施 娟

福建省融旗建筑工程有限公司

1 引言

在具體工程中，混凝土材料性能的變異是無法徹底避免的，為了保證混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，在具體施工過程中，只能通過各種措施以最大程度降低混凝土材料性能的變異量，從而保證混凝土材料的性能滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

2 原材料質(zhì)量要求

（1）混凝土材料變異控制初步要求：第一，做好原材料的進(jìn)場質(zhì)控，增加原材料遴選環(huán)節(jié)，做好質(zhì)量的全面把關(guān)；第二，在原材料進(jìn)場前，應(yīng)對不同材料的不同批次進(jìn)行抽檢，保證抽檢產(chǎn)品的合格率滿足最低要求；第三，在原材料進(jìn)場的各項(xiàng)抽檢、質(zhì)控實(shí)踐中，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，保證各項(xiàng)動作的合規(guī)性；（2）應(yīng)該認(rèn)識到，原材料自身性能、不同原材料的組合及原材料存放等因素均會影響混凝土材料的變異性，因此，在工程實(shí)踐中，應(yīng)尤其注意因原材料質(zhì)量、原材料組合及原材料存放等因素誘發(fā)的變異性問題。

2.1 水泥

（1）為了控制水泥路基路面的水化熱規(guī)模，減少水化熱對路基路面的不良影響，公路工程中，應(yīng)盡可能控制水泥混凝土的水膠比，建議使用硅酸鹽水泥材料，或可添加粉煤灰或各類礦料優(yōu)化混凝土的配合比指標(biāo)；（2）通過雷氏法評價水泥材料的安定性指標(biāo)，為了保證水泥原材料的安定性，應(yīng)使用旋窯生產(chǎn)的水泥；（3）為了避免水泥變質(zhì)、結(jié)塊，應(yīng)保證存儲區(qū)域的清潔干燥，合理判定施工進(jìn)度，分批次調(diào)配水泥進(jìn)場，嚴(yán)格控制水泥存儲時間和存儲方式，杜絕人為因素導(dǎo)致的水泥受潮變質(zhì)；（4）混凝土拌和前應(yīng)控制骨料溫度，在夏季炎熱天氣條件下，可通過噴淋、遮陽等當(dāng)時冷卻骨料，避免骨料高溫對其自身性能產(chǎn)生的不良影響，確保骨料溫度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行混凝土拌和作業(yè)；（5）所選用的水泥材料的初凝時間不應(yīng)少于1.5小時，終凝時間不應(yīng)少于10小時。

2.2 粗集料

（1）混凝土粗集料選擇應(yīng)遵循清潔、高硬度、耐久性良好等原則，可優(yōu)先選用卵石、機(jī)制碎石等石料；（2）粗集料的吸水能力高低,直接影響到混凝土的強(qiáng)度，應(yīng)將粗骨料的吸水率控制在3%以內(nèi)；（3）粗集料級配設(shè)計(jì)應(yīng)遵循規(guī)范要求，保證不同粒徑集料的級配級數(shù)控制在2～3 內(nèi)；（4）嚴(yán)格控制粗集料的含泥量，且含泥量指標(biāo)應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級的不同略有調(diào)整，譬如，強(qiáng)度等級為C60的混凝土的含泥量不應(yīng)大于3.5%。

2.3 天然砂

（1）砂應(yīng)選擇硬度高、表面清潔且耐久性良好的河砂；（2）若選用機(jī)制砂，則應(yīng)嚴(yán)格控制母材的指標(biāo)，選用硬度高、吸水性低且表面清潔的母材；以保證所拌和水泥混凝土材料的質(zhì)量。由于粗細(xì)集料在干燥狀態(tài)下的水膠比明顯高于潮濕狀態(tài)，因此，必須嚴(yán)控集料中的粉體含量，保證粉體含量不大于2%。

