王錦
(湖南四興工程檢測(cè)咨詢有限公司 湖南邵陽(yáng) 422000)
混凝土是水利工程建設(shè)過(guò)程中的一項(xiàng)重要原材料,因此,對(duì)于混凝土的各方面都有著較高的要求。只有保證混凝土的質(zhì)量,保證其符合相關(guān)建筑要求的標(biāo)準(zhǔn),才能夠?qū)崿F(xiàn)水利工程的安全性和穩(wěn)定性,提高水利工程的經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)階段,我國(guó)水利工程在建設(shè)過(guò)程中還是會(huì)存在一定的問(wèn)題,如針對(duì)混凝土的檢測(cè)試驗(yàn)和質(zhì)量控制不夠全面、相應(yīng)的施工技術(shù)不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)龋虼?,水利工程在建設(shè)過(guò)程中很容易出現(xiàn)失誤。
混凝土主要是由水泥和骨料組成,任意材料的使用和配比不合理都可能會(huì)造成工程質(zhì)量問(wèn)題,如出現(xiàn)蜂窩、凹凸不平、局部脫落、裂縫、露筋等一系列的質(zhì)量問(wèn)題,從而對(duì)水利工程的整體質(zhì)量和運(yùn)行的安全穩(wěn)定性造成極大的威脅,具體如下。
(1)如果混凝土材料中水泥分量過(guò)高或過(guò)低、水泥的型號(hào)和強(qiáng)度等級(jí)不合適,都會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度造成影響,從而出現(xiàn)裂縫等一系列的問(wèn)題。
(2)細(xì)集料會(huì)對(duì)混凝土的性能、抗裂性等造成影響,混凝土施工要保證細(xì)集料干凈、嚴(yán)格控制細(xì)度模數(shù)、保證配比適合。
(3)粗集料會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度、干縮性能、抗裂性能造成一定的影響,要根據(jù)具體工程項(xiàng)目施工建設(shè)的相關(guān)要求,合理地控制粗集料的大小。
(4)在水利工程混凝土施工中還會(huì)使用到摻加劑,以起到一定程度上的調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間,提高混凝土耐久性、強(qiáng)度的作用,需要根據(jù)具體施工的要求,選擇適合的摻加劑。
現(xiàn)階段,我國(guó)水利工程混凝土檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟,比如,通過(guò)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)便可有效掌握混凝土性質(zhì)參數(shù),實(shí)踐期間,相應(yīng)人員往往需以現(xiàn)行《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》文件為主要參考標(biāo)準(zhǔn),對(duì)受檢混凝土強(qiáng)度、質(zhì)量等方面的進(jìn)行全方位檢驗(yàn)測(cè)試。相應(yīng)人員必須以混凝土施工后標(biāo)準(zhǔn)天數(shù)為基礎(chǔ),在混凝土攪拌機(jī)出口區(qū)域進(jìn)行樣品收集做標(biāo)準(zhǔn)試件,以此使最終混凝土強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果的可靠性和精準(zhǔn)性能夠得到保障[1]。
