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摘 要: 基于当前预拌混凝土的性能优势和质量缺陷, 分析了影响预拌混凝土质量的因素, 从混凝土拌合物性能和施工控制与管理等主要方面研究了相关的质量控制技术方法。
关键词: 预拌混凝土; 质量缺陷; 拌合物; 施工质量控制; 管理
中图分类号：C93文献标识码： A
0 引言
我国预拌混凝土的总体发展水平还不高, 与国家要求相比还有较大差距, 与发达国家相比差距更大。当前制约我国预拌混凝土发展的因素很多, 本研究基于预拌混凝土的性能特点, 针对影响预拌商品混凝土的质量因素, 从混凝土拌合物的质量控制、施工过程控制和管理等多方面采取措施进行综合控制,对预拌混凝土的施工质量和管理进行了研究, 确保混凝土工
程的质量。
1 预拌混凝土的性能特点
1.1 优点
( 1) 具有工業化、专业化大生产的特点, 在质量控制、新产品技术开发、成本控制、技术服务等方面具有相当的优势。
( 2) 加快施工速度, 减少粉尘、噪音等环境污染, 有利于文明施工和提高工程质量。
1.2 常见的质量缺陷
混凝土是一种非均质混合材料, 质量波动较大。原材料的质量波动、配合比的波动, 生产过程的条件变化以及施工方法及水平等都会影响预拌混凝土的产品质量。预拌混凝土存在着
如下一些质量通病。
1.2.1 和易性不好
和易性主要指混凝土的流动性、黏聚性和保水性。若是泵送混凝土, 还必须具有良好的可泵性, 要求混凝土具有摩擦阻力小、不产生离析、不阻塞、能顺利完成泵送。
( 1) 混凝土离析。混凝土搅拌后其各组分相互分离, 而造成不均匀的自身倾向。混凝土离析后在泵送过程中易堵管、爆管,施工中拌合物易分层。造成构件强度不均匀、开裂。
( 2) 混凝土泌水。混凝土中拌合水以不同方式从拌合物中分离出来。固体材料在混凝土拌合物中下沉使水被排除并上升至表面, 使表面形成浮浆。有些水通过模板缝渗漏使混凝土表
面产生缺陷。
1.2.2 混凝土早期强度过低或后期强度不足
( 1) 由于混凝土是一种非匀质材料, 且生产过程中影响质量的因素较多, 所以具有较大的强度离散性。
1.2.3 裂缝问题
( 1) 干缩裂缝: 混凝土硬化过程中水泥水化而引起的体积收缩, 以及混凝土内部游离水由表及里逐渐蒸发, 混凝土内外形成了湿度梯度。在约束条件下, 收缩应力大于抗拉强度时, 出现干缩裂缝。早期收缩裂缝比较细微, 随着干燥程度增大收缩量也逐渐明显。这种裂缝上宽下窄, 施工风口处、楼板尤其多见。
( 2) 温度裂缝: 水泥水化作用释放出大量的热量, 3d内会放出50%水化热, 如果未采取有效降温措施, 导致混凝土内外温差大于25℃, 而内外温度梯度引起很大的温度应力会造成
结构开裂。
2 预拌混凝土拌合物的质量控制
2.1 原材料
混凝土的原材料主要有水泥、砂、石、外加剂、水和掺合料等六种, 原材料的质量直接影响混凝土的性能。对进场的原材料应及时通过目测材料外观质量和检查其质量证明文件, 包括产品合格证和出厂检验报告, 然后再进行复验, 各项指标应满足标准的要求。
2.1.1 水泥
水泥的性能质量对混凝土强度、变形、耐久性均具有重要影响。水泥的品种、强度等级、生产厂家以及不同生产批, 其细度、凝结时间、强度都有所不同, 会影响混凝土拌合物的用水量、坍落度及混凝土强度。
( 1) 针对不同用途的混凝土正确选择水泥品种。从控制裂缝的角度考虑, 水泥品种优先选择的次序宜为:低碱水泥、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥;大体积混凝土宜选用低热水泥。无特殊要求时, 不宜选用早强水泥、含碱量较大的水泥、较细的水泥。
