高速公路混凝土材料檢測技術(shù)及應(yīng)用

劉吉林

上海隧道工程質(zhì)量檢測有限公司 上海 200000

20世紀(jì)后期以來，我國步入社會發(fā)展的快車道，各地建設(shè)工程如火如荼地開展，這也導(dǎo)致混凝土用量的激增?；炷潦乾F(xiàn)代建筑的核心材料，具有剛度大、制備簡單、工藝成熟等基本特點(diǎn)，能夠保證構(gòu)筑物的使用價值，但如果混凝土質(zhì)量不佳，有可能降低構(gòu)筑物質(zhì)量甚至誘發(fā)安全隱患，而混凝土材料的好壞是影響混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵因素，所以針對混凝土材料檢測技術(shù)以及其應(yīng)用進(jìn)行分析，具有較為突出的現(xiàn)實意義。

1 混凝土原材料檢測的技術(shù)要點(diǎn)

1.1 對水泥的檢測

水和水泥會發(fā)生水化反應(yīng)，且水化產(chǎn)物將對混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生極大影響。在檢測水泥過程中，應(yīng)對水泥細(xì)度、抗壓與抗折強(qiáng)度、凝結(jié)時間、安全性等指標(biāo)開展檢測。水泥強(qiáng)度會影響最終的混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，通過膠砂試驗，能夠?qū)崿F(xiàn)對水泥抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的檢測，以判定該兩項指標(biāo)是否能達(dá)到設(shè)計需要；水泥的凝結(jié)時間會直接影響混凝土的施工過程，根據(jù)我國有關(guān)文件要求，混凝土的初凝時間不應(yīng)低于45min，一般的硅酸鹽水泥終凝時間應(yīng)低于10h，通常應(yīng)在6.5h實現(xiàn)終凝。檢測水泥安定性是為了確保水泥在硬化時體積變化均勻，是水泥質(zhì)量檢測的關(guān)鍵指標(biāo)，水泥安定性若不滿足要求，則極易造成混凝土膨脹裂縫的出現(xiàn)。試驗室一般采用沸煮法對安定性檢測。

1.2 細(xì)骨料的檢測

細(xì)骨料的篩分試驗，是細(xì)骨料檢測中最為重要的試驗之一，通過篩分試驗可以檢測細(xì)骨料的級配情況、細(xì)度模數(shù)、含泥量等指標(biāo)。細(xì)度模數(shù)是反映細(xì)骨料的粗細(xì)程度的一個重要指標(biāo)，直接影響到混凝土的和易性、強(qiáng)度、抗?jié)B性和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。普通混凝土用砂的細(xì)度模數(shù)范圍在3.7-1.6之間，以中砂為宜。含泥量較多直接影響混凝土的強(qiáng)度，進(jìn)而影響了構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)安全[1]。

1.3 骨料

混凝土骨料可以分成粗骨料和細(xì)骨料兩種，骨料的質(zhì)量和混凝土的彈性、抗壓強(qiáng)度等等都有著直接的關(guān)系，在對骨料進(jìn)行選擇的時候，粗骨料的形狀和大小都會對混凝土造成直接的影響，在選擇時，就要盡量選擇強(qiáng)度比較大，且密度比較高的骨料，諸如花崗巖之類的，不能選擇卵石。假設(shè)說骨料的粒徑很大，也會對整個混凝土造成比較大的影響，因為一些不均勻的骨料，其強(qiáng)度會隨著尺寸的變化而變化，粗骨料也是這樣。如果粗骨料粒徑較小，那么它的表面系數(shù)就會變大，和水泥漿粘結(jié)的面積也會不斷變大。其次，在選取細(xì)骨料的過程中，天然河沙最為符合，其形狀為圓形，與此同時，還必須對其含泥量加以控制，確保表面是干凈光滑的，沒有任何的瑕疵，將細(xì)骨料和粗骨料相比較的話，細(xì)骨料的影響力沒有粗骨料大。