實(shí)體混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)也是現(xiàn)階段我國(guó)水利混凝土檢測(cè)的主要內(nèi)容,實(shí)踐期間,檢測(cè)者常會(huì)采取回彈、超聲波、鉆芯方法來(lái)開(kāi)展混凝土抗壓檢測(cè)。回彈方法本身具有操作簡(jiǎn)單、成本可控的優(yōu)勢(shì)特征,通過(guò)檢測(cè)混凝土表面彈性參數(shù)(經(jīng)過(guò)回彈得出混凝土表面彈性),做抗壓性能換算校驗(yàn)便可了解混凝土抗壓水平。超聲波法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度,采用預(yù)留不少于10組的混凝土試件,建立強(qiáng)度—波速關(guān)系,檢測(cè)實(shí)體混凝土抗壓強(qiáng)度和均勻性。但需要注意的是,用回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度雖然操作簡(jiǎn)單,成本可控,可該方法所檢測(cè)數(shù)據(jù)混凝土表面強(qiáng)度;而超聲法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度需預(yù)留混凝土試件及不宜混凝土抗壓強(qiáng)度在45MPa 以上或在超聲波傳播方向鋼筋布置密集等情況。所以現(xiàn)階段很多檢測(cè)者開(kāi)始用鉆芯方法來(lái)對(duì)水利工程混凝土做抗壓強(qiáng)度檢測(cè)。鉆芯方法即檢測(cè)者根據(jù)實(shí)際情況鉆取相應(yīng)混凝土表層至土芯位置,分析其內(nèi)部抗壓性能,從而得出受檢混凝土抗壓能力。該方法較之回彈、超聲波方法,無(wú)疑也會(huì)對(duì)實(shí)體混凝土表層結(jié)構(gòu)造成一定損害,但該方法所得結(jié)果可靠性、精準(zhǔn)性卻有明顯保障。具體實(shí)踐期間,檢測(cè)者需以現(xiàn)場(chǎng)情況和工程特性為基礎(chǔ),綜合考量,合理選擇最佳方法,來(lái)完成實(shí)體混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)[2]。
針對(duì)水利工程混凝土的密實(shí)度檢測(cè),多采用彈性波檢測(cè)和電磁波檢測(cè)方法,原理即通過(guò)電磁波在混凝土內(nèi)部運(yùn)動(dòng),檢測(cè)其結(jié)構(gòu)質(zhì)量穩(wěn)定性,如果混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在缺陷,此時(shí),電磁波便會(huì)出現(xiàn)速度、方向等波特征變化的現(xiàn)象。此類方法旨在精準(zhǔn)測(cè)出澆筑后混凝土的整體密實(shí)度水平,以防止混凝土密度不達(dá)標(biāo),影響水利建筑的承重安全。隨著近年來(lái)我國(guó)科技水平的進(jìn)步,目前正在進(jìn)行混凝土密實(shí)度檢測(cè)期間,常會(huì)采取紅外熱成像等技術(shù)來(lái)開(kāi)展相關(guān)檢測(cè)工作,這種現(xiàn)代化技術(shù)屬于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)范疇,本身不會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生任何影響,且檢測(cè)效率、檢測(cè)精準(zhǔn)性也有一定保障[3]。
水利工程中鋼筋腐蝕度檢測(cè)同樣是混凝土檢測(cè)的重要組成內(nèi)容,該檢測(cè)環(huán)節(jié)旨在評(píng)估混凝土中鋼筋的耐久性。就目前現(xiàn)實(shí)情況而言,我國(guó)大部分水利工程在這方面的檢測(cè)主要借助半電位法、混凝土電阻率法來(lái)實(shí)現(xiàn)。半電位法檢測(cè)操作方法原理則是在鋼筋結(jié)構(gòu)上做銅線連接專用鋼筋半電位銹蝕檢測(cè)設(shè)備,檢測(cè)者經(jīng)不同電介質(zhì)來(lái)予以實(shí)時(shí)測(cè)試,通過(guò)電壓變化判定受檢混凝土中鋼筋腐蝕程度,該方法所測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)性、可靠性也相對(duì)較高。但半電位法不適用于已飽水和接近飽水的混凝土構(gòu)件。因?yàn)榘腚姵仉娢环?、混凝土電阻率法所判定鋼筋銹蝕的方法為間接法,所以現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)檢測(cè)時(shí)需局部驗(yàn)證。又因砼的碳化導(dǎo)致混凝土電阻率變化,所以利用半電位法與混凝土電阻率法測(cè)試結(jié)果來(lái)綜合評(píng)價(jià)砼中鋼筋耐久性更加可靠[4]。