( 3) 水泥标准稠度用水量的测定。水泥标准稠度用水量是指水泥浆达到标准稠度时所需要的用水量。水泥标准稠度用水量的大小不同, 对所拌制混凝土拌合物的稠度有一定的影响作用。相同强度时选择需水量小的水泥, 在配制混凝土时采用需水量小的水泥可降低水泥用量。
( 4) 将水泥强度富余量、强度标准差、标准稠度用水量、初终凝时间、对多数减水剂的适应性和经时坍落度损失率等技术指标相结合, 综合评价水泥质量的优劣。
2.1.2 细骨料
细骨料在混凝土中主要起填充石子孔隙的填充级配作用,配制混凝土所用细骨料质量要求主要是控制有害杂质含量、适宜的粗细程度与合理的级配。
( 1) 每一检验批至少应进行颗粒级配、细度模数、松散堆积密度、含泥量及泥块含量检验。砂子的颗粒级配合理、含泥量低有利于强度和工作性的提高。人工砂和风化后的山砂的需水量大、颗粒形状和级配不合理使拌合物流动性下降。河砂是理想的细骨料, 使用时应正确选择细度模数。
( 2) 对海砂或砂中氯离子含量有怀疑或有要求时, 应按批检验氯离子含量。变的情况下调整水泥浆的用量。
( 3) 粗骨料的级配发生变化时, 可调整砂率使粗细骨料混合后的堆积密度增大。
2.1.3 水一般水中常含有某些杂质, 对混凝土的正常凝结硬化产生不利影响, 不利于混凝土强度发展, 加快钢筋锈蚀, 污染混凝土表面, 特别应注意水与水泥, 外加剂之间的相容性问题, 及水中杂质含量。宜采用饮用水。当采用其他来源的水, 水质必须符合国家现行标推《混凝土拌合用水标准》的规定。
( 1) 施工要求
( a) 粗骨料粒径
为使混凝土振捣密实, 保证混凝土施工质量, 应根据混凝土结构的实际尺寸来选择混凝土采用的粗骨料粒径。混凝土用的粗骨料, 其最大颗粒粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4,且不得超过钢筋间最小净距的3/4。泵送混凝上用碎石不应大于输送管内径的1/3, 卵石不应大于输送管内径的2/5, 并符合泵送技术条件要求。
( b) 稠度
混凝土稠度是由水灰比决定的, 在水泥用量不变条件下的单位体积拌合物内, 如果水灰比增大, 稠度将减小, 拌合物的流动性将随之加大, 而使黏聚性及保水性变差;如果水灰比减小,稠度将增大, 拌合物的流动性将随之减小, 又为施工浇筑振捣造成困难, 影响混凝土密实性。因此, 混凝土的水灰比应以满足黏聚性、保水性为度。尤其是过大的水灰比将形成过大的孔隙率, 对混凝土密实度、强度和耐久性极为不利。若是泵送混凝土, 还必须具有良好的可泵性, 要求混凝土具有摩擦阻力小、不产生离析、不阻塞、能顺利完成泵送。
( c) 砂率
砂率大小反应了骨料孔隙和总表面积大小, 对混凝土拌合物和易性产生显著影响。如砂率过大, 骨料总表面积与孔隙率均加大, 在水泥浆用量不变情况下, 水泥浆不足以起到充分填充、包裹、润滑骨料作用, 使拌合物流动性减小;如砂率过小, 又不能保证在粗骨料之间有足够的砂浆层, 也会降低混凝土拌合物的流动性, 而且严重影响黏聚性和保水性, 容易造成分层离析。因此合理砂率能使混凝土拌合物获得最大流动性且能保持良好的黏聚性和保水性的砂率, 而水泥用量最少。
( 2) 强度要求
( a) 抗压强度是混凝土的一个重要力学指标。然而混凝土是一种非匀质的材料, 且生产过程中影响质量的因素较多, 因此强度离散性较大。为了要满足设计要求强度等级的混凝土,
使其具有大于95%的保证率, 应设计具有一定富余强度的混凝土配合比。
( b) 抗折强度有时也是控制混凝土质量的一个重要技术指标, 在道路混凝土工程中, 常以混凝土28d抗折强度作为控制指标, 据研究, 混凝土的抗压强度高, 其抗折强度也高些。
( 3) 耐久性要求
