□ 徐 賀(河南省白龜山水庫管理局)
混凝土的材料由水泥、粗細骨料、摻合料、外加劑和水等組成,這些原材料是確保商品混凝土產品質量的物質基礎,各項性能指標的好壞和穩(wěn)定直接影響混凝土的質量。
水泥是混凝土中的主要膠凝材料,水泥的種類繁多,按用途和性能可分為通用水泥、專用水泥以及特性水泥三大類。在每一種水泥中,根據其膠結強度的大小,可分為若干強度等級,當水泥的品種及強度等級不同,性能也有較大差異,在使用時需區(qū)分水泥的品種及強度等級,掌握其性能特點和使用方法,根據工程情況合理地選擇使用水泥。泵送商品混凝土應選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦碴硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥,不宜采用火山灰質硅酸鹽水泥,因為它需水量大,易泌水。
混凝土中的砂稱為細骨料或者細集料,顆粒(即砂子顆粒直徑)在0.16~5.00mm。砂可分為天然砂或人工砂兩種,天然砂是由巖石風化等自然因素作用形成的,表面光滑,表面積較小,與水泥粘結較差,拌和物的流動性較好。人工砂是用堅硬巖石軋碎制成,棱角多,表面粗糙,與水泥粘接較好,拌和物的流動性差。砂的含泥量≤3%,泥塊含量≤1%,對于C10和C10以下的混凝土用砂,可根據水泥強度等級,含量可予以放寬,但含泥量≤5%,泥塊含量≤2%。
粗骨料是指粒徑>5.00mm的骨料,常用的有天然卵石和人工碎石兩種,天然卵石表面光滑,少棱角,空隙率與表面積較小,與水泥的膠結力較差,和易性較好。人工碎石是由堅硬巖石經人工或機械軋碎而成,表面粗糙,多棱角,空隙率和表面積較大,與水泥的膠結力較強,和易性較差。粗骨料含泥量一般≤1%,泥塊含量≤0.5%。對于C10和C10以下的混凝土用碎石或卵石,根據水泥強度等級,其含量可予以放寬到1%。
摻合料是為了節(jié)約水泥、改善混凝土的性能,在混凝土拌制時摻入的摻量大于水泥質量5%的礦粉末。用于混凝土摻合料的種類很多,常用的有粉煤灰、粒化高爐礦渣粉、天然沸石粉,在這些摻合料中以粉煤灰應用最為普遍,粉煤灰摻入混凝土中可顯著改善混凝土的和易性和流動性。
凡是飲用的水,均可用于拌制和養(yǎng)護混凝土,未經處理的污水、工業(yè)廢水、沼澤水、硫酸鹽含量超過1%的水不能用于拌制混凝土。
外加劑是在混凝土拌制過程中摻入的不超過水泥質量的5%(特殊情況除外),并按使用要求改善混凝土正常性能的物質。外加劑的選用要根據混凝土性能要求、施工條件、配合比等因素綜合考慮,在進行質量控制時,除對外加劑的常規(guī)指標進行檢驗外,同時對外加劑與水泥的適應性、摻加的組分進行復試,掌握其質量特性。
原材料進場時,供方應按規(guī)定批次向需方提供質量證明文件,進場后應按規(guī)定進行進場檢驗;水泥應按不同品種和強度等級分別儲存,同時應防止水泥受潮及污染,水泥出廠超過3個月,應進行復檢,合格方可使用,出現(xiàn)結塊的水泥不得用于混凝土工程;骨料儲存周圍應有良好的排水、排污和防塵、遮雨設施,粗、細骨料應按品種規(guī)格分別堆放,不得混雜及雜物混入,要盡量減少骨料轉運次數,將跌落差控制在3.00m以下,以防止骨料跌碎和分離;摻合料應按品種、級別分別儲存,應防潮防雨,礦物摻合料存儲期超過3個月,應及時進行復檢,合格方可使用,嚴禁與水泥等其他粉狀料混合;外加劑按生產廠家、品種分別儲存,粉狀外加劑應防止受潮結塊,如有結塊,應進行檢驗,合格者經粉碎至全部通過600mm篩孔后方可使用,液態(tài)外加劑應貯存在密閉容器內,應防曬和防凍,如有異?,F(xiàn)象,應經檢驗合格后方可使用。
在原材料質量相同的情況下,材料組成比例不同,混凝土將具有不同技術性質。商品混凝土配合比設計應根據合同要求由供方按《普通混凝土配合比設計規(guī)程》(JGJ55-2000)等現(xiàn)行有關標準的規(guī)定確定。
