吳金年
混凝土質(zhì)量的好壞,既對(duì)建筑物的安全,也對(duì)建筑物的造價(jià)有很大影響。隨著混凝土施工工藝不斷改進(jìn)和施工水平的提高,使得混凝土施工質(zhì)量有了大幅度提高,現(xiàn)要求混凝土不斷提高以耐久性為重點(diǎn)的各項(xiàng)性能,因此在施工中我們必須對(duì)混凝土的施工質(zhì)量有高度的重視。
一、混凝土質(zhì)量及主要影響因素
普通混凝土除了常規(guī)的水泥、水、砂、石四種材料外,還需使用化學(xué)外加劑和礦物細(xì)摻料?;炷聊途眯园?jié)B、抗凍、抗蝕、抗碳化、抗堿骨料反應(yīng)、耐磨等。混凝土應(yīng)有良好的施工性(流動(dòng)性、可灌性、均勻性等);良好的力學(xué)性能;良好的尺寸穩(wěn)定性;合理的適用性與經(jīng)濟(jì)性等。
混凝土質(zhì)量的重要指針之一是抗壓強(qiáng)度,混凝土強(qiáng)度與灰水比間的關(guān)系式,通常采用經(jīng)驗(yàn)公式表示,即
fcu=Afce(C/W-B)
式中,fcu——混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度,MPa;
fce——水泥28d齡期的實(shí)際抗壓強(qiáng)度,MPa;
C/W——混凝土的灰水比;
A、B——經(jīng)驗(yàn)系數(shù);(骨料含水狀態(tài)、水泥、卵石和碎石的不同而不同)
從混凝土強(qiáng)度與灰水比間的關(guān)系式不難看出混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度與水泥28d齡期的實(shí)際抗壓強(qiáng)度成正比,按公式計(jì)算,灰水比相等時(shí),強(qiáng)度高的水泥比強(qiáng)度低的水泥配制出的混凝土抗壓強(qiáng)度高,因此高標(biāo)號(hào)水泥比底標(biāo)號(hào)水泥配制出的混凝土抗壓強(qiáng)度高許多。所以我們混凝土施工時(shí)千萬(wàn)別用錯(cuò)了水泥標(biāo)號(hào)。另外,灰水比也與混凝土強(qiáng)度成正比,灰水比大,混凝土強(qiáng)度高,灰水比小,混凝土強(qiáng)度低。因此,當(dāng)灰水比不變時(shí),企圖用增加水泥用量來(lái)提高混凝土強(qiáng)度是錯(cuò)誤的,此時(shí)只能增大混凝土和易性,增大混凝土的收縮和變形。
從經(jīng)驗(yàn)公式上看,混凝土抗壓強(qiáng)度的主要影響因素是水泥的強(qiáng)度和灰水比,要控制好混凝土強(qiáng)度質(zhì)量,最重要的是控制好水泥和混凝土的灰水比兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。此外,混凝土質(zhì)量與混凝土所用的水、砂、石、外加劑、礦物細(xì)摻料這些材料和混凝土的施工控制也是不可忽視的因素。
水泥不宜用立窯水泥,因立窯水泥生產(chǎn)的質(zhì)量不穩(wěn)定。高強(qiáng)度的混凝土選用水泥的流變性要好,與減水劑兼容性要好,C3A與含堿量要低。
石子宜用質(zhì)地堅(jiān)硬,級(jí)配良好的碎石或卵石,注意母巖的立方抗壓強(qiáng)度,針、片狀含量,含泥量等。當(dāng)石質(zhì)強(qiáng)度相等時(shí),碎石表面比卵石表面粗糙,碎石與水泥砂漿的粘接性比卵石強(qiáng),當(dāng)混凝土配合比相同時(shí),兩種材料配制的混凝土,碎石配制的混凝土強(qiáng)度比卵石配制的混凝土強(qiáng)度強(qiáng)。石子粒徑小時(shí),界面周長(zhǎng)小,厚度也小,難以形成大缺陷,不僅有利于混凝土的界面強(qiáng)度,也利于抗?jié)B性。因此我們一般對(duì)混凝土的粗骨料控制在3cm左右。
砂宜用質(zhì)地堅(jiān)硬,級(jí)配良好的河砂或人工砂,注意砂的細(xì)度模數(shù)、含泥量、堅(jiān)固性等。細(xì)骨料品種對(duì)混凝土強(qiáng)度影響程度比粗骨料小,從混凝土強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式內(nèi)沒(méi)有反映砂的柔效,但混凝土拌和用砂對(duì)混凝土的和易性影響很大。
我們選用混凝土原材料的原則是:盡可能選用C3A與含堿量低,水化熱低的水泥;應(yīng)選用堅(jiān)固耐久,級(jí)配合格,顆粒形狀良好的潔凈骨料,其中粒形和級(jí)配更重要;應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)、高效的外加劑;應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的礦物摻料。在配制混凝土上,不但注重混凝土的強(qiáng)度,也要保證混凝土的耐久性。
二、混凝土強(qiáng)度品質(zhì)的均勻性
混凝土的質(zhì)量,通常用混凝土抗壓強(qiáng)度作為評(píng)定指標(biāo)。因?yàn)榛炷量箟簭?qiáng)度的波動(dòng),既反映了混凝土強(qiáng)度的變異,又能較好地反映混凝土質(zhì)量的波動(dòng)。
混凝土的配制強(qiáng)度為:
fh=fd+1.645σ0
式中 fh——混凝土的配制抗壓強(qiáng)度,MPa;
fd——設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,MPa;