混凝土耐久性是混凝土长期在环境中使用, 能够保持其使用要求和使用寿命的能力, 包括抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性、碱骨料反应, 以及氯离子对混凝土结构内钢筋的锈蚀作用等。应根据工程的特点和所处的环境条件不同以及工程设计上的要求, 配制具有相应耐久性能的混凝土。
3 预拌混凝土的施工质量控制和管理
3.1 浇筑质量控制和管理
混凝土施工浇筑时, 坍落度的选择, 主要根据构件截面大小、钢筋疏密、振捣方式及施工方法确定。
( 1) 混凝土浇筑应连续进行。当须有间歇时, 其间歇时间宜缩短, 并应在下层混凝土凝结之前, 将次层混凝土浇筑完毕。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过混凝土初凝时间,当超过时应留置施工缝。
( 2) 混凝土的浇筑, 应由远至近浇筑、由低处向高处、同一区域的先竖向结构后水平结构, 分层连续浇筑, 分层的厚度应按照施工规范的技术参数;浇筑顶面要经常保持水平以减少混凝土在模板内的流动, 防止混凝土离析。
( 3) 加强大体积混凝土施工管理, 必须控制混凝土内部的最高温度。防止温度裂缝的产生。
3.2 成品养护质量控制和管理
( 1) 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土浇水养护日期不得少于7d; 有抗渗要求、使用缓凝剂、粉煤灰水泥的混凝土及补偿收缩混凝土, 浇水养护日期不
得少于14d;大体积混凝土的养护, 还应采取降温措施。
( 2 混凝土强度达到1.2N/mm2前, 不得在其上践踏或安装模板及支架。
4 结语
预拌商品混凝土适应了建筑工业化的要求, 有着广阔的发展前景。预拌商品混凝土质量控制和管理是一个连续和系统的过程, 定期进行原材料质量检测和混凝土拌合物的各项性能检测, 重视混凝土配合比设计和优化, 加强参与各方的沟通, 实行动态管理, 严格按混凝土有关的技术规范和标准进行施工, 才能获得优良的混凝土性能。
关键词: 预拌混凝土; 质量缺陷; 拌合物; 施工质量控制; 管理
中图分类号：C93文献标识码： A
0 引言
我国预拌混凝土的总体发展水平还不高, 与国家要求相比还有较大差距, 与发达国家相比差距更大。当前制约我国预拌混凝土发展的因素很多, 本研究基于预拌混凝土的性能特点, 针对影响预拌商品混凝土的质量因素, 从混凝土拌合物的质量控制、施工过程控制和管理等多方面采取措施进行综合控制,对预拌混凝土的施工质量和管理进行了研究, 确保混凝土工
程的质量。
1 预拌混凝土的性能特点
1.1 优点
( 1) 具有工業化、专业化大生产的特点, 在质量控制、新产品技术开发、成本控制、技术服务等方面具有相当的优势。
( 2) 加快施工速度, 减少粉尘、噪音等环境污染, 有利于文明施工和提高工程质量。
1.2 常见的质量缺陷
混凝土是一种非均质混合材料, 质量波动较大。原材料的质量波动、配合比的波动, 生产过程的条件变化以及施工方法及水平等都会影响预拌混凝土的产品质量。预拌混凝土存在着
如下一些质量通病。
1.2.1 和易性不好
和易性主要指混凝土的流动性、黏聚性和保水性。若是泵送混凝土, 还必须具有良好的可泵性, 要求混凝土具有摩擦阻力小、不产生离析、不阻塞、能顺利完成泵送。
( 1) 混凝土离析。混凝土搅拌后其各组分相互分离, 而造成不均匀的自身倾向。混凝土离析后在泵送过程中易堵管、爆管,施工中拌合物易分层。造成构件强度不均匀、开裂。
( 2) 混凝土泌水。混凝土中拌合水以不同方式从拌合物中分离出来。固体材料在混凝土拌合物中下沉使水被排除并上升至表面, 使表面形成浮浆。有些水通过模板缝渗漏使混凝土表
面产生缺陷。
1.2.2 混凝土早期强度过低或后期强度不足
