水工混凝土施工質量控制措施淺析

劉君成，江獻玉，王 玨

（國網(wǎng)新源控股有限公司技術中心，北京市 1000161）

1 原材料質量控制

1.1 水泥

1.1.1 水泥品種選擇

目前市場上水泥的品種主要有硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥等，水泥作為混凝土的主要膠凝材料對混凝土的質量起著至關重要的作用，應根據(jù)混凝土的使用要求，合理選擇水泥品種，常用水泥品種選用見表1。

表1 常用水泥的選用

1.1.2 水泥質量控制

（1）確定水泥品種后，應選擇正規(guī)的水泥供應廠商。

（2）運至工程現(xiàn)場的每一批次水泥，應有生產(chǎn)廠商的出廠合格證和品質試驗報告，報告中應包含水泥品種、出廠日期、出廠批號、強度等級、抗壓強度、抗剪強度、安定性、試驗強度等級等項內容。

（3）使用單位應對到達工程現(xiàn)場的每一批次的水泥進行取樣檢驗，對不符合質量要求的水泥嚴禁使用。

（4）使用單位應建立原材料進場、出入庫及使用跟蹤臺賬，一旦有不合格原材料被使用，應能夠及時追蹤該批次原材料的使用部位，及時采取補救措施。

（5）工程現(xiàn)場宜優(yōu)先使用散裝水泥，加強水泥運輸及倉儲過程中的質量管理，避免水泥受潮板結，影響水泥質量。

1.2 骨料

1.2.1 骨料的選擇

（1）混凝土骨料一般由粗骨料、細骨料組成，粗骨料是指粒徑大于等于5mm的混凝土骨料，細骨料是指粒徑小于5mm的混凝土骨料。骨料根據(jù)來源不同，一般分為天然骨料和人工骨料，天然骨料是通過采集自然環(huán)境中產(chǎn)生的砂礫石，經(jīng)篩選分級后制成的混凝土骨料；人工骨料是通過對開采的天然原巖進行軋制，經(jīng)篩選分級后制成的混凝土骨料。

（2）天然骨料具有分布廣泛、不需要加工、水泥用量少（相同設計強度等級與施工工藝前提下）、相對經(jīng)濟等優(yōu)點，但相對于人工骨料又存在和易性差、有機質含量高、儲量有限等缺點。通過已有工程經(jīng)驗，天然骨料拌制的混凝土比人工骨料拌制的混凝土強度要低、更易產(chǎn)生干縮裂縫。

（3）對于天然骨料與人工骨料的選用，建議結合具體工程現(xiàn)場的料源分布情況、混凝土質量要求等合理選擇，并建議非重要部位的混凝土、埋石混凝土骨料優(yōu)先選用天然骨料，以期降低施工成本；重要部位或需用量較大的混凝土骨料應優(yōu)先選擇人工骨料，在天然細骨料儲量、品質滿足要求的前提下，也可以選擇人工粗骨料配天然細骨料使用。

1.2.2 骨料質量控制

（1）混凝土骨料的物理化學指標應滿足混凝土的使用要求，如細骨料的細度模數(shù)、表觀密度、堅固性及堿活性成分含量等；粗骨料的顆粒級配、表觀密度、針片含量、堅固性、壓碎值及堿活性成分含量等。一般巖石的抗壓強度應不低于所拌制混凝土抗壓強度的1.5倍，且火成巖強度不宜低于80MPa，變質巖不宜低于60MPa，水成巖不宜低于30MPa。

（2）骨料潛在堿活性一般分為堿—碳酸反應、堿—硅酸反應。堿—碳酸反應骨料目前尚無有效的堿活性抑制措施，不宜作為混凝土骨料使用；堿—硅酸反應骨料根據(jù)堿活性物質的含量，可以通過采取一定的堿活性抑制措施后使用，如采用低堿水泥、增加粉煤灰摻量、添加外加劑等。