2.4 外加劑

（1）公路施工用水泥混凝土拌和過程中應(yīng)使用高效減水劑，以保證減水效果，禁止使用低濃度β-萘磺酸鹽型甲醛減水劑；（2）為了檢驗(yàn)減水劑的效果，在大規(guī)模拌和前，應(yīng)進(jìn)行試拌，以明確水泥材料與減水劑之間的匹配性；（3）在添加減水劑的同時應(yīng)添加一定比例的引氣劑，引氣劑可控制混凝土表面泌水的張力，且具備較高的分散能力，在拌和過程中可連續(xù)生成大量泡沫，對拌和均勻性的促進(jìn)效果顯著；（4）減水劑、引氣劑等各類外加劑的添加量應(yīng)控制在6%以下。

3 混凝土拌和均勻性及運(yùn)輸控制措施

3.1 攪拌設(shè)備及生產(chǎn)能力

（1）公路用水泥混凝土應(yīng)使用強(qiáng)制式拌和機(jī)械拌和，以保證拌和的均勻性和有效性，若現(xiàn)場技術(shù)條件允許，盡量選用雙臥式強(qiáng)制拌和機(jī)械。

（2）為了滿足集料及礦物添加料的分級計(jì)量，應(yīng)配套數(shù)量足夠的集料倉和水泥倉，以滿足拌和需求。

（3）水泥混凝土拌和站生產(chǎn)能力計(jì)算公式詳見下式：

式中：

M——拌和站的生產(chǎn)能力（m3/h）；

b——有效寬度（m）；

Vt——攤鋪速率（m/min）（≧1m/min）；

h——板厚（m）；

μ——拌和站可靠性指標(biāo)，1.2～1.5。

為了滿足現(xiàn)場攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的連續(xù)要求，應(yīng)根據(jù)當(dāng)天的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)量確定拌和生產(chǎn)量，拌和生產(chǎn)量應(yīng)適當(dāng)大于攤鋪預(yù)估量。

（4）拌和機(jī)械數(shù)量應(yīng)控制在2～4 臺，此外，為了減緩拌和參數(shù)與拌和機(jī)械數(shù)量之間的不匹配性，應(yīng)保證全部拌和機(jī)械的型號參數(shù)相一致。

3.2 攪拌工藝參數(shù)

（1）含水率穩(wěn)定且均勻是拌和是否達(dá)標(biāo)的重要標(biāo)志，為了保證拌和達(dá)標(biāo)，可提前噴淋各類集料；（2）各組分投料次序如下：粗集料-細(xì)集料-水泥，若添加除水泥外的其他膠凝材料，應(yīng)與水泥同時添加；（3）根據(jù)拌和葉片的行程和混合次數(shù)明確具體的拌和時長，干拌和時間不能少于35s，濕拌和時間則不能少于25s；（4）若需添加減水劑或引氣劑等外加劑時，拌和時間應(yīng)根據(jù)所添加的外加劑類型適當(dāng)增減。通常情況下，添加減水劑或緩凝劑后，拌和時間應(yīng)在原基礎(chǔ)上增加20%，添加引氣劑后，拌和時間應(yīng)在原基礎(chǔ)上增加10%；（5）若需添加除水泥以外的膠凝材料，拌和時間也應(yīng)適當(dāng)延長，最低延長時間不低于原時間的20%。

3.3 拌和物均勻性控制

（1）水泥混凝土中的粗集料變異性指標(biāo)需在攤鋪完成后根據(jù)混合料中粗集料含量、拌和機(jī)械出料等參數(shù)綜合確定。具體計(jì)算公式詳見下式：

式中：

Ve,G——粗集料含量變異性（%）；

Gmax——粗集料含量試驗(yàn)值（Max）kg/m3；

Gmin——粗集料含量試驗(yàn)值（Min）kg/m3。

上式2.2 可清晰地反饋出混凝土含砂率及級配指標(biāo)的變化情況。

（2）含砂率及水膠比控制下的穩(wěn)定性指標(biāo)測定，也應(yīng)在攤鋪完成后進(jìn)行，根據(jù)混合料中的砂漿表觀密度、拌和機(jī)械出料等參數(shù)綜合判定，混合料中砂漿表觀密度變異性指標(biāo)計(jì)算公式詳見下式：

