中小型水利工程現(xiàn)澆混凝土質(zhì)量控制的探討

張萬雄

摘 要 本文就中小型水利工程現(xiàn)澆混凝土施工過程中，對(duì)混凝土材料、混凝土配合比、混凝土的拌和和運(yùn)輸，混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)等工藝的質(zhì)量控制談幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞 水利工程 現(xiàn)澆混凝土 質(zhì)量控制

水利工程是合理地開發(fā)利用水資源，充分發(fā)揮水資源的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，并可能減少、減輕水旱水災(zāi)給人民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的損失。因此，水利工程的質(zhì)量控制是搞好水利工程質(zhì)量工作的重要前提。下面就中小型水利工程現(xiàn)澆混凝土施工過程中，對(duì)混凝土材料、混凝土配合比、混凝土的拌和和運(yùn)輸，混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)等工藝的質(zhì)量控制談幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。

一、混凝土材料的質(zhì)量控制

混凝土是由水泥作膠凝材料加入適量粗細(xì)骨料和水按一定比例拌制后，經(jīng)硬化而成的人造石材。顯而易見，混凝土材料的質(zhì)量控制也就是對(duì)水泥，粗細(xì)骨料和水的質(zhì)量控制。

1.水泥的質(zhì)量控制。目前我國(guó)的水泥品種很多，在施工時(shí)應(yīng)當(dāng)按照不同的用途和性能選用。在混凝土工程中最常用水泥有：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥及復(fù)合硅酸水泥。此外，還有特種水泥，如快硬硅酸鹽水泥，大壩水泥，高鋁水泥和抗硫酸鹽、硅酸鹽水泥。在使用水泥的時(shí)候必須區(qū)分水泥的品種及強(qiáng)度等級(jí)掌握其性能和使用方法，根據(jù)工程的具體情況合理選擇與使用水泥。特別應(yīng)當(dāng)引起注意的是在同一標(biāo)段，不同的地質(zhì)構(gòu)造礦物質(zhì)含量不同，設(shè)計(jì)時(shí)有用兩種或兩種以上水泥拌和時(shí)一定要加以區(qū)分，千萬不可混用。這樣既可以提高工程質(zhì)量，又能節(jié)約水泥。

2.骨料的質(zhì)量控制。砂、石骨料是混凝土的最基本組成部分，混凝土中用量最大的也是砂石骨料，水利工程中運(yùn)用了較大的混凝土設(shè)計(jì)，水利工程對(duì)砂、石骨料的需求量是很大的，骨料的質(zhì)量好壞直接影響混凝土的強(qiáng)度、水泥用量，從而影響到水利工程的質(zhì)量和造價(jià)。為此，水利工程施工中應(yīng)當(dāng)采用就地取材和就近取材，來滿足水利工程中資金投入使用的最大化效益的需要。

（1）細(xì)骨料。水利工程中現(xiàn)澆普通混凝土采用的細(xì)骨料是砂子。細(xì)骨料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬，清潔，級(jí)配良好，人工砂的細(xì)度模數(shù)宜在2.4～2.8范圍內(nèi)。天然砂的細(xì)度模數(shù)宜在2.2～3.0范圍內(nèi)。這樣級(jí)配的砂，使用效果較好?；炷潦┕を?yàn)收規(guī)范規(guī)定，強(qiáng)度等級(jí)不低于才C30的混凝土，砂子含泥量不應(yīng)超過3%。低于C30的混凝土，砂子含泥量不應(yīng)超過5%。細(xì)骨料還應(yīng)當(dāng)對(duì)有害物質(zhì)的含量控制。云母含量小于2%，硫化物及硫酸鹽含量小于1%，輕物質(zhì)含量小于1%。海砂因受海水的影響而帶有鹽分，鹽分中的氯離子是引起鋼筋混凝土銹蝕的主要因素，如以海砂作為鋼筋混凝土的細(xì)骨料時(shí)，應(yīng)選用離岸邊較遠(yuǎn)的地表面附近的海砂。

