哈大鐵路客運(yùn)專線TJ－2高性能混凝土用砂質(zhì)量監(jiān)控

張曉洲

(西安鐵一院工程咨詢監(jiān)理有限責(zé)任公司，西安 710065)

砂是配制混凝土的基本原材料，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)混凝土拌和物的工作性能和硬化混凝土的物理力學(xué)性能和耐久性均具有重要影響。所以其質(zhì)量控制一直是監(jiān)理工作的重點(diǎn)之一。

經(jīng)過(guò)對(duì)哈大客運(yùn)專線TJ－2標(biāo)遼寧省鐵嶺地區(qū)天然河砂采砂場(chǎng)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，出產(chǎn)較潔凈(含泥量、泥塊含量符合《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》要求)Ⅱ區(qū)中砂的砂場(chǎng)較少產(chǎn)量較低，出產(chǎn)細(xì)度模數(shù)在2.8～3.3之間的中砂、粗砂，顆粒級(jí)配在Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)的砂場(chǎng)較多，部分砂場(chǎng)僅出產(chǎn)Ⅰ區(qū)粗砂。

施工單位在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)較為謹(jǐn)慎，參考京津、武廣等鐵路項(xiàng)目高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，采用Ⅱ區(qū)中砂作為高性能混凝土用細(xì)骨料，采用該種配合比雖然保證了良好的混凝土性能，但也引起了其他問(wèn)題的出現(xiàn)。

由于施工線路周邊品質(zhì)較好的Ⅱ區(qū)中砂砂場(chǎng)較少，產(chǎn)量也較低，部分砂場(chǎng)出產(chǎn)砂在Ⅰ區(qū)粗砂、Ⅱ區(qū)中砂間波動(dòng)。工程開工階段的監(jiān)理工作中，我們就已發(fā)現(xiàn)個(gè)別攪拌站進(jìn)場(chǎng)的砂，有超出配合比設(shè)計(jì)范圍(配合比為Ⅱ區(qū)中砂，實(shí)際進(jìn)場(chǎng)為Ⅰ區(qū)粗砂)，不能滿足質(zhì)量要求的現(xiàn)象發(fā)生，甚至個(gè)別批次的砂含泥量、泥塊含量超標(biāo)。雖然通過(guò)施工單位自檢或監(jiān)理平行檢驗(yàn)，不合格砂全部清退，未使用于工程中，但根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃，Ⅱ區(qū)中砂供應(yīng)量小的問(wèn)題必將制約混凝土的正常生產(chǎn)，導(dǎo)致工程進(jìn)度滯后。如果能合理利用Ⅰ區(qū)粗砂進(jìn)行高性能混凝土生產(chǎn)則可以減小或避免因供應(yīng)量不足造成的施工矛盾，且可以減少砂進(jìn)場(chǎng)運(yùn)距，降低采購(gòu)價(jià)格，因此品質(zhì)較好的Ⅰ區(qū)粗砂在施工用高性能混凝土中的應(yīng)用不可避免，這給監(jiān)理單位原材料質(zhì)量監(jiān)控工作帶來(lái)很大壓力。

監(jiān)理單位本著“嚴(yán)格監(jiān)理、熱情服務(wù)”的原則，監(jiān)幫結(jié)合，以服務(wù)業(yè)主、服務(wù)工程為宗旨，制定出有效的專項(xiàng)質(zhì)量監(jiān)控方案，對(duì)高性能混凝土用砂從料源、配合比、砂進(jìn)場(chǎng)、混凝土生產(chǎn)過(guò)程各環(huán)節(jié)質(zhì)量進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控。

1 料源調(diào)查選用

監(jiān)理單位會(huì)同施工單位對(duì)其上報(bào)的擬采購(gòu)砂料源進(jìn)行逐一調(diào)查。

1.1 料源初步調(diào)查

在料源地調(diào)查中重點(diǎn)對(duì)儲(chǔ)量、開采方式、含泥量進(jìn)行調(diào)查，對(duì)于開采條件優(yōu)越明顯、質(zhì)量好，可采儲(chǔ)量大，日開采量為混凝土生產(chǎn)高峰期用量60%以上的，進(jìn)行取樣試驗(yàn)。

如果儲(chǔ)量為水下料場(chǎng)，則在開采點(diǎn)與儲(chǔ)料堆各取1組試樣。

如果儲(chǔ)量全部是水上料場(chǎng)，因其產(chǎn)品的不均勻性則對(duì)不同生產(chǎn)日期的儲(chǔ)料堆各取1組試樣，且連續(xù)3周每周從開采點(diǎn)取1組試樣。

如果開采點(diǎn)配有砂清洗設(shè)備則對(duì)設(shè)備日生產(chǎn)量進(jìn)行估算，并取樣。

儲(chǔ)量小、日開采量小或砂含泥量過(guò)大且無(wú)清洗設(shè)備的料源地排除出備選料源地范疇。

1.2 初步試驗(yàn)