1.4 對摻合料的檢測

混凝土中的常用摻合料主要有礦粉、硅粉和粉煤灰等。混凝土中添加粉煤灰可以有效提升混凝土和易性與流動性，經(jīng)常用在配制大體積混凝土中。生產(chǎn)粉煤灰的不同企業(yè)，因其工藝存在差別，使得各自產(chǎn)品的需水量也各有不同，因此，粉煤灰檢測應(yīng)重點(diǎn)集中于需水量上。在混凝土內(nèi)摻加活性大、細(xì)度小的粉煤灰可有效節(jié)省外加劑和水泥用量，然而也將使混凝土水分增多，從而使混凝土強(qiáng)度減弱[2]。

1.5 混凝土的用水檢測

在制備混凝土?xí)r，也需嚴(yán)格控制用水質(zhì)量?；炷涟柚朴盟梢圆捎檬姓┧到y(tǒng)自來水或飲用水，不具備此條件的可通過選用其它滿足水質(zhì)要求的水源用水。在用水時，不得含有會與水泥產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而影響水泥性能的硫酸鹽、油脂等。按照此準(zhǔn)則，沒有經(jīng)過處理的生活、工業(yè)等廢水和含硫酸鹽量超標(biāo)的水體均不得用在混凝土配制過程中。

2 混凝土材料質(zhì)量控制策略

2.1 嚴(yán)格控制混凝土收縮變形

在符合泵送的情況中，應(yīng)該對混凝土的坍落度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，從而使得混凝土收縮變形程度得到降低。采用高效減水劑來代替混凝土中的水泥，降低水化熱；并且，在進(jìn)行混凝土配置的時候選擇粗骨料來進(jìn)行連續(xù)級配，這樣能夠良好的減少水泥的使用數(shù)量。并不斷強(qiáng)化混凝土抵抗?jié)B透和強(qiáng)度的測試，并在整個基礎(chǔ)之上對混凝土配方進(jìn)行完善和明確，對于混凝土調(diào)配的過程應(yīng)當(dāng)加以控制，特別是混凝土的密實度更應(yīng)當(dāng)?shù)玫酵晟?。工作人員可以通過表面蓄水的方法來對混凝土實施養(yǎng)護(hù)，并將模板拆除的時間適當(dāng)延后，當(dāng)混凝土澆筑完成之后，還必須進(jìn)行二次振搗，這次振搗的目的在于將混凝土里面的縫隙消除，這樣可以提高鋼筋和混凝土的握力，加強(qiáng)混凝土的抗壓性和抗裂性。在混凝土澆筑完成以后，應(yīng)該對其表面進(jìn)行良好的處理工作。而泵送混凝土，其板的表面會有一層厚厚的水泥漿，這時將其按設(shè)計標(biāo)高實行刮壓，徹底消除集水裂縫[3]。

2.2 加強(qiáng)混凝土路面施工過程的質(zhì)量控制

在混凝土原材料和制作的質(zhì)量控制之后，還要加強(qiáng)地施工過程的質(zhì)量控制才能最終實現(xiàn)對公路路面的質(zhì)量控制。在施工中，混凝土攤鋪之前就要對公路基層進(jìn)行有效處理，并對存在破損的基層利用水泥砂漿進(jìn)行填補(bǔ)；另外，在處理基層裂縫時一定要按照技術(shù)規(guī)范進(jìn)行科學(xué)操作，保證裂縫的有效修復(fù)；要合理控制攤鋪機(jī)在混凝土中的行走基線，平順前行，同時還要合理設(shè)置板厚，以滿足攤鋪厚度的要求；在進(jìn)行攤鋪工程中還要檢測材料的含水量，并對混凝土的攪拌過程進(jìn)行科學(xué)控制，從而保證混凝土的坍落度滿足要求；要告度重視天氣變化對混凝土攤鋪作業(yè)的影響；要合理控制攤鋪機(jī)的振動頻率；在施工結(jié)束后要通過科學(xué)養(yǎng)護(hù)確?；炷谅访娉浞帜毯蟛拍芡ㄜ嘯4]。

