淺析混凝土質(zhì)量控制
混凝土以其適應(yīng)性強(qiáng)、耐久性高、造價(jià)低,加上混凝土的設(shè)計(jì)理論施工技術(shù)很成熟的優(yōu)點(diǎn),而且可根據(jù)工程需求配置出不同性質(zhì)的混凝土,因此越來(lái)越廣泛的用于土木工程領(lǐng)域中。
混凝土工程的質(zhì)量,關(guān)系到建筑物及構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)安全,關(guān)系到千家萬(wàn)戶的生命財(cái)產(chǎn)安全。對(duì)混凝土來(lái)講,生命就是質(zhì)量。混凝土質(zhì)量的好壞,直接影響到其成型結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和使用壽命,因此如何控制好混凝土的質(zhì)量,就成為工程建設(shè)中一項(xiàng)既常見(jiàn)而又非常重要的工作。
1混凝土的性能
1.1混凝土拌和物的基本性能
混凝土是指用水泥作膠凝材料,砂、石作集料;與水(加或不加外加劑和摻合料)按一定比例配合,經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)而得的水泥混凝土,也稱普通混凝土,它廣泛應(yīng)用于土木工程。它具有一定的彈性、黏性和塑性,一般可使用“和易性”或“稠度”來(lái)綜合說(shuō)明混凝土拌和物在這方面的性能。
1.1.1和易性和稠度
和易性是指新拌水泥混凝土易于各工序施工操作(攪拌、運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí)等)并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的性能。和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì),它與施工工藝密切相關(guān),通常,包括有流動(dòng)性、保水性和粘聚性三方面的含義。
新拌混凝土的和易性是流動(dòng)性、粘聚性和保水性的綜合體現(xiàn),新拌混凝土的流動(dòng)性、粘聚性和保水性之間既互相聯(lián)系,又常存在矛盾。因此,在一定施工工藝的條件下,新拌混凝土的和易性是以上三方面性質(zhì)的矛盾統(tǒng)一。
1.1.2離析和泌水
混凝土拌合物成分相互分離,造成內(nèi)部組成和結(jié)構(gòu)不均勻的現(xiàn)象,稱之為離析。但在施工中應(yīng)通過(guò)采用適當(dāng)?shù)呐浜媳群秃侠淼牟僮鞴に?盡可能做到減少離析?；炷猎谶\(yùn)輸、振搗、泵送的過(guò)程中出現(xiàn)粗骨料下沉,水分上浮的現(xiàn)象稱為混凝土泌水。在混凝土采用分層施工澆筑工藝時(shí),要清除這些泌水與浮漿,以免影響上下層混凝土之間的粘結(jié)能力。
1.2混凝土在凝結(jié)硬化中的性能
1.2.1凝結(jié)
混凝土的凝結(jié)硬化程度分成初凝和終凝兩個(gè)階段,混凝土拌合物由流動(dòng)狀態(tài)變?yōu)槌醪接不癄顟B(tài)叫初凝;完全變成固體狀態(tài),具有一定強(qiáng)度叫終凝。在初凝和終凝之間,混凝土常常發(fā)生表面泌水,骨料下沉,并出現(xiàn)初期收縮和水化升溫等現(xiàn)象。任何混凝土的運(yùn)輸、澆筑、振搗,必須在混凝土初凝以前完成。
1.2.2水化升溫
混凝土在凝結(jié)過(guò)程中,水泥的水化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)。水化放熱的周期很長(zhǎng),但大部分熱量是在3d內(nèi)放出的,尤其是在混凝土發(fā)生凝結(jié)、硬化的初期放出。大多數(shù)情況下,硬化混凝土的早期體積變形,主要源于水泥的水化熱溫升,因此,降低混凝土的水化熱是防止其早期開(kāi)裂的有效途徑。
1.2.3初凝強(qiáng)度
混凝土在初凝后,具有初步抵抗外部荷載作用的強(qiáng)度,叫做混凝土的初期強(qiáng)度。
1.3混凝土硬化后的性能
混凝土在硬化后會(huì)具有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、握裹強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、彈性模量、耐久性等。混凝土具有較高的抗壓強(qiáng)度,因此,抗壓強(qiáng)度是施工中控制和評(píng)定混凝土質(zhì)量的主要指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度系指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm立方體試件,在28d齡期,用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的,保證率為95%的抗壓強(qiáng)度。
2混凝土質(zhì)量控制的幾大因素
通常對(duì)混凝土質(zhì)量的基本要求是:滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求;滿足施工所要求的和易性;具有與工程環(huán)境相適應(yīng)的耐久性。
由于混凝土是由多種材料經(jīng)拌和、水化和膠結(jié)后形成的一種獨(dú)特的復(fù)合結(jié)構(gòu)。那么在它成型的過(guò)程中,就與原材料的選用,混凝土配合比的控制,混凝土拌合過(guò)程,混凝土運(yùn)輸和澆筑過(guò)程,混凝土的養(yǎng)護(hù)方法等因素密不可分。因此,上述幾方面的因素也就成為混凝土質(zhì)量控制的關(guān)鍵。