（2）粗骨料。水利施工中常用的是天然卵石和人工碎石。在配置混凝土?xí)r，粗骨料的最大粒徑不得大于結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，同時(shí)不得大于鋼筋間最大凈距3/4。對(duì)于混凝土板，最大粒徑不得超過1/2板厚。對(duì)少筋或無筋的混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用較大的粗骨料粒徑。粗骨料的級(jí)配應(yīng)采用合格的連續(xù)級(jí)配骨料，其配置的混凝土和易性好，在水利工程施工中已廣泛使用。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C30時(shí)，針、片顆粒含量因不大于15%，含泥量不大于1%。強(qiáng)度等級(jí)低于C30時(shí)，針、片顆粒含量應(yīng)不大于25%，含泥量不大于2%。在混凝土中應(yīng)該警惕骨料發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，（堿骨料反應(yīng)）給混凝土帶來的危害，避免堿骨料反應(yīng)的措施是控制有害的化學(xué)成分的含量。按照規(guī)范規(guī)定，水泥中的含堿量應(yīng)小于0.6%，骨料中二氧化硅含量不大于1%。采用火山灰質(zhì)水泥或滲入火山灰質(zhì)混合材料。使用引氣劑使膨脹產(chǎn)物嵌入空隙中，降低膨脹壓，杜絕水的來源。

3.混凝土拌和用水的質(zhì)量控制。拌制和養(yǎng)護(hù)的水應(yīng)為清潔能飲用的河水，井水、自來水、湖水及溪水澗清水。其他如工業(yè)廢水、含礦物質(zhì)較多的地下水，沼澤水、污水、泥炭水、海水及PH值小于4的酸性水，硫酸鹽含量大于1%的水均不能拌制混凝土。如果在極其缺水的惡劣條件下，也可以使用其他水如地表水、地下水和其他類型的水。但必須符合《水工混凝土施工規(guī)范》。海水絕對(duì)不能用來拌制混凝土，尤其是鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土。

二、混凝土配合比的質(zhì)量控制

混凝土的材料是膠結(jié)料（水泥），細(xì)骨料（砂）、粗骨料（碎、礫石）及水組成。施工時(shí)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，選擇符合設(shè)計(jì)的砂石料場(chǎng)，按要求取樣送試驗(yàn)室。通過理論計(jì)算而確立配合比。此時(shí)的配合比，是以干燥的原材料為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的。并且各種材料用量一般均以每立方米的重量為計(jì)算單位，而實(shí)際工程中使用的砂石材料都含有一定的水分。故試驗(yàn)室配合比還不能在工地施工時(shí)直接使用。工地存放的砂、石含水量常有變化，在施工過程中應(yīng)按變化隨時(shí)測(cè)定砂石的含水量并對(duì)實(shí)驗(yàn)室配合比加以修正。為方便施工，一般換算成一袋或二袋水泥為下料單位的施工配合比。施工中必須嚴(yán)格掌握修正后的配合比這一關(guān)。不根據(jù)砂、石實(shí)際含水率換算配合比要求標(biāo)準(zhǔn)的稱量材料用量，往往是直接影響混凝土質(zhì)量的重要因素。

事實(shí)上，砂和石的含水量隨氣候的變化而變化。因此在水利施工中必須經(jīng)常測(cè)定其含水率，及時(shí)調(diào)整施工配合比，嚴(yán)格控制原材料的用量，確保混凝土質(zhì)量?；炷恋呐浜媳冉?jīng)修正后，就應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按修正后的重量比稱量原材料，其總量允許偏差，水泥和外滲混合材料±2%，砂、石±3%，水，外加劑溶液±2%。

