混凝土質量的系統(tǒng)性控制措施淺析

張興富

（廈門地鐵物資有限公司，福建 廈門 361102）

0 引言

混凝土澆筑前是半成品，在發(fā)生混凝土質量缺陷或質量問題時，施工單位、預拌混凝土企業(yè)、材料商和施工班組間常有相互推諉扯皮的情況。近些年發(fā)生的湖南長沙新城國際花都的工程實體結構混凝土強度不合格質量事故、貴陽美的廣場在建停車場擋板坍塌事件、江蘇宜興英倫尊邸混凝土爆裂問題、東陽市南馬鎮(zhèn)在建商場因模板支撐不符合規(guī)范要求發(fā)生坍塌事故等，在梳理事故發(fā)生的原因時，不難發(fā)現(xiàn)在工程建設過程中，引發(fā)事故的主體是多元的，有時是環(huán)環(huán)相扣的。因此，本文以廈門地鐵3 號線機場段項目混凝土為例（以下簡稱“該項目”），分析混凝土質量系統(tǒng)性控制措施。

1 混凝土配制及耐久性控制

1.1 混凝土強度等級設計

在廈門地鐵3 號線機場段項目中，技術人員在綜合分析工程設計要求、結構特征、實際施工需求的基礎上，按照修訂后的鮑羅米公式計算混凝土配制強度，以確?；炷翉姸冗_到率在95%以上。

設計單位在進行結構驗算時除應根據(jù)結構安全計算抗壓強度等級外，還應考慮混凝土結構實體的厚度、高度等，進而考慮混凝土的耐久性，如抗?jié)B性、抗氯離子滲透性能和抗裂性能等。如側墻和地下室外墻等，抗壓強度等級越高，越容易開裂，也越易滲水。很多時候設計里面有要求抗?jié)B，但是為保證驗收抗壓強度合格（特別是回彈檢測強度合格），膠凝材料用量和水膠比會保有一定的數(shù)值，抗?jié)B試件檢測都能保證合格，但是實體開裂風險很大，開裂后別說耐久性難滿足設計年限要求，就是抗水滲透也不易，修補后一般也只能保證2～5 年不漏水。

1.2 混凝土耐久性控制

在該項目中，技術人員主要將抗氯離子滲透性能和抗水滲性作為混凝土耐久性的關鍵控制指標，以此對混凝土質量進行有效控制。

從混凝土抗氯離子滲透性能的層面分析，氯離子滲透腐蝕鋼筋是混凝土結構破壞的一個常見原因。經試驗檢測，振搗密實、氣泡少，無連通通道的混凝土電通量和擴散系數(shù)檢測值較低，能夠滿足設計要求；水膠比控制0.45 以內，摻合料摻量相對較高的混凝土同樣擁有良好的抗氯離子滲透性能。由此可見，控制配合比的水膠比，提高摻合料摻量，振搗密實是提高混凝土抗氯離子滲透性能的有效方法?；诖嗽囼灲Y果，在該項目中，技術人員在不影響混凝土強度的基礎上，采用合理降低混凝土水膠比的方法，采用60d 齡期大體積設計，施工過程中跟操作人員強調均勻布料振搗密實，以提高混凝土的密實度，增強其抗氯離子滲透性能。

從混凝土抗?jié)B性的層面分析：混凝土內部存在連通的孔隙通道是影響混凝土抗?jié)B性的主要原因。而這些連通的孔隙通道主要來源于骨料界面聚集的自由水失水孔隙、水泥漿泌水產生的毛細孔以及水泥漿內部水分蒸發(fā)形成的氣孔。經試驗檢測，混凝土的水膠比會直接影響滲水通道的數(shù)量，當水膠比＞0.5 時，最易出現(xiàn)滲水通道，混凝土抗?jié)B性會顯著降低；而水膠比＜0.5 時，混凝土抗?jié)B性的變化較為平緩。基于此試驗結果，在該項目中，技術人員在配制混凝土時摻入了適量的粉煤灰和礦渣粉，利用其出色的火山灰效應和微集料效應，在不影響混凝土強度的同時，顯著增強抗?jié)B性，使混凝土質量得到有效控制[1]。