2.1混凝土原材料選擇和控制
2.1.1原材料的選用依據(jù)
原材料的選用主要依據(jù)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)混凝土構(gòu)件的斷面尺寸設(shè)計(jì)、配筋設(shè)計(jì)和混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)來(lái)確定。
2.1.2原材料的組成
原材料,就是形成混凝土構(gòu)件所使用的各種材料,主要包括:水泥、砂、石、水和外加劑及摻合料等。
2.1.3原材料的選用和控制
(1)水泥:水泥的品種和成分不同,其凝結(jié)時(shí)間、早期強(qiáng)度、水化熱、吸水性和抗侵蝕的性能等也不相同,這些都直接影響混凝土的質(zhì)量、性能和適用范圍。
(2)砂:混凝土用砂的質(zhì)量須符合細(xì)度模數(shù)、孔隙率、堅(jiān)固性、有害雜質(zhì)最大含量等方面的要求。
(3)石子:混凝土中常用的石子有卵石和碎石。碎石表面粗糙,空間率和總表面積較大,故所需的水泥漿較多,與水泥漿的粘結(jié)力強(qiáng),因此用它拌制的混凝土強(qiáng)度較高。
(4)水:凡可飲用的水,都可以用來(lái)拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土,要求水中不能有有害雜質(zhì)、油脂和糖料物質(zhì)。
(5)外加劑:外加劑有減水劑、引氣劑、促凝劑、緩凝劑、防水劑、抗凍劑、保水劑等。
2.1.4原材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)和隨機(jī)抽檢試驗(yàn)的控制
原材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)是確保混凝土質(zhì)量的第一個(gè)質(zhì)量控制關(guān),原材料進(jìn)行隨機(jī)抽樣試驗(yàn)是保證混凝土質(zhì)量連續(xù)性的重要手段。
2.2混凝土配合比的控制
混凝土配合比是根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度等級(jí)和拌制混凝土所需原材料的試驗(yàn)制定,在試驗(yàn)室進(jìn)行配制。
混凝土在實(shí)際使用的砂、石骨料一般都含有一些水份,而且含水量經(jīng)常隨氣象條件發(fā)生變化。所以,在拌制時(shí)應(yīng)及時(shí)測(cè)定砂、石骨料的含水量,并將設(shè)計(jì)配合比換算為骨料在實(shí)際含水量情況下的施工配合比。
2.2.1施工配合比的換算
當(dāng)水灰比增大時(shí),混凝土粘聚性、保水性差,而且硬化后多余的水分殘留在混凝土中形成水泡或留下氣孔,使混凝土密實(shí)性差,強(qiáng)度降低。若水灰比減少時(shí),則混凝土流動(dòng)性差,甚至影響成型后的密實(shí),造成混凝土內(nèi)部松散,表面產(chǎn)生蜂窩、麻面現(xiàn)象。因此,施工時(shí)應(yīng)及時(shí)測(cè)定砂、石骨料的含水量,并將混凝土試驗(yàn)配合比換算為骨料在實(shí)際含水量的情況下的施工配合比至關(guān)重要。
2.2.2原材料稱量控制
原材料稱量就是按照換算后的施工配合比中各種材料的配料重量,進(jìn)行實(shí)際的計(jì)量工作。
(1)計(jì)量?jī)x器的檢測(cè)。計(jì)量?jī)x器進(jìn)場(chǎng)前必須進(jìn)行校驗(yàn),經(jīng)校驗(yàn)合格的計(jì)量器具方可進(jìn)行計(jì)量工作。在施工過(guò)程中,必須隨時(shí)對(duì)材料稱量進(jìn)行抽樣檢查,以及對(duì)計(jì)量器具定期進(jìn)行校驗(yàn),確保計(jì)量工作準(zhǔn)確無(wú)誤。
(2)材料在稱量過(guò)程中,嚴(yán)格控制稱量偏差,對(duì)于水泥、摻合料、水和外加劑的稱量偏差應(yīng)控制在±2.0%;砂、石的稱量偏差應(yīng)控制在±3.0%。
2.3混凝土攪拌的控制
攪拌混凝土可以采用人工拌制和機(jī)械拌制。人工拌制較差,混凝土質(zhì)量得不到保證,僅在不得已的情況下采用。一般工程施工中均采用機(jī)械拌制混凝土。
2.3.1攪拌機(jī)的選擇
混凝土攪拌機(jī)按其工作原理,可以分為自落式和強(qiáng)制式兩大類。用何種類型的攪拌機(jī),應(yīng)根據(jù)混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度、配合比要求,以混凝土的運(yùn)輸方式確定。
2.3.2投料順序的選擇
用機(jī)械攪拌投料順序:先倒砂子,再倒水泥,然后倒入石子,將水泥夾于砂子之間。
2.3.3混凝土攪拌時(shí)間的控制
攪拌混凝土的目的,是使所有骨料的表面全都裹滿水泥漿,從而使混凝土各種材料拌合成勻質(zhì)體,因此控制好混凝土的攪拌時(shí)間是混凝土拌制過(guò)程中質(zhì)量控制的重要一環(huán)。在一定的范圍內(nèi)混凝土隨攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)而強(qiáng)度有所提高,但是過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的攪拌會(huì)影響到混凝土的和易性。