混凝土质量控制技术研究

周拴红 山西昌兴致诚建筑工程有限公司

1 前言

在工程建设方面，城市高层建筑、立交桥、高速公路和铁路等基建项目的规模日益增长，混凝土的应用规模也在不断增加，在后续的基础建设当中也将被大量使用。混凝土经历了从素混凝土到钢筋混凝土再到预应力混凝土的发展过程，随着外加剂种类和功能的不断改善，出现了高性能混凝土，目前的跨海大桥更多地应用了高性能混凝土技术。我国基本建设中，更多使用的是C20~C30中低强度混凝土，很多基建工程处在恶劣的环境中，比如海水腐蚀以及盐碱地腐蚀当中，使用环境恶劣，维护困难。因此，要求混凝土不仅强度要达到设计的水平，满足力学性能要求，还要求混凝土的施工性能良好，结构具备较好的耐久性。当前的混凝土通常存在抗渗性差、均质性差、强度不足等问题，如果不能够有效地防治这些通病，就会严重影响混凝土的质量。所以必须严格控制中低强度混凝土的性能，实现中低强度混凝土的高性能化。

我国目前已经有23亿平方米的建筑因为质量问题需要进行加固和维修，其中有一半的建筑维修已经迫在眉睫，这些混凝土中有一半以上使用的都是C20~C30的混凝土，这些加固费用非常巨大。混凝土质量不达标进行维护的成本是一个非常沉重的负担。因为混凝土的工程质量问题带来的加固维修费用已经严重阻碍了我国经济的发展。目前，混凝土的配合比设计、混凝土的原材料选择、计量、搅拌和运输都是由商品混凝土搅拌站完成的，现场的浇筑、振捣、表面处理以及养护等工序是在现场完成的，因此，对各个环节进行控制对提高混凝土质量有着积极的作用。试验证明对混凝土浇筑前的混凝土进行质量检测非常必要，必须发展快速检测混凝土水灰比的方法，其中水泥的作用非常关键。本文对于中低强度混凝土的研究思路如图1所示。

图1 混凝土性能研究技术路线图

2 原材料的性能以及试验方案

2.1 原材料性能

混凝土是采用简单原材料组成的复杂材料，随着混凝土技术的发展，混凝土的成分越来越复杂，对所用的原材料进行提前试验非常有必要。水泥采用湖南长沙的水泥厂生产的P·O42.5普通硅酸盐水泥，具体指标见表1，表2。

表1 水泥的物理性能

表2 水泥的化学组成

采用的矿物掺合料为II级粉煤灰，矿粉采用湖南的磨细矿粉。具体性能指标见表3。

表3 矿物掺合料的物理性能

2.2 试验方法

拌好的混凝土试样人工拌和30s，平均分为4份，然后分别过4.75mm的方孔筛，将筛出来的浆液装入保鲜袋中，称量空气中的质量以及水中的质量。称量后的试样倒入0.16mm的方孔筛中冲洗，然后用小铲子和毛刷将其装入保鲜袋，依据试验方法对胶凝材料的密度进行检测，试验环境保证室温和相对湿度70%。

成型的混凝土采用回弹仪、压力试验机等设备进行检测。首次采用超声法检测，采用直穿法检测试块的超声值，检测时在混凝土侧面和超声检测仪探头上涂刷耦合剂，记录超声测试的数据，然后用回弹仪进行回弹测试，测点布置图见图2。最后在压力试验机上均匀将试块压碎，记录试块破坏时的极限荷载与抗压强度。

图2 超声检测测点布置图

经过不同组分的混凝土试验，选择最佳的配合比，保证满足现场施工要求。

3 全方位控制混凝土质量体系的研究

质量控制就是为了达到预期混凝土施工质量的过程和活动，质量控制就是通过控制的过程来得到预期的质量，将不满意的效果和不合格的结果消除，达到质量要求，得到经济效益的各种活动。质量控制的表现形式有多种，土木工程项目中的质量控制包含进入现场的原材料质量的控制以及现场施工工艺的控制。

中低强度混凝土质量的控制主要是对混凝土本身的控制。对混凝土质量进行控制是系统化和具体化，系统化就是统一事前、事中和事后控制，建立完善、准确的质量控制系统，提高对现场施工的混凝土质量的有效控制，具体采取的控制措施是在现场依据具体的材料性能、施工方法和施工条件，提出具体的控制手段与过程。

3.1 事前质量控制体系

事前质量控制是质量全方位控制体系的基础，包括原材料的质量控制和混凝土的配合比设计，与传统的混凝土相比较，现今的混凝土除了水泥、沙、石、水之外，还有矿粉和外加剂，原材料的性能对于混凝土的质量有着直接影响，因此原材料的选择必须通过材质试验，用性能指标衡量原材料的品质，判断是否满足相关要求。

水泥性能的检测需要对水泥的品种、强度、碱含量、体积安定性等进行检测，检测合格才能使用。骨料的强度、集配、硬度、粗细度和粒径以及碱活性对于混凝土的抗压强度、耐久性会产生较大影响，因此必须检测，矿物掺合料应当对品种、细度、需水量和活性进行检测，原材料的性能控制如图3所示。

图3 原材料的质量控制项目

3.2 事中质量控制体系

事中控制也很重要，主要是控制混凝土的质量和施工。依据配合比，搅拌站的混凝土拌制好后，需要对混凝土的和易性、流动性、坍落度和水灰比等指标进行控制，保证符合要求，原材料的控制方法就可以适用于判断混凝土的质量。检测合格后的混凝土才能用于现场施工，施工过程必须有效控制，包括混凝土的振捣、浇筑和养护等一系列工艺，排除人员素质、设备等因素的干扰，无论采用什么样的施工工艺都必须对混凝土工艺和质量进行监测。

3.3 事后质量控制体系

混凝土质量是否符合检验标准，重点在于竣工质量验收，对留置的同养试块进行试验，结合国家统一曲线对混凝土强度采用回弹法进行无损检测，必要时钻芯检测抗压强度，形成对混凝土质量的循环控制。

4 结束语

本文研究了中低强度混凝土的水灰比快速检测方法，对配合比进行了试验研究，采取最适合的配合比，然后结合现场施工工艺控制的方法，对每一个环节进行质量控制，开展原材料的事前控制，然后做好混凝土试块抗压强度的事后控制，只有多环节共同控制，发挥作用，才能够保证混凝土的施工质量。