三、混凝土攪拌與運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量控制

拌制混凝土可采用人工或機(jī)械拌制方法。人工拌制混凝土，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，只適用于野外作業(yè)，施工條件困難，工程量少，強(qiáng)度等級(jí)不高的混凝土或無機(jī)械設(shè)備時(shí)才采用。一般都用攪拌機(jī)拌制混凝土。在選擇攪拌機(jī)時(shí)，要根據(jù)工程量大小，混凝土的坍落度和骨料尺寸等確定。既要滿足技術(shù)上的要求，也要考慮經(jīng)濟(jì)效果和節(jié)約能源。

1.攪拌制度的確定。為了獲得均勻優(yōu)質(zhì)的混凝土攪和物，除合理選擇攪拌機(jī)，還應(yīng)當(dāng)正確地確定攪拌制度。即：攪拌時(shí)間、進(jìn)料容量，以及投料順序等的質(zhì)量控制。

時(shí)間過短拌和不均勻，會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度及和易性。時(shí)間過長(zhǎng)，不僅會(huì)影響攪拌機(jī)的生產(chǎn)率，而且會(huì)使混凝土的和易性又重新降低或產(chǎn)生分層離析現(xiàn)象。同時(shí)會(huì)使不堅(jiān)硬的粗骨料，在大容量攪拌機(jī)中因脫角、破碎等而影響混凝土的質(zhì)量。

確定進(jìn)料容量?；炷翑嚢铏C(jī)的規(guī)格常以“裝料容積”（即能裝松散拌和物的總體積）來表示。一般使用的有250、375、400、500升等規(guī)格。大型中心攪拌站或預(yù)制廠使用的還有800升～300升等規(guī)格。進(jìn)料容量為出料容量的1.4～1.8倍（通常用1.5倍）。進(jìn)料容量超過規(guī)定容量的10%以上就會(huì)使材料在攪拌筒內(nèi)無充分空間進(jìn)行摻和，影響混凝土拌和物的均勻性。反之如裝料過少，則又不能充分發(fā)揮攪拌機(jī)的效能。為此攪拌機(jī)的進(jìn)料容量應(yīng)控制在超過規(guī)定容量的10%以下。

2.混凝土運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量控制。對(duì)混凝土運(yùn)輸?shù)囊笫牵簯?yīng)保持混凝土的均勻性，不漏江漿、不摻水、不分層、不離析。如有離析現(xiàn)象，必須在澆筑前進(jìn)行二次攪拌?；炷吝\(yùn)至澆筑地點(diǎn)，應(yīng)符合澆筑時(shí)所規(guī)定的坍落度?；炷翍?yīng)以最少的轉(zhuǎn)載次數(shù)，最短的時(shí)間，從攪拌地點(diǎn)運(yùn)至澆筑地點(diǎn)。在運(yùn)輸過程中，由于道路不平，運(yùn)輸工具的顛簸振動(dòng)等，形成分層離析現(xiàn)象，這樣對(duì)混凝土的質(zhì)量是有害的，使混凝土強(qiáng)度降低，容易形成蜂窩或麻面，也增加了搗實(shí)的困難，影響了混凝土的質(zhì)量 。