對(duì)料源地調(diào)查中取回的樣品進(jìn)行試驗(yàn)分析，試驗(yàn)以細(xì)度模數(shù)、含泥量、泥塊含量、云母含量、輕物質(zhì)含量、有機(jī)物含量、硫化物及硫酸鹽含量七個(gè)項(xiàng)目為主。試驗(yàn)結(jié)果除應(yīng)滿足《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》(鐵建設(shè)［2005］160號(hào))外，還需對(duì)級(jí)配進(jìn)行分析。

由于細(xì)度模數(shù)增大時(shí)砂率也將增加，水泥漿的數(shù)量顯得不足，降低了水泥漿對(duì)砂的潤(rùn)滑作用，使混凝土的流動(dòng)性與和易性變差。所以通過(guò)試驗(yàn)將采用水洗設(shè)備降低砂的含泥量，致使砂中0.315 mm以下顆粒流失過(guò)多的料源地排除出備選料源地范疇。

但高性能混凝土的膠凝材料用量較大，拌和物中有保持足夠黏度的細(xì)粉量(礦物細(xì)摻料)，故使用的砂中粉細(xì)料可以相應(yīng)減少，經(jīng)過(guò)多次混凝土試配發(fā)現(xiàn)0.63 mm篩的累積篩余可以在70%～80%之間。

在初步試驗(yàn)合格后監(jiān)理單位建議施工方應(yīng)考慮料源與料源之間砂質(zhì)量是否接近，同一攪拌站盡量使用相近的砂，便于混凝土生產(chǎn)與質(zhì)量控制。

1.3 全項(xiàng)試驗(yàn)

當(dāng)初步試驗(yàn)判定砂質(zhì)量合格后，由監(jiān)理單位見(jiàn)證取送樣將試驗(yàn)樣品送具有資質(zhì)且業(yè)主認(rèn)可的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行吸水率、堅(jiān)固性、Cl－含量、堿活性4個(gè)項(xiàng)目的試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果符合《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》(鐵建設(shè)［2005］160號(hào))后，監(jiān)理單位方才同意施工方使用。

2 配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)砂原材料試驗(yàn)得出的結(jié)論，監(jiān)理單位積極推進(jìn)各施工單位進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)工作，尤其是對(duì)區(qū)段內(nèi)合格中砂料源少的施工單位，監(jiān)理單位采用見(jiàn)證試驗(yàn)、配合比驗(yàn)證試驗(yàn)、配合比獨(dú)立設(shè)計(jì)等方法對(duì)施工單位配合比設(shè)計(jì)提出合理建議及優(yōu)化方案，最終審批通過(guò)高性能混凝土配合比134份，其中細(xì)骨料采用粗砂的配合比39份?，F(xiàn)將具有代表性的3組C35配合比簡(jiǎn)述如下。

2.1 原材料

(1)水泥:采用P·O42.5低堿水泥;

(2)細(xì)骨料:A1配合比采用Ⅰ區(qū)粗砂，細(xì)度模數(shù)3.2;A2配合比采用Ⅱ區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)3.0;A3配合比采用Ⅱ區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)2.8;

(3)粗骨料:母巖為石英閃長(zhǎng)巖，采用6～10、10～20、20～25 mm三級(jí)碎石進(jìn)行摻配;

(4)礦物摻合料:采用當(dāng)?shù)仉姀S生產(chǎn)的Ⅰ級(jí)粉煤灰;

(5)外加劑:采用聚羧酸高效減水劑;

(6)水:各拌和站地下水。

2.2 確定的理論配合比(表1)

表1 高性能混凝土(C35)理論配合比 kg/m3

2.3 拌和物性能參數(shù)(表2)

表2 高性能混凝土拌和物性能

2.4 力學(xué)性能及耐久性能參數(shù)(表3)

表3 高性能混凝土力學(xué)性能及耐久性能

經(jīng)過(guò)配合比試驗(yàn)得出結(jié)論，使用合格的Ⅰ區(qū)粗砂也能配置出力學(xué)性能、耐久性能達(dá)標(biāo)，工作性能良好的高性能混凝土，解決了生產(chǎn)混凝土?xí)r砂供應(yīng)緊張的問(wèn)題。

3 攪拌站砂進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量控制

由于單一砂料源地產(chǎn)量不能滿足攪拌站混凝土生產(chǎn)，致使同一攪拌站會(huì)存在多個(gè)料源地，Ⅰ區(qū)粗砂、Ⅱ區(qū)中砂兩個(gè)品種的砂同時(shí)存放、同時(shí)使用的情況出現(xiàn)，容易發(fā)生混堆、混用的現(xiàn)象，對(duì)混凝土質(zhì)量控制造成一定難度。監(jiān)理單位針對(duì)該種情況制定了切實(shí)可行的控制措施，并每個(gè)攪拌站派專業(yè)監(jiān)理人員進(jìn)行監(jiān)控。具體監(jiān)控措施如下。