制造混凝土?xí)r需要對(duì)材料的選擇進(jìn)行準(zhǔn)確的選取,主要是其制備需要的原材料種類繁多,水泥、水、砂、石和外加劑最為常見(jiàn)。就原材料而言,質(zhì)量和混凝土的等級(jí)呈正相關(guān)。如果未合理地對(duì)混凝土材料進(jìn)行選擇,后續(xù)的制作和技術(shù)手段都不能起到加強(qiáng)或者檢測(cè)的作用,都會(huì)與設(shè)計(jì)的材料力學(xué)性能出現(xiàn)或多或少的偏差,造成成本的嚴(yán)重浪費(fèi)[5]。
合理的配合比是高質(zhì)量混凝土的前提。提高整體混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性,每個(gè)環(huán)節(jié)都是需要精確的把握和控制。在原材料都是合適的前提下,需要按照工作人員設(shè)計(jì)的配合比進(jìn)行正確準(zhǔn)確地配合比,這樣才能達(dá)到計(jì)劃中質(zhì)量?jī)?yōu)異的混凝土?;炷了?、含沙量、水灰百分比,任何一個(gè)環(huán)節(jié)的不規(guī)范配比都會(huì)引起質(zhì)量問(wèn)題,給工程質(zhì)量造成損失。因此,嚴(yán)格控制并執(zhí)行對(duì)應(yīng)的配合比尤為重要[6]。
混凝土的模板支設(shè)和振搗是在澆筑過(guò)程中需要注意的兩個(gè)方面。在進(jìn)行模板支設(shè)時(shí),各個(gè)尺寸、形狀滿足設(shè)計(jì)要求。在混凝土振搗過(guò)程中,技巧也是必不可少的?;炷脸尚秃褪┕べ|(zhì)量達(dá)標(biāo)是兩個(gè)不同的概念,混凝土外層凝固繼續(xù)呈現(xiàn)水泥硬化特征,進(jìn)而強(qiáng)度還在不斷地增加?;炷恋酿B(yǎng)護(hù)對(duì)于整個(gè)混凝土的質(zhì)量起著后續(xù)的穩(wěn)定作用。
水泥制品的質(zhì)量將直接影響到工程項(xiàng)目的質(zhì)量,需要加強(qiáng)對(duì)各種材料質(zhì)量的監(jiān)督與控制。一是嚴(yán)格按照水利工程項(xiàng)目施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和要求,規(guī)范采購(gòu)材料,并做好進(jìn)場(chǎng)材料的檢查驗(yàn)收工作。二是做好施工現(xiàn)場(chǎng)材料的保存與保管,避免外界因素對(duì)材料的品質(zhì)、性能產(chǎn)生影響,如防止水泥變質(zhì)、鋼筋銹蝕等。三是確保水泥、粗集料、細(xì)集料的配比合理,嚴(yán)格按照試驗(yàn)和試驗(yàn)的數(shù)據(jù)要求及工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行,并對(duì)各種材料的使用進(jìn)行嚴(yán)格的審核。在混凝土充分?jǐn)嚢韬?,才能有效地避免混凝土材料錯(cuò)配、漏配引起的一系列質(zhì)量問(wèn)題,保證水泥的配比合適、粒度合適、物料尺寸、含泥量等符合工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。