2 混凝土生產過程質量控制

2.1 原材料和混合材料使用控制

在該項目中，技術人員主要采取了以下原材料和摻合料使用控制措施：（1）在生產混凝土時，按品類將水泥分倉儲存，嚴禁混倉；（2）生產混凝土所用的粗細骨料，按照品種、規(guī)格分類分倉堆放，標識清楚，以免出現(xiàn)材料混雜；（3）骨料含水率是影響混凝土配比組成，導致混凝土強度波動大的重要因素，因此，在生產混凝土前，對骨料的含水量進行全面測定，根據(jù)測定結果及時對配合比進行靈活調整；（4）在生產強度等級不小于C35 的混凝土時，保證水泥用量不低于260kg/m3，為降低水化熱使用非早強水泥，并控制其比表面積在300～350m2/kg。

2.2 混凝土拌合物質量的控制

為避免理論配合比下混凝土強度發(fā)生明顯波動，采用以下措施對混凝土拌合物的質量進行控制：（1）每月對混凝土攪拌主機的計量設備進行自校，最大限度消除混凝土生產過程中的材料計量誤差；半年一次對攪拌主機的計量設備進行計量檢定，確保下料數(shù)據(jù)的準確性。（2）攪拌站制定并完善《混凝土含水率測定作業(yè)指導書》，并要求將當天的骨料含水率換算至每盤配料的實際用量中，從而確?；炷辽a的規(guī)范性和準確性。（3）做好相關檢查工作。例如：要求每一工作班對新開盤前三車混凝土拌合物坍落度進行實測，合格才允許簽字放行，每班對配合比下料清單進行抽查；在混凝土交貨點進行至少1 次坍落度實測，并每車目測混凝土和易性，合格才允許澆筑，不合格馬上按作業(yè)指導書進行調整，并反饋給出廠質檢員；隨時檢查混凝土攪拌時間、待料時間和攪拌運輸車攪拌罐的轉動情況等。

混凝土的原材料要求、和易性等宜滿足實際施工要求和質量要求，不宜照搬照套標準。如有的圖紙設計套用標準要求混凝土交貨驗收時出泵口坍落度為120～160mm。在環(huán)保要求越來越嚴格的背景下，河砂資源越來越少，全國范圍內大量使用機制砂的情況下，泵送混凝土坍落度出泵控制在140±20mm 時，流動性較差，澆筑班組也會很難施工，混凝土結構實體易出現(xiàn)外觀缺陷，因此控制在180±20mm 較為合理。碎石粒徑參考耐久性混凝土要求和保護層厚度，會出現(xiàn)要求碎石最大粒徑不超過20mm 或25mm 的情況，實際底板混凝土和墻體較厚，鋼筋不密的情況下，碎石最大粒徑不超過31.5mm更合理，對防滲和抗裂更有利。

2.3 混凝土強度的控制

該項目中，技術人員除了通過以上措施對混凝土強度進行控制，還會對出廠混凝土按月進行強度評定。通過繪制和分析控制圖，可以準確地判斷出攪拌站是否處于穩(wěn)定的混凝土生產狀態(tài)，可以直觀地看出混凝土強度平均值是否符合工程施工規(guī)范所要求的混凝土配制強度，標準差可以反應出離散性是否可以接受，以便及時作出科學調整，確?；炷恋馁|量[2]。

3 混凝土材料選運儲用控制

3.1 混凝土材料選擇控制

水泥及摻合料選擇：主要選用非早強型普通硅酸鹽水泥。對細度進行控制，要求比表面積在300～350m2/kg。對安定性進行控制，要求其沸煮法檢驗結果必須符合國家相關規(guī)范標準。對凝結時間進行控制，要求初凝時間≥45min，終凝時間≤10h，每個批次間凝結時間差值不超過30min，超過后需及時上報并重新驗證混凝土性能。對強度進行控制，要求水泥3d 抗壓強度不低于25.0MPa，28d 抗壓強度（50.0±2.0）MPa，控制波動程度。粉煤灰選用漳州后石電廠F 類Ⅰ級和Ⅱ級，主控細度、玻璃體含量、需水量比和活性指數(shù)等幾個參數(shù)。礦渣粉選用行業(yè)內知名度較高的三寶和三鋼品牌S95 級礦粉，主控比表面積和活性指數(shù)。

優(yōu)先選用連續(xù)粒級的粗骨料，采用二級配或三級配調整顆粒級配。若必須使用單一粒級的骨料，必須進行相應的技術、經濟分析，按照國家規(guī)定的試驗方法證明其不會發(fā)生離析問題或影響混凝土質量。

