土的抗渗性急剧下降;而小于此值时,其抗渗性变化平缓。在混凝土中掺入一定量的粉煤灰可显著改善其抗渗性,提高率可达一倍以上,原因在于粉煤灰优秀的填孔效应和良好的火山灰效应。

2)冻融循环作用是造成混凝土破坏的最严重因素之一,因此,抗冻性是评定混凝土耐久性的主要指标,试验结果表明,水饱和状态的混凝土经过若干次冻融循环后,强度就已完全损失;而干燥混凝土经同样次数的冻融循环后,其强度不但不降低,反而大幅度增加,可见冻融破坏的主要原因是由于混凝土中水的存在。而毛细孔是水存在的基础,所以必须降低混凝土的水灰比,以减少其毛细孔孔隙率。

3 混凝土生产过程的质量控制

根据生产的不同阶段,混凝土的质量控制可分为两类:第一类指产品生产过程中的控制,称为生产控制;第二类指产品交付验收时的控制,称为合格控制。为了掌握混凝土质量在生产过程中的变化情况,以便及时发现影响生产质量的异常因素,我们通常采用质量控制图(也称管理图)帮助我们对这类问题作出判断,便于及早采取措施,减少不合格品。一般采用计量值控制图中的平均值—极差控制图。当通过控制图发现生产过程有异常因素存在时,可借助因果分析图查找引起生产过程异常的原因,及时将其排除,使生产过程处于控制状态。

通过近几年对我公司搅拌站生产的混凝土进行的质量分析可表明,组成混凝土的原材料质量、由特定材料组成的混凝土配合比质量、混凝土拌合物质量和混凝土硬化后强度等均是混凝土质量控制的几个主要方面。

3.1 原材料和混合材料的使用

混凝土生产过程中,不仅要对原材料的技术标准进行控制,还必须严把原材料的质量和混合材料掺入量的使用关。

1)不同品种水泥的混凝土不能混合使用。

2)砂石粗细骨料应按品种分别堆放,严禁与石灰等材料相邻堆放,以免混杂。

3)对混凝土骨料来说,影响配比组成而导致混凝土强度过大波动的主要原因是含水率的影响,因此,应定期测定骨料的含水率,及时对施工配合比进行调整。

4)混凝土强度等级高于C40时,不宜掺用混合材。

3.2 混凝土拌合物的质量控制

经试配所确定的混凝土理论配合比,在实际搅拌过程中,由于各种材料计量的误差和骨料含水率的变化,加之搅拌均匀程度影响,都会使混凝土强度产生波动。这种波动,可用混凝土拌合物的和易性和水灰比来反映。因此,应从以下几方面入手加强对混凝土拌合物的控制:

1)搅拌站计量装置经常校验;

2)搅拌站应设配合比交底,并将每天的砂石含水率换算在每盘配料的实际用量中;

3)混凝土在拌制和浇筑过程中要作如下检查:a.检查混凝土组成材料的质量和用量,每一工作班至少两次;b.检查混凝土在拌制地点及浇筑地点的坍落度,每一工作班至少两次;c.在每一工作班内,如混凝土配合比受外界影响而变动时,应及时检查;d.混凝土的搅拌时间应随时检查。

3.3 混凝土强度的控制

影响混凝土强度的因素很多,除前述混凝土配制强度确定的合理程度、原材料质量的变异、配料的计量误差、生产工艺条件的变化(如投料方式、搅拌均匀程度、运输方式等)外,养护条件和试验误差等对混凝土质量的影响都综合地反映到混凝土强度上来。因此,应对混凝土强度进行有效的控制,使其达到规范标准要求的质量,这是进行混凝土质量控制的重要环节之一。对混凝土强度进行质量控制,我们一般采用平均值—极差控制图。通过控制图就可以看出搅拌站生产的混凝土是否处于稳定状态以及强度平均值是否接近所要求的混凝土配制强度,从而考虑以后是否根据设计的要求加以重新调整。

4 结语

混凝土施工程序较多,从原材料准备、试配到搅拌和浇筑,各个环节都可以造成混凝土强度的变异,因此我们在施工现场必须把好每个环节的质量关,才能生产出质量优良的混凝土。

[1]彭圣浩.建筑工程质量通病防治手册[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社,2002.

[2]陈肇元,朱金铨,吴佩刚.高强混凝土及其应用[M].北京:清华大学出版社,1992.

[3]JGJ 55-2000,普通混凝土配合比设计规程[S].