（3）具體工程是否利用堿活性骨料，應經(jīng)過技術經(jīng)濟論證后確定。常態(tài)混凝土堿活性抑制措施成本較高、難度較大，一旦破壞便難以恢復，一般不建議使用堿活性骨料，但對于碾壓混凝土由于本身強度要求相對較低，粉煤灰摻量較高，因此采用堿活性骨料具有一定的經(jīng)濟可比性。

（4）加強料場開采、骨料加工及成品堆存過程中的質量控制。料場開挖宜采用深孔臺階、孔間微差、孔內全偶合連續(xù)裝藥，V形起爆網(wǎng)絡等方法，經(jīng)實踐可以獲得較好的效果；骨料加工應根據(jù)原巖的特點、骨料指標及生產(chǎn)規(guī)模等合理確定粗碎、中碎、制砂及篩分設備配置；骨料堆存應做到排水良好，必要時應設遮陽防雨棚，各級骨料倉應設置隔墻等有效措施，防止混料；對于冬季、夏季施工的項目還應考慮布置骨料預熱、冷卻等質量保障措施。

1.3 混凝土拌和與養(yǎng)護用水

根據(jù)DL 5144《水工混凝土施工規(guī)范》的規(guī)定，凡符合國家標準的飲用水，均可用于拌和與養(yǎng)護混凝土，未經(jīng)處理的工業(yè)污水和生活污水不得用于拌和與養(yǎng)護混凝土；地表水、地下水和其他類型水在首次用于拌和和養(yǎng)護混凝土時，須按照現(xiàn)行的有關標準，經(jīng)檢驗合格后方可使用。

1.4 外加劑

（1）水工混凝土中必須摻加適量的外加劑，以改善混凝土的性能。

（2）目前常用的混凝土外加劑主要有：普通減水劑、高效減水劑、緩凝高效減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑、緩凝劑、高溫緩凝劑、引氣劑、泵送劑等。

（3）抗凍混凝土宜摻用引氣劑、減水劑、防凍劑等。在鋼筋混凝土和預應力混凝土中不得摻用含有氯鹽的防凍劑；在預應力混凝土中不得摻用含有亞硝酸鹽或碳酸鹽的防凍劑。

（4）抗?jié)B混凝土宜摻用引氣劑、減水劑等，摻用引氣劑或引氣型外加劑的抗?jié)B混凝土，應進行含氣量試驗，含氣量宜控制在3.0%～5.0%。

（5）高強混凝土宜摻用減水率不小于25%的高性能減水劑。

（6）泵送混凝土宜摻用泵送劑或減水劑。

（7）大體積混凝土為了保證連續(xù)澆筑時間要求，宜摻用緩凝型減水劑。

（8）外加劑每批次產(chǎn)品應有出廠檢驗報告和合格證，使用單位應按批次進行取樣檢驗，確保外加劑質量合格。

2 合理選擇混凝土配合比

混凝土是由多種材料組成的多項復合材料，混凝土的性能直接決定于各組成材料的性能及其參配比例，所以選擇科學、合理的混凝土配合比對充分發(fā)揮混凝土的工作性及耐久性至關重要。

（1）設計配合比的選定。根據(jù)混凝土的強度及耐久性要求，依據(jù)JGJ 55《普通混凝土配合比設計規(guī)程》，選定計算配合比，根據(jù)計算配合比進行試拌并根據(jù)拌和物性能在保證計算水膠比不變的基礎上對配合比其他參數(shù)進行調整，直到拌和物性能滿足設計要求。

（2）對于摻配外加劑的混凝土，應根據(jù)確定的水膠比對用水量和外加劑用量進行調整。

（3）在試拌配合比的基礎上進行混凝土強度試驗，有耐久性要求的還應該進行相應的耐久性試驗，如抗凍、抗?jié)B試驗等，根據(jù)試驗結果對試拌配合比進行進一步調整。

（4）由于施工現(xiàn)場砂石骨料的超遜徑含量及表面含水率與試驗室條件不盡相同，同時受氣候條件、施工設備、運輸方法及運輸距離等影響，需要在保證水灰比不變的基礎上對設計配合比進行適當?shù)恼{整，形成施工配合比，以保證混凝土拌和物滿足和易性要求。