( 1) 由于混凝土是一种非匀质材料, 且生产过程中影响质量的因素较多, 所以具有较大的强度离散性。
1.2.3 裂缝问题
( 1) 干缩裂缝: 混凝土硬化过程中水泥水化而引起的体积收缩, 以及混凝土内部游离水由表及里逐渐蒸发, 混凝土内外形成了湿度梯度。在约束条件下, 收缩应力大于抗拉强度时, 出现干缩裂缝。早期收缩裂缝比较细微, 随着干燥程度增大收缩量也逐渐明显。这种裂缝上宽下窄, 施工风口处、楼板尤其多见。
( 2) 温度裂缝: 水泥水化作用释放出大量的热量, 3d内会放出50%水化热, 如果未采取有效降温措施, 导致混凝土内外温差大于25℃, 而内外温度梯度引起很大的温度应力会造成
结构开裂。
2 预拌混凝土拌合物的质量控制
2.1 原材料
混凝土的原材料主要有水泥、砂、石、外加剂、水和掺合料等六种, 原材料的质量直接影响混凝土的性能。对进场的原材料应及时通过目测材料外观质量和检查其质量证明文件, 包括产品合格证和出厂检验报告, 然后再进行复验, 各项指标应满足标准的要求。
2.1.1 水泥
水泥的性能质量对混凝土强度、变形、耐久性均具有重要影响。水泥的品种、强度等级、生产厂家以及不同生产批, 其细度、凝结时间、强度都有所不同, 会影响混凝土拌合物的用水量、坍落度及混凝土强度。
( 1) 针对不同用途的混凝土正确选择水泥品种。从控制裂缝的角度考虑, 水泥品种优先选择的次序宜为:低碱水泥、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥;大体积混凝土宜选用低热水泥。无特殊要求时, 不宜选用早强水泥、含碱量较大的水泥、较细的水泥。
( 3) 水泥标准稠度用水量的测定。水泥标准稠度用水量是指水泥浆达到标准稠度时所需要的用水量。水泥标准稠度用水量的大小不同, 对所拌制混凝土拌合物的稠度有一定的影响作用。相同强度时选择需水量小的水泥, 在配制混凝土时采用需水量小的水泥可降低水泥用量。
( 4) 将水泥强度富余量、强度标准差、标准稠度用水量、初终凝时间、对多数减水剂的适应性和经时坍落度损失率等技术指标相结合, 综合评价水泥质量的优劣。
2.1.2 细骨料
细骨料在混凝土中主要起填充石子孔隙的填充级配作用,配制混凝土所用细骨料质量要求主要是控制有害杂质含量、适宜的粗细程度与合理的级配。
( 1) 每一检验批至少应进行颗粒级配、细度模数、松散堆积密度、含泥量及泥块含量检验。砂子的颗粒级配合理、含泥量低有利于强度和工作性的提高。人工砂和风化后的山砂的需水量大、颗粒形状和级配不合理使拌合物流动性下降。河砂是理想的细骨料, 使用时应正确选择细度模数。
( 2) 对海砂或砂中氯离子含量有怀疑或有要求时, 应按批检验氯离子含量。变的情况下调整水泥浆的用量。
( 3) 粗骨料的级配发生变化时, 可调整砂率使粗细骨料混合后的堆积密度增大。
2.1.3 水一般水中常含有某些杂质, 对混凝土的正常凝结硬化产生不利影响, 不利于混凝土强度发展, 加快钢筋锈蚀, 污染混凝土表面, 特别应注意水与水泥, 外加剂之间的相容性问题, 及水中杂质含量。宜采用饮用水。当采用其他来源的水, 水质必须符合国家现行标推《混凝土拌合用水标准》的规定。
( 1) 施工要求
( a) 粗骨料粒径
为使混凝土振捣密实, 保证混凝土施工质量, 应根据混凝土结构的实际尺寸来选择混凝土采用的粗骨料粒径。混凝土用的粗骨料, 其最大颗粒粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4,且不得超过钢筋间最小净距的3/4。泵送混凝上用碎石不应大于输送管内径的1/3, 卵石不应大于输送管内径的2/5, 并符合泵送技术条件要求。
( b) 稠度