如果混凝土試驗(yàn)塊制作和管理過(guò)程中存在問(wèn)題,就會(huì)影響混凝土質(zhì)量,因此,要控制混凝土的質(zhì)量,必須重視對(duì)混凝土試驗(yàn)塊的制作與管理。首先,在水利工程的建設(shè)過(guò)程,不論是取樣還是檢測(cè)試驗(yàn),都必須安排具有專業(yè)技能與知識(shí)的人員進(jìn)行操作和監(jiān)督。其次,相關(guān)單位和部門應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況,制定完善的混凝土試驗(yàn)塊制作與管理等方面的制度和標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)制定標(biāo)準(zhǔn)明確制作要點(diǎn)及要求,明確責(zé)任劃分、獎(jiǎng)懲制度等內(nèi)容,從制度上提高試驗(yàn)塊檢驗(yàn)的質(zhì)量和效果。同時(shí),還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土試驗(yàn)塊檢測(cè)全過(guò)程的監(jiān)督管理,避免一切偷工減料、敷衍了事的情況出現(xiàn)。
(1)混凝土的質(zhì)量控制。混凝土是水利工程最為重要的原料,在水中溶解后能和骨料發(fā)生膠結(jié)作用,目前,硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥等都是比較常見(jiàn)的水泥種類。為了降低堿性骨料的堿性,一般在混凝土配置時(shí)會(huì)選擇中熱或者低熱水泥,保證混凝土的堿性與要求相符。在使用之前,也要開(kāi)展實(shí)驗(yàn)檢測(cè),了解混凝土的性能,保證其能滿足相關(guān)規(guī)范的要求。施工現(xiàn)場(chǎng)的水泥也要通過(guò)實(shí)驗(yàn)復(fù)檢合格方能使用,避免不合格水泥進(jìn)入施工場(chǎng)地。
(2)砂的質(zhì)量控制?;炷涟柚茣r(shí)需要以砂作為細(xì)骨料,使用之前,應(yīng)該在每400 方中選取1 份砂進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)工作。要保證砂的配級(jí)良好,其中不含有雜物,而且質(zhì)地堅(jiān)硬,細(xì)度模數(shù)需要控制在2.4~2.8,并結(jié)合砂料的實(shí)際情況分析水泥的用量。如果檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)存在具有活性的骨料,應(yīng)該進(jìn)行細(xì)致分析,研究其是否可以使用。
(3)粗骨料的質(zhì)量控制。水利工程施工中,粗骨料的選擇需要滿足《水工混凝土施工規(guī)范》要求,所使用粗骨料粒徑應(yīng)該在混凝土板厚度的一半、構(gòu)件較小邊長(zhǎng)度的1/4,以及控制在鋼筋間距的2/3 以內(nèi)。如果混凝土構(gòu)件的鋼筋用量較少,甚至并未使用鋼筋,則選擇粗骨料時(shí)應(yīng)該以大粒徑的骨料為主,施工中也要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)做好安排,避免出現(xiàn)不同級(jí)別骨料之間的混雜。
(4)外加劑。外加劑能夠改變混凝土的性能,如調(diào)節(jié)混凝土的凝結(jié)時(shí)間、混凝土和易性、提升混凝土強(qiáng)度等。加入外加劑之后,可以讓混凝土的使用更加方便,節(jié)約水泥用量,提升結(jié)構(gòu)的總體質(zhì)量。選擇外加劑時(shí),要考慮工程對(duì)混凝土的性能要求,分析現(xiàn)場(chǎng)的氣候條件以及結(jié)合生產(chǎn)工藝??梢詫iT進(jìn)行試驗(yàn),分析對(duì)混凝土性能的調(diào)節(jié)效果,以及設(shè)置合適的摻入量,保證能滿足性能指標(biāo)要求。
水利工程施工規(guī)模較大,必須大量使用機(jī)械設(shè)備,所以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的管理和使用也決定了水利工程的施工水平。比如施工中會(huì)經(jīng)常使用到攪拌機(jī),必須保證設(shè)備處于穩(wěn)定的狀態(tài),才能確保攪拌工藝滿足要求。施工現(xiàn)場(chǎng)也要做好對(duì)機(jī)械設(shè)備的養(yǎng)護(hù)工作,及時(shí)檢查設(shè)備狀態(tài),避免由于設(shè)備缺陷導(dǎo)致施工事故或影響施工進(jìn)度和質(zhì)量。