商品混凝土配合比設計應依據原材料的品種及性能,包括水泥、骨料、外加劑及混合材料等;混凝土的技術要求,包括混凝土設計強度、耐久性及施工應具有的性能等;要以經濟節(jié)約原則,盡量使用當地材料,減少水泥用量。
組成混凝土的水泥、砂、石子及水等4項基本材料之間的相對用量,可用水灰比、含砂率及用水量表示,這3個比例參數正確與否,對混凝土配合比起決定性作用。
2.2.1 水灰比
水灰比主要是影響混凝土強度和耐久性。在滿足強度和耐久性的前提下,應盡可能采用較大的水灰比,以節(jié)約水泥,對強度和耐久性要求均較低的混凝土,確定水灰比時,還要考慮混凝土的和易性,不宜選用過大的水灰比。
2.2.2 砂率
砂率是砂石之間的關系,砂石配合應達到骨料的空隙率及總表面較小,這樣會提高混凝土的性能,砂率過大會增加骨料的表面積,過小會使石子周圍的水泥砂漿層太薄,影響混凝土的粘聚性。
影響混凝土最優(yōu)砂率的因素很多,如石子最大粒徑較大、級配較好、空隙率較小,最優(yōu)砂率值就較??;砂子較細時最優(yōu)砂率值減?。凰冶容^大或混凝土的流動性較大時,最優(yōu)砂率值增大;當摻用引氣劑或減水劑時,最優(yōu)砂率值較??;設計要求的混凝土流動性較大時,混凝土合理砂率較大。
2.2.3 混凝土單位用水量
混凝土單位用水量主要依據混凝土的流動性及粗骨料的最大粒徑,而影響混凝土單位用水量的因素很多,如砂石品質及級配、骨料最大粒徑、水泥需水性及使用外加劑情況等,一般在具體工程中可根據原材料的情況,總結實際資料得出單位用水量經驗值。
監(jiān)理工程師在審批施工單位報選的商品混凝土供應單位時,應選擇資質等級高、信譽好的商品混凝土供應企業(yè),并考慮其地理位置是否合適、生產量能否滿足施工需要等方面的情況,同時還應到實地進行考察,檢驗攪拌設備是否先進,計量裝置是否可靠等。
澆筑商品混凝土前,施工單位要提前做好訂貨計劃,包括使用的混凝土數量;混凝土配合比、抗壓、抗?jié)B強度要求;運料罐車、泵車或輸送泵的數量、運輸路線和到貨時間等。監(jiān)理單位應審核施工單位報批的混凝土澆筑方案,并對同意的方案制定全面的監(jiān)控措施。施工單位在使用商品混凝土的過程中,應對商品混凝土逐車檢查,發(fā)現(xiàn)運抵現(xiàn)場的商品混凝土有離析、坍落度及和易性不符合要求或運抵現(xiàn)場已超過初凝時間等問題,應責令其退場。
根據工程要求、施工方案和原材料特點,將混凝土的性能特點情況在技術交底時告知施工班組,使施工有關人員更加深刻了解和熟悉混凝土的特性,進行正確的施工操作,確?;炷翝仓倪B續(xù)性,嚴格控制混凝土從出站到澆注的間隔時間,保證混凝土結構的整體性及質量。在施工現(xiàn)場隨機進行混凝土取樣,并按規(guī)范制作試件,妥善養(yǎng)護,以此樣品作為判定混凝土是否合格的依據。攪拌站派出現(xiàn)場技術人員,解決現(xiàn)場的實際問題,并及時把現(xiàn)實情況反饋回實驗室,實驗室根據需要及時進行調整配合比。
要求商品混凝土生產廠家根據技術標準和合同的規(guī)定對出廠的商品混凝土的坍落度、水灰比、拌和物性能和強度等進行出廠檢驗,坍落度的確定要考慮混凝土運輸過程中的損失值。
混凝土澆筑后,在一個相當長的時間內,應保持適當的溫度和濕度,以便創(chuàng)造良好的硬化條件,防止因干燥過快而產生的干縮裂縫,又促使其強度不斷增長。
影響混凝土的因素很多,商品混凝土的質量是否符合要求,必須要加強質量控制,嚴格按規(guī)范操作,形成攪拌站(廠)、施工單位、質檢部門齊抓共管的局面,對于商品混凝土的質量控制,應按不同的廠家條件、不同的工程結構特點、不同的地點與氣候條件,有區(qū)別地采取合適的技術措施。