細骨料優(yōu)先選擇Ⅱ區(qū)中砂，保證骨料細度模數(shù)在2.3～3.0 之間。若受施工條件限制，必須使用細砂或粗砂，應通過科學計算和試驗，合理增加水泥用量，以保證混凝土的質量。

減水劑選擇主要考慮緩凝高性能減水劑，以降低用水量和延長凝結時間，降低收縮開裂的概率；同時，減水劑的敏感性低、適應性強，確?；炷猎谠牧喜▌訒r仍保持良好的工作性；配方確定后，生產必需穩(wěn)定。

拌合用水可使用符合國家標準的生活飲用水生產各類混凝土。若使用地表水、地下水、工業(yè)廢水生產混凝土，使用前應按國家相關規(guī)范標準的規(guī)定進行檢驗，確保其不會影響混凝土質量；拌合用水的選用應以不會影響混凝土和易性、耐久性、凝結性及強度發(fā)展，不會造成鋼筋銹蝕，不會污染混凝土表面為基本原則。

3.2 混凝土材料運輸控制

該項目中，技術人員通過以下措施對混凝土的運輸質量進行有效控制：（1）科學規(guī)劃運輸路線、選擇運輸方式，確保運輸時間小于混凝土初凝時間，并盡可能為澆筑施工創(chuàng)造更充裕的時間；合理控制用車量，做到不斷車、不壓車。（2）做好運輸保護工作，避免因天氣環(huán)境突變，導致混凝土材料變質。（3）充分利用信息技術，優(yōu)化運輸調度工作，如：為運輸車輛安裝GPS 系統(tǒng)，以便調度員根據(jù)實際情況靈活調度；建立信息平臺，實時共享運輸信息，便于各環(huán)節(jié)溝通，確保運輸效率；避免跑錯工地、卸錯部位的質量事故發(fā)生。（4）通過調整減水劑配方等技術措施，預留運輸和待料時間，確保運輸質量。

運輸控制要規(guī)避：攪拌車和泵車到現(xiàn)場無法通行，臨時修路；工人未到，混凝土已到現(xiàn)場待卸；攪拌車裝料后故障，泵車就位后故障；澆筑班組不清楚澆筑部位、順序和混凝土強度等級，卸錯部位等。

3.3 混凝土施工過程控制

混凝土澆筑技術控制是保證混凝土質量的重要措施。在該項目中，施工人員采用了以下措施：（1）制定科學、細致的混凝土澆筑施工計劃，明確施工要點，做好技術交底工作，以此確保施工的順利進行；（2）采用分層、分段施工，布冷卻水管，確保澆筑溫度得到有效控制，保證施工質量；（3）按照規(guī)范進行振搗施工，做到不漏振、欠振、過振，嚴禁工人私自往混凝土中加水，保證振搗施工質量：（4）做好施工溫度控制，保證澆筑施工溫度≤25℃，并實時監(jiān)測溫度變化情況，對施工過程進行靈活調整[3]。

施工人員和監(jiān)理人員必須在現(xiàn)場旁站，對不規(guī)范施工的行為進行制止和指導?；炷恋氖褂檬怯袝r間限制的，待料時長宜控制在3h 以內，沒有及時澆筑使用的話，會出現(xiàn)坍損和質量下降的情況，對于需要馬上協(xié)調的事項，處理必須及時，質量品質已經降低的混凝土必須降低或報廢處理，不能澆筑在實體結構里，相關人員要有很強的質量控制意識。

4 混凝土養(yǎng)護控制

在該項目混凝土養(yǎng)護中，施工人員及時二次抹面，澆筑施工完畢終凝后，對澆筑混凝土實施覆膜養(yǎng)護和澆水養(yǎng)護，充分把握養(yǎng)護時機，不及時養(yǎng)護結構實體極易開裂，強度和碳化都受影響。同時對混凝土養(yǎng)護時間進行科學控制，如：普通硅酸鹽生產的混凝土，養(yǎng)護時間應≥7d。

5 結束語

綜上所述，混凝土質量控制不僅需要對原材料和配合比進行科學把控，也不僅僅是預拌混凝土企業(yè)的事，不能以包代管、流于形式，還需要從選、運、儲、用和監(jiān)等多個層面入手，進行系統(tǒng)化控制。這樣才能最大限度保證混凝土的質量，確保工程建設的整體安全性與耐久性。