2.3 混凝土原材料的質(zhì)量控制

首先要保證混凝土原材料的質(zhì)量，所有水泥在進(jìn)場之前都必須攜帶進(jìn)場試驗報告，要對水泥的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的驗收檢查。對于存在質(zhì)量問題或者是出廠時間較長的水泥，還需要進(jìn)行復(fù)查，必須要保證水泥的質(zhì)量達(dá)到施工的要求。同時，在水泥運(yùn)輸過程中，需要對水泥進(jìn)行妥善保管和貯存，將不同種類的水泥進(jìn)行分開貯存，不得混合堆放，貯存中不能混入雜物。對砂、石骨料等也要進(jìn)行取樣檢驗，檢驗合格之后才可以投入使用。所有進(jìn)場的鋼筋必須要有進(jìn)場合格證，并且對于同一批次和型號的鋼筋還需要進(jìn)行取樣調(diào)查。在進(jìn)行混凝土攪拌時，必須要嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行。

2.4 科學(xué)把握混凝土原材料的配比

混凝土的加工并不是將各種原材料進(jìn)行隨意的組合，而是要根據(jù)各種材料的性能科學(xué)設(shè)置不同的比例，從而得到不同性能的混凝土，保證混凝土性能滿足工程需要。在配比設(shè)計中要合理控制水以及各種礦料的比例，并利用高效減水劑來對混凝土材料進(jìn)行優(yōu)化配比，從而有效保證混凝土的功能滿足公路的設(shè)計要求，避免過早出現(xiàn)變形裂縫等問題[5]。

2.5 混凝土材料強(qiáng)度檢測

在進(jìn)行混凝土材料強(qiáng)度檢測工作前，要制定好強(qiáng)度檢測計劃，根據(jù)項目特點(diǎn)和周邊環(huán)境條件等，采取合適的方法來進(jìn)行強(qiáng)度檢測。具體要先分析現(xiàn)場實際情況，根據(jù)獲得的信息和數(shù)據(jù)來設(shè)計檢測方案，并且要考慮計劃可行性，結(jié)合其施工特點(diǎn)、檢測人員組織等，來判斷計劃的可行性；最后要對檢測計劃進(jìn)行科學(xué)驗證，全方位考慮各項影響因素，確保檢測方案的科學(xué)性。當(dāng)前對混凝土強(qiáng)度的檢測，應(yīng)用比較廣泛的測定技術(shù)有回彈法、鉆芯法和超聲波法等。其中鉆芯法的應(yīng)用，比較適合技術(shù)管控不足、混凝土后期維護(hù)不到位和項目使用年限較長的情況。鉆芯取樣操作起來比較簡單，可以在確定部位時選擇代表性較強(qiáng)、對結(jié)構(gòu)受力較小的部位，在必要的情況下需進(jìn)行非破損試驗，試驗中要掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)律?；貜椃▌t是根據(jù)工程中對強(qiáng)度的實際要求，來科學(xué)選擇回彈儀，回彈值和抗壓強(qiáng)度的數(shù)值越高，則混凝土強(qiáng)度也比較大，可以更好地保證混凝土品質(zhì)。

3 結(jié)語

綜上所述，影響公路工程混凝土強(qiáng)度和耐久性的因素非常多，除了原材料質(zhì)量以外，如拌合機(jī)械、拌和方法及后期養(yǎng)護(hù)等。本文僅從原材料控制的角度出發(fā)，通過分析混凝土原材料檢驗過程中常見的問題，并在此基礎(chǔ)上提出了加強(qiáng)公路工程混凝土原材料質(zhì)量控制的相關(guān)措施與建議[6]。因此，我們要積極探索更為有效的手段，進(jìn)一步提升試驗檢測水平，以檢測為手段，以保證質(zhì)量為目的，讓公路建設(shè)健康運(yùn)行，讓公路發(fā)展越來越好，讓人們的出行因為公路建設(shè)而更加便捷，推動公路工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。