式中：

Ve,ρm——混合料中砂漿表觀密度變異性（%）；

ρ

m,max——混合料中砂漿表觀密度試驗(yàn)值（Max）kg/m3；

ρm,min——混合料中砂漿表觀密度試驗(yàn)值（Min）kg/m3。

以上指標(biāo)可清晰地反饋出水泥混凝土路面的水膠比變化情況。攤鋪過程中的差異量不應(yīng)超過1.0%，拌和機(jī)械出料口位置的混合料中的砂漿差異量不應(yīng)超過0.8%。

3.4 裝卸料與運(yùn)輸控制

（1）結(jié)合拌和站的生產(chǎn)效率和出料量情況，應(yīng)配備具備3～5盤混合料裝運(yùn)能力的載重車輛，載重車輛核載范圍應(yīng)在10t～20t范圍內(nèi)；（2）自卸車輛適合短途的混合料運(yùn)輸，混凝土拌和車適合長距離運(yùn)輸使用；（3）攤鋪機(jī)械應(yīng)配套的運(yùn)載車輛數(shù)量定量計(jì)算公式詳見下式；攤鋪現(xiàn)場應(yīng)做好攤鋪機(jī)械與運(yùn)輸車輛的協(xié)調(diào)配合，避免長時間等待或供料中斷導(dǎo)致的混合料離析、攤鋪接縫等問題；為了提高現(xiàn)場組織的科學(xué)性，可建立車輛排隊(duì)模型，給定車輛的行駛時間窗口。

式中：

N——運(yùn)載車輛數(shù)量（臺）；

n——拌和機(jī)械數(shù)量（產(chǎn)能相同）；

S——單程運(yùn)距（km）；

γc——拌和混凝土表觀密度（t/m3)；

m——拌和站生產(chǎn)效率（m3/h）；

Vq——運(yùn)載車輛的行駛速率均值（km/h）；

gq——運(yùn)載車輛的運(yùn)量(t/臺)。

（4）最大運(yùn)輸時長可結(jié)合攤鋪施工現(xiàn)場的水泥混凝土坍落度指標(biāo)和坍落度損失情況確定。最長運(yùn)輸時長上限應(yīng)以損失后的坍落度滿足最低施工要求為準(zhǔn)。表1給出了具體的控制標(biāo)準(zhǔn)。

表1 水泥混凝土運(yùn)輸、攤鋪?zhàn)铋L時長控制表

（5）水泥混凝土運(yùn)輸車輛的行進(jìn)速率應(yīng)控制在10km/h～30km/h 范圍內(nèi)。若使用滑模攤鋪，最大允許運(yùn)距為20km，若使用三軸機(jī)械攤鋪，則最大允許運(yùn)距不能超過15km。

4 混合料施工控制措施

（1）通過調(diào)整混合料進(jìn)料處的基石，可保證滑模攤鋪過程中的高度。布料高度應(yīng)以能夠完全埋沒水平式振搗棒為宜，且不能小于規(guī)范要求的松鋪系數(shù)。

（2）結(jié)合壓實(shí)要求，合理劃定攤鋪速率，攤鋪機(jī)械在作業(yè)過程中禁止隨意停機(jī)或加速，應(yīng)保證整個攤鋪過程勻速平穩(wěn)。

（3）若選擇間歇式振動模式，則每次振動長度則不能超過振動棒直徑的1.52 倍，且在任何情況下均應(yīng)小于60cm，前后兩次振搗間隔應(yīng)控制在15s～30s之間。

（4）如果攤鋪層厚度較小，建議使用梁式振搗機(jī)械施工，或可使用板式振搗機(jī)，當(dāng)混合料表面無氣泡且沉陷基本完成時，可認(rèn)為振搗完全。

5 結(jié)語

對于水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)而言，其運(yùn)營質(zhì)量直接受原材料質(zhì)量影響，此外混合料拌和、運(yùn)輸、攤鋪及壓實(shí)等施工環(huán)節(jié)對其質(zhì)量的影響也較為顯著，如果任何一個環(huán)節(jié)控制不當(dāng)，將導(dǎo)致水泥混凝土材料出現(xiàn)質(zhì)量變異，進(jìn)而影響其理化性能，最終影響后期的運(yùn)營質(zhì)量；因此，在水泥混凝土路面施工過程中，必須首要控制混凝土材料的變異問題，這對于保障水泥混凝土材料的質(zhì)量具有重要意義。