3 混凝土澆筑過程中的質量控制

3.1 混凝土倉面

（1）混凝土倉面應保證清潔，無油污、積水、污泥、巖屑和松動巖塊，軟基表面的松散物應徹底清除。對斷層、裂隙和軟弱夾層應根據(jù)地質工程師要求進行清理或換填處理。

（2）模板應具有足夠的剛度、強度和穩(wěn)定性，以保證混凝土澆筑過程中不會出現(xiàn)滑膜、脹?，F(xiàn)象；模板表面應清潔、平整、光滑、無變形，以保證混凝土成品表面不會出現(xiàn)凹凸不平、色差等現(xiàn)象。

3.2 混凝土運輸

（1）混凝土運輸方式一般包括手推車、翻斗車、汽車、皮帶運輸機、塔式起重機、門式起重機、泵送混凝土和混凝土攪拌車等，根據(jù)不同的混凝土供應要求及施工運輸條件，選擇不同的混凝土運輸方式，但無論采用哪種方式運輸混凝土，應避免混凝土在運輸過程中出現(xiàn)分離、漏漿、嚴重泌水、過多溫度回升和坍落度損失。

（2）混凝土運輸過程中應盡量縮短運輸時間及減少中轉次數(shù)，當混凝土拌和物的運輸時間超過允許的時間時，應棄用，避免不合格混凝土入倉。

（3）當采用溜槽、溜管運輸混凝土時，應限制其坡度、中轉次數(shù)、輸送速度和下落的高度，必要時通過試驗驗證入倉效果。

（4）采用纜機等吊罐入倉時，其卸料高度不宜大于1.5m，并有防分離措施。

3.3 混凝土澆筑

（1）控制卸料高度不超過規(guī)定的距離，分散卸料，攤鋪均勻，防止離析，已經(jīng)分離的或堆積在一起的大粒徑骨料應通過振搗、人工摻拌等措施使其分布均勻分散埋入混凝土中。

（2）在采用滑動模板澆筑的地方，控制滑動模板移動的速度，保證澆筑脫模后的混凝土不產(chǎn)生流淌變形，并能滿足表面處理的需要。

（3）混凝土澆筑過程應注意對模板的位移、變形的檢查，避免在模板上搭設跳板做人行通道或卸料以及倉面機械的作業(yè)對模板的撞擊，如澆筑過程中出現(xiàn)了模板的位移或變形，應及時進行處理，必要時對模板進行復測，保證混凝土澆筑后不發(fā)生大的變形，影響外觀質量。

（4）每層混凝土在初凝前應及時覆蓋，避免出現(xiàn)冷縫，如果因任何原因出現(xiàn)混凝土在覆蓋前初凝，應清除表面水泥漿及松動石子，鋪筑高一標號水泥砂漿后繼續(xù)澆筑上層混凝土。

（5）在澆筑過程中還要特別注意觀察混凝土料的顏色與和易性，如有異常，要對拌和、運輸及施工配合比進行逐步檢查，發(fā)現(xiàn)原因及時進行處理。

3.4 混凝土溫度控制

（1）盡量采用發(fā)熱量低的中熱水泥，并在滿足混凝土主要設計指標條件下盡量多摻粉煤灰。

（2）根據(jù)拌和樓配置及澆筑溫度要求，采取骨料預冷、冷水或加冰拌和等措施，降低混凝土出機口溫度，采取措施降低運輸澆筑過程中的溫度回升，以滿足設計要求的入倉溫度和澆筑溫度。