四、混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量控制

混凝土澆筑對(duì)混凝土內(nèi)在質(zhì)量和表面質(zhì)量有舉足輕重的關(guān)系。澆筑混凝土?xí)r一定要防止產(chǎn)生離析，否則不易振搗密實(shí)，容易產(chǎn)生露筋、裂縫、孔洞、蜂窩、麻面、脹模 。為此，需控制混凝土的自由傾落高度不應(yīng)超過2 m 。豎向結(jié)構(gòu)高度若超過3 m時(shí)，就應(yīng)采用串筒、溜槽或振動(dòng)溜管下落混凝土 。澆筑豎向結(jié)構(gòu)混凝土前，應(yīng)先在底部填筑一層5 cm～10 cm厚與混凝土內(nèi)砂漿成分相同的水泥砂漿然后再澆筑混凝土 ，這樣既可使新舊混凝土結(jié)合良好，又可避免產(chǎn)生蜂窩麻面現(xiàn)象 ?；炷恋乃冶群吞涠?，宜隨澆筑高度的上升，酌予遞減 。 混凝土應(yīng)當(dāng)分層澆筑， 澆筑層厚度：插入式振搗器作用部分長(zhǎng)度的1.25倍，在梁、墻板、柱結(jié)構(gòu)中、表面振搗為20 cm，在基礎(chǔ)、無筋混凝土或配筋稀疏的結(jié)構(gòu)中為25 cm， 在配筋密集的結(jié)構(gòu)中為15 cm 。為保證混凝土有良好的整體性，澆筑混凝土必須連續(xù)進(jìn)行 。如必須間歇，其間歇時(shí)間應(yīng)盡量縮短，并應(yīng)在前層混凝土凝結(jié)之前，將次層混凝土澆筑完畢 。間歇的最長(zhǎng)時(shí)間——即混凝土從攪拌機(jī)中卸出，經(jīng)運(yùn)輸和澆筑完畢的延續(xù)時(shí)間不得超過規(guī)定 。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)經(jīng)常觀察模板、支架、鋼筋預(yù)埋件和預(yù)留孔洞的情況 。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有變形移位時(shí)，應(yīng)立即停止?jié)仓?，并?yīng)在已澆筑的混凝土凝結(jié)前修整完畢 。混凝土超過凝結(jié)時(shí)間以后， 不能立即在上面繼續(xù)澆筑新的混凝土，否則在搗實(shí)新澆筑的混凝土?xí)r就會(huì)破壞原已凝結(jié)混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，影響新舊混凝土之間的結(jié)合 。直到其抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.2 MPa以后，才能繼續(xù)澆筑。混凝土達(dá)到這一強(qiáng)度所需時(shí)間決定于水泥的標(biāo)號(hào)、配合比及平均溫度，可通過試塊試驗(yàn)決定 。在繼續(xù)澆筑混凝土以前，在已硬化的混凝土表面上，應(yīng)清除水薄膜和松動(dòng)石子或軟弱混凝土層，并加以充分濕潤(rùn)和沖洗干凈，不得積水 。 在澆筑混凝土以前，施工縫處鋪一層1 cm～1.5 cm的水泥漿（水泥∶水=1∶0.4）或與混凝土成分相同的水泥砂漿一層 。混凝土澆筑完畢后，還要進(jìn)行鏟填抹光工作。鏟填由低處向高處鏟高填低，并用直尺檢驗(yàn)斜坡是否正確 。坡面如有不平，應(yīng)加以修整，直到外形符合要求為止 。接著用鐵抹子抹表面，把凸起的石子拍平，然后由高處向底處加以壓光。拍一段，抹一段，隨拍隨抹。局部砂漿不足，應(yīng)隨時(shí)補(bǔ)漿。

混凝土澆筑完畢后，應(yīng)于12小時(shí)以內(nèi)加以覆蓋和澆水，澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)短視混凝土性質(zhì)而定 。用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，不得少于7晝夜 。摻用緩凝劑的或有抗摻性要求的混凝土，其養(yǎng)護(hù)期不得少于14晝夜。澆水次數(shù)的多少，應(yīng)以保持混凝土濕潤(rùn)為宜。一般當(dāng)氣溫在150 ℃以上時(shí)，在開始的三晝夜中，白天應(yīng)每隔2小時(shí)澆水一次，夜間至少2次 。在以后的養(yǎng)護(hù)期中，每晝夜應(yīng)不少于4次，以保持覆蓋物濕潤(rùn) 。覆蓋可用草墊（簾、袋） 、葦席、鋸屑或砂 。在干燥的氣候條件下，澆水次數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加。澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的60%左右為宜。在外界氣溫低于50 ℃時(shí)，不允許澆水養(yǎng)護(hù) 。