混凝土稠度是由水灰比决定的, 在水泥用量不变条件下的单位体积拌合物内, 如果水灰比增大, 稠度将减小, 拌合物的流动性将随之加大, 而使黏聚性及保水性变差;如果水灰比减小,稠度将增大, 拌合物的流动性将随之减小, 又为施工浇筑振捣造成困难, 影响混凝土密实性。因此, 混凝土的水灰比应以满足黏聚性、保水性为度。尤其是过大的水灰比将形成过大的孔隙率, 对混凝土密实度、强度和耐久性极为不利。若是泵送混凝土, 还必须具有良好的可泵性, 要求混凝土具有摩擦阻力小、不产生离析、不阻塞、能顺利完成泵送。
( c) 砂率
砂率大小反应了骨料孔隙和总表面积大小, 对混凝土拌合物和易性产生显著影响。如砂率过大, 骨料总表面积与孔隙率均加大, 在水泥浆用量不变情况下, 水泥浆不足以起到充分填充、包裹、润滑骨料作用, 使拌合物流动性减小;如砂率过小, 又不能保证在粗骨料之间有足够的砂浆层, 也会降低混凝土拌合物的流动性, 而且严重影响黏聚性和保水性, 容易造成分层离析。因此合理砂率能使混凝土拌合物获得最大流动性且能保持良好的黏聚性和保水性的砂率, 而水泥用量最少。
( 2) 强度要求
( a) 抗压强度是混凝土的一个重要力学指标。然而混凝土是一种非匀质的材料, 且生产过程中影响质量的因素较多, 因此强度离散性较大。为了要满足设计要求强度等级的混凝土,
使其具有大于95%的保证率, 应设计具有一定富余强度的混凝土配合比。
( b) 抗折强度有时也是控制混凝土质量的一个重要技术指标, 在道路混凝土工程中, 常以混凝土28d抗折强度作为控制指标, 据研究, 混凝土的抗压强度高, 其抗折强度也高些。
( 3) 耐久性要求
混凝土耐久性是混凝土长期在环境中使用, 能够保持其使用要求和使用寿命的能力, 包括抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性、碱骨料反应, 以及氯离子对混凝土结构内钢筋的锈蚀作用等。应根据工程的特点和所处的环境条件不同以及工程设计上的要求, 配制具有相应耐久性能的混凝土。
3 预拌混凝土的施工质量控制和管理
3.1 浇筑质量控制和管理
混凝土施工浇筑时, 坍落度的选择, 主要根据构件截面大小、钢筋疏密、振捣方式及施工方法确定。
( 1) 混凝土浇筑应连续进行。当须有间歇时, 其间歇时间宜缩短, 并应在下层混凝土凝结之前, 将次层混凝土浇筑完毕。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过混凝土初凝时间,当超过时应留置施工缝。
( 2) 混凝土的浇筑, 应由远至近浇筑、由低处向高处、同一区域的先竖向结构后水平结构, 分层连续浇筑, 分层的厚度应按照施工规范的技术参数;浇筑顶面要经常保持水平以减少混凝土在模板内的流动, 防止混凝土离析。
( 3) 加强大体积混凝土施工管理, 必须控制混凝土内部的最高温度。防止温度裂缝的产生。
3.2 成品养护质量控制和管理
( 1) 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土浇水养护日期不得少于7d; 有抗渗要求、使用缓凝剂、粉煤灰水泥的混凝土及补偿收缩混凝土, 浇水养护日期不
得少于14d;大体积混凝土的养护, 还应采取降温措施。
( 2 混凝土强度达到1.2N/mm2前, 不得在其上践踏或安装模板及支架。
4 结语
预拌商品混凝土适应了建筑工业化的要求, 有着广阔的发展前景。预拌商品混凝土质量控制和管理是一个连续和系统的过程, 定期进行原材料质量检测和混凝土拌合物的各项性能检测, 重视混凝土配合比设计和优化, 加强参与各方的沟通, 实行动态管理, 严格按混凝土有关的技术规范和标准进行施工, 才能获得优良的混凝土性能。