(1)督促施工單位攪拌站嚴(yán)格執(zhí)行混凝土所用原材料應(yīng)按品種、規(guī)格和檢驗(yàn)狀態(tài)分別標(biāo)識(shí)存放的要求;

(2)要求料源地砂出場(chǎng)時(shí)填寫隨車單，隨車單應(yīng)包含生產(chǎn)單位、生產(chǎn)日期、規(guī)格等內(nèi)容;砂進(jìn)入攪拌站后由施工單位材料員與駐站監(jiān)理一同檢查隨車單并對(duì)砂外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查合格后將砂卸入對(duì)應(yīng)的待檢倉(cāng)。

(3)駐站監(jiān)理見(jiàn)證施工單位材料員對(duì)新進(jìn)場(chǎng)砂進(jìn)行取樣送施工單位試驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程駐站監(jiān)理按不小于施工單位自檢頻次的20%進(jìn)行見(jiàn)證;對(duì)于質(zhì)量波動(dòng)較大的砂源出產(chǎn)的砂監(jiān)理試驗(yàn)室按不小于20%的頻次進(jìn)行平行試驗(yàn)，其他部分按10%的頻次進(jìn)行平行試驗(yàn)。

(4)試驗(yàn)結(jié)果合格后將該批砂轉(zhuǎn)入對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)倉(cāng)中待用;試驗(yàn)結(jié)果不合格則由監(jiān)理工程師依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)出監(jiān)理通知單要求施工單位對(duì)該批砂做清場(chǎng)處理。監(jiān)理通知單中應(yīng)包括該批砂的數(shù)量，該批砂現(xiàn)存放狀態(tài)照片及試驗(yàn)報(bào)告，施工單位回復(fù)時(shí)應(yīng)寫明該批砂清場(chǎng)處理情況并附影像記錄。

4 混凝土生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制

在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，要做好砂的對(duì)號(hào)入座，既采用的配合比對(duì)砂的質(zhì)量要求應(yīng)與實(shí)際使用的砂一致。為更便于混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制，監(jiān)理單位要求駐站監(jiān)理對(duì)以下幾點(diǎn)加強(qiáng)監(jiān)控。

(1)要求施工單位攪拌站在混凝土生產(chǎn)時(shí)僅使用單一儲(chǔ)料倉(cāng)中的同品種、同規(guī)格砂，當(dāng)該儲(chǔ)料倉(cāng)砂用完后方能進(jìn)行Ⅰ區(qū)粗砂、Ⅱ區(qū)中砂的轉(zhuǎn)換;

(2)混凝土拌和用砂品種轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)先將拌合機(jī)組上料斗中剩余砂清除。

(3)混凝土首盤生產(chǎn)前，應(yīng)要求施工單位測(cè)定砂、石含水率，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果和理論配合比，提出施工配合比;駐站監(jiān)理應(yīng)全過(guò)程見(jiàn)證試驗(yàn)并復(fù)核施工配合比。

(4)駐站監(jiān)理對(duì)首盤混凝土的坍落度、含氣量、泌水率比和拌和物溫度等進(jìn)行見(jiàn)證試驗(yàn)若發(fā)現(xiàn)與理論配合比不符或出現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停止生產(chǎn)并查找原因。

(5)駐站監(jiān)理、監(jiān)理試驗(yàn)室對(duì)各攪拌站混凝土生產(chǎn)進(jìn)行隨即抽檢，確保生產(chǎn)實(shí)際用砂質(zhì)量與配合比要求一致。

5 結(jié)語(yǔ)

監(jiān)理單位以“積極推進(jìn)、合理建議、嚴(yán)格審批”的工作態(tài)度，進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)審批工作。解決了由于Ⅱ區(qū)中砂供應(yīng)量小，制約混凝土的正常生產(chǎn)，導(dǎo)致工程進(jìn)度滯后的問(wèn)題，且使施工單位充分利用了施工區(qū)段周邊Ⅰ區(qū)粗砂的合格砂源，降低了生產(chǎn)成本。

監(jiān)理單位采用合理可行的質(zhì)量控制措施，解決了由于多產(chǎn)地、多品種砂在同一攪拌站使用造成質(zhì)量監(jiān)控困難的問(wèn)題，保證了高性能混凝土用砂的質(zhì)量，把好了工程質(zhì)量第一關(guān)。

［1］JGJ55—2000 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程［S］.

［2］JGJ52—2006 普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］鐵建設(shè)［2005］160號(hào) 鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［4］吳中偉，廉慧珍.高性能混凝土［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2005.

［5］馮乃謙，邢鋒.高性能混凝土技術(shù)［M］.北京:原子能出版社，2000.

［6］薛吉崗.客運(yùn)專線鐵路混凝土耐久性指標(biāo)及施工質(zhì)量控制措施［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2006(8):89-91.