澆筑施工是混凝土施工的重要環(huán)節(jié),應(yīng)確保此過(guò)程施工規(guī)范,避免因不恰當(dāng)操作等引起的質(zhì)量問(wèn)題。一是澆筑施工前,要進(jìn)行清潔處理,確保模板及鋼筋表面無(wú)雜物。二是確保混凝土材料充分?jǐn)嚢?,溫度可控制?℃以上。三是通常采取分層澆筑法完成施工,在這個(gè)環(huán)節(jié)中,需科學(xué)規(guī)范地調(diào)節(jié)每一層澆筑的厚度維持20cm 之上,并嚴(yán)格控制中間間隔時(shí)間,規(guī)范澆筑施工工藝,確保澆筑施工一次完成,避免混凝土分層、泌水、離析等問(wèn)題。針對(duì)混凝土的運(yùn)輸,也要做好管理工作。很多水利工程所使用的混凝土并不在現(xiàn)場(chǎng)攪拌,可能需要長(zhǎng)途運(yùn)輸,為避免運(yùn)輸過(guò)程中混凝土變質(zhì),可以使用氈布覆蓋,還可以調(diào)整攪拌地點(diǎn),縮短混凝土的運(yùn)輸距離,避免混凝土出現(xiàn)離析問(wèn)題。合理制訂運(yùn)輸計(jì)劃,也能在滿足供應(yīng)需求的情況下,減少現(xiàn)場(chǎng)的混凝土堆積,達(dá)到管理效果。
從施工質(zhì)量檢測(cè)層面出發(fā),建立健全的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)機(jī)制并提升監(jiān)督效率,來(lái)達(dá)到提高水利工程混凝土質(zhì)量的目的,明確現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室、原材料檢驗(yàn)室、測(cè)溫室、資料室、試驗(yàn)設(shè)備室等資源、配置布設(shè)的專業(yè)合理性,突出現(xiàn)場(chǎng)中心實(shí)驗(yàn)室的主體地位,每一項(xiàng)環(huán)節(jié)嚴(yán)格按照規(guī)范操作,注重各類檢測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性和準(zhǔn)確性,為工程質(zhì)量保障提供詳盡的數(shù)據(jù)支撐,從而使施工階段水利工程混凝土質(zhì)量管理效果可以完全達(dá)到預(yù)期。
認(rèn)真做好混凝土施工過(guò)程中的養(yǎng)護(hù)管理工作,防止混凝土硬化或者是受到日曬雨淋的影響而破壞混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和性能,產(chǎn)生裂縫等一系列的問(wèn)題。
(1)落實(shí)自然養(yǎng)護(hù),即規(guī)范化地進(jìn)行澆筑施工,并在澆筑完成12h內(nèi)進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù),在這一段時(shí)間內(nèi),避免碾壓、劈打等一系列的操作。
(2)落實(shí)加熱養(yǎng)護(hù),即在澆筑施工完成后對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋,以起到一定程度的保溫保濕的作用,避免因混凝土干縮造成的裂縫問(wèn)題,避免因混凝土受到凍害而影響其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強(qiáng)度。
綜上所述,通過(guò)對(duì)水利工程混凝土檢測(cè)與質(zhì)量管理分析,可以看出,現(xiàn)階段,我國(guó)對(duì)于水利工程混凝土檢測(cè)主要包含混凝土強(qiáng)度檢測(cè)、混凝土抗壓檢測(cè)、混凝土的密實(shí)度檢測(cè)、鋼筋腐蝕度檢測(cè)等內(nèi)容,實(shí)踐期間,對(duì)其質(zhì)量控制管理則需從澆筑成型期的全方位保養(yǎng)防護(hù)、全面嚴(yán)控混凝土制作期間原材質(zhì)量、科學(xué)配比實(shí)時(shí)監(jiān)督混凝土質(zhì)量等方面做起,才能保障最終水利工程品質(zhì)安全完全達(dá)到預(yù)期,這也是我國(guó)水利建筑行業(yè)施工水平得以不斷提高進(jìn)步的基礎(chǔ)條件。