（3）合理安排施工進度，根據(jù)不同季節(jié)氣溫情況選擇最佳澆筑時段，確定合適的澆筑層高及層間間歇時間。

（4）按設計要求及現(xiàn)場實際施工情況，在混凝土中埋設冷卻水管進行初期冷卻。

（5）如在高溫期澆筑抗沖耐磨層，建議也埋設塑料冷卻水管，在混凝土澆筑過程即進行初期通水。

3.5 混凝土養(yǎng)護和表面保護及處理

（1）混凝土的養(yǎng)護 。

在干燥炎熱的季節(jié)，應保持對齡期小于28天的混凝土進行流水養(yǎng)護，為防止太陽暴曬或表面溫度過高產(chǎn)生裂縫，最好用塑料膜或草墊覆蓋保水。

（2）混凝土表面的保護。

模板拆除時間應結合試塊試驗成果、當?shù)貧夂驐l件及規(guī)范要求確定，在模板拆除時應加強對混凝土表面的保護，避免損壞混凝土表面，采用正確的工具和方法拆除模板。

（3）混凝土表面的修補和缺陷修復 。

混凝土脫模后及時檢查混凝土表面存在的突變、漸變、蜂窩、麻面、洞穴等缺陷，并根據(jù)具體情況采用砂漿抹面、高標號細石混凝土回填、化學灌漿等方法進行處理。

3.6 冬季混凝土施工質量控制措施

為了保證工程施工質量，應通過合理安排工期盡量避免冬季施工，如果無法避免應采取有效措施，保證工程施工質量。部分抽水蓄能電站工程位于高緯度、嚴寒地區(qū)，冬季漫長，有效施工期短，為了保證施工進度，部分地下洞室開挖及混凝土澆筑工程需要在冬季進行施工。

3.6.1 原材料的控制要求

（1）冬季混凝土施工，應優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。

（2）骨料不得夾雜冰塊、雪團，骨料要保持清潔，級配良好，質地堅硬，不能含有易被凍壞的礦物和有機物質等。

（3）混凝土中摻入適量外加劑，能改變混凝土的工藝性能，提高混凝土的耐久性并保證混凝土在低溫期的早強及負溫下的硬化，防止早期受凍。

（4）當混凝土拌合物攪拌和成后不能滿足所需要的溫度時，應考慮對拌和用水加熱，如仍不能滿足需要時，再考慮對骨料加熱，并對骨料倉搭設半封閉保溫棚保溫。水泥只保溫，不得加熱。

（5）拌和用水加熱超過60℃時，應改變加料順序，將骨料與水先拌和，再加入水泥，以免假凝。

3.6.2 配合比控制措施

（1）嚴格控制混凝土配合。盡量降低水灰比，增加水泥用量，從而增加水化熱，減短齡期使強度增長快。

（2）摻入早強劑和減水劑，提高早期強度。

3.6.3 拌和及運輸控制措施

（1）拌和站保溫措施。拌和站整體搭保溫棚保溫。

（2）盡量采用混凝土罐車運輸混凝土，罐體外敷保溫被或通過收集汽車尾氣對罐體進行加熱保溫。

3.6.4 環(huán)境控制措施

（1）地下洞室洞口設施電動封閉門，避免洞內外空氣對流，冷空氣進入洞內導致倉面降溫。

（2）有條件的工程考慮在洞口設置“門廳”即設置兩扇電動門交替開啟，避免混凝土運輸汽車進入洞室時的空氣對流。

（3）通過對供風系統(tǒng)進行改造，向施工倉面供暖風或在倉面配置電暖器等采暖設施。

4 結束語

混凝土質量一直是工程施工質量控制的重中之重，混凝土質量決定至最終工程的成敗。隨著我國施工技術的不斷進步，對工程質量標準及耐久性要求的不斷提高，混凝土施工質量勢必成為施工質量關注的重點，希望通過新材料、新技術、新設備、新工藝的不斷出現(xiàn)和應用，混凝土施工質量得到不斷提高。

[1] 張志.淺談水利工程混凝土施工的質量控制[J].水利技術監(jiān)督，2015，（05）：25-27.

[2] 郝臣君.寒冷地區(qū)冬季混凝土施工質量控制研究[EB/OL].中國知網(wǎng)，2012/2016.25-27.