σ0——混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差,MPa;
從式中我們知道設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值具有95﹪的保證率,抵于設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的概率不大于5﹪,充分保證了混凝土抗壓強(qiáng)度的質(zhì)量,從而充分保證了建筑物的質(zhì)量安全。施工人員抽樣檢測(cè)混凝土試件強(qiáng)度的平均值一定大于設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,其值大小取決于施工的質(zhì)量水平。我們?cè)诨炷潦┕べ|(zhì)量管理中不但使混凝土強(qiáng)度的平均值大于設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,更重要的是要減少混凝土強(qiáng)度的變異性,應(yīng)對(duì)混凝土原材料及施工工藝進(jìn)行嚴(yán)格地控制管理,盡量使混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差降到較低值,這樣,既保證了工程質(zhì)量,也降低了工程造價(jià)。
三、混凝土質(zhì)量控制
混凝土質(zhì)量控制是為了使混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量指針前提下盡量降低成本,使混凝土生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)合理。施工過(guò)程中控制是盡量降低混凝土的標(biāo)準(zhǔn)偏差?;炷翉?qiáng)度離散性愈大,混凝土品質(zhì)愈不均勻。從生產(chǎn)和使用的角度說(shuō),我們希望混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)較小,質(zhì)量較均勻。因此混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差大小反映混凝土施工的實(shí)際管理水平,施工管理水平越高,混凝土的標(biāo)準(zhǔn)偏差越小。混凝土質(zhì)量控制實(shí)質(zhì)上是混凝土標(biāo)準(zhǔn)偏差的控制。為了控制好混凝土的標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手:
1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定合理的混凝土配合比
混凝土材料(粗骨料、細(xì)骨料、水泥、水、外加劑等)取樣抽檢合格后,根據(jù)設(shè)計(jì)要求及檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)。做出合理的混凝土配合比除了滿(mǎn)足混凝土強(qiáng)度、耐久性要求和節(jié)約原材料外,應(yīng)該具有施工要求的和易性。
這樣使混凝土施工得以正常合理的進(jìn)行,達(dá)到設(shè)計(jì)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
2、正確按混凝土配合比施工
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)混凝土設(shè)計(jì)配合比的參數(shù)適當(dāng)修正、優(yōu)化,得到合適的混凝土施工配合比。混凝土施工前及時(shí)測(cè)定砂、石含水率,要用重量比,不要用體積比,將設(shè)計(jì)配合比換算施工配合比。經(jīng)常檢查計(jì)量工具,確保計(jì)量工具的正確性;經(jīng)常抽查各種原材料配料是否按配料單的數(shù)量配料;經(jīng)常觀察入倉(cāng)混凝土的和易性、是否正常。
3、加強(qiáng)混凝土原材料的管理
不同批次、不同標(biāo)號(hào)、不同品質(zhì)的水泥,不同級(jí)配的骨料及摻和料要區(qū)分有標(biāo)識(shí)的存放,防止用錯(cuò)或混用。工地收料人員應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),不合格材料不準(zhǔn)許進(jìn)場(chǎng)。及時(shí)檢查原材料是否與設(shè)計(jì)用原材料相符,材料提供方應(yīng)提供與設(shè)計(jì)原材料相符的原材料。如來(lái)料與樣本不符,應(yīng)馬上向上級(jí)反映,及時(shí)更改混凝土配合比。
4、及時(shí)跟蹤檢測(cè)混凝土強(qiáng)度
混凝土強(qiáng)度檢測(cè)值以設(shè)計(jì)混凝土齡期強(qiáng)度為準(zhǔn),一般設(shè)計(jì)以28天強(qiáng)度為準(zhǔn)。為混凝土施工的質(zhì)量保證,我們還做混凝土的7天試塊,測(cè)定其強(qiáng)度用以推定混凝土28天強(qiáng)度,及時(shí)明確確定其質(zhì)量。有必要時(shí)混凝土試塊和現(xiàn)場(chǎng)澆筑的混凝土采用同等條件下養(yǎng)護(hù)用以測(cè)定其強(qiáng)度,更好地指導(dǎo)混凝土施工。