水工混凝土水泥、砂石骨料檢測及質(zhì)量控制

鄧晴 惠州市大禹工程質(zhì)量檢測中心有限公司

隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度不斷提升，以水利工程為代表的基礎(chǔ)設施建設規(guī)模呈現(xiàn)出大幅提升態(tài)勢，混凝土在實際應用中呈現(xiàn)出較為顯著經(jīng)濟性好、便捷性強等優(yōu)勢，這就使得其在未來一段時間內(nèi)必然會在水利工程等建設中占據(jù)主導地位。從本質(zhì)層面分析，水泥及砂石骨料是混凝土材料的主要組成部分，其中砂石骨料占水泥總體積的3/4以上，由此加強對混凝土中水泥以及砂石骨料等材料質(zhì)量檢測力度在提升混凝土性能方面具有重要影響。由此，當前行業(yè)內(nèi)已經(jīng)將水泥、砂石骨料檢測作為重點研究內(nèi)容。

1.水工混凝土結(jié)構(gòu)物變化情況

在當前我國嚴峻的資源環(huán)境形勢下，社會經(jīng)濟建設對清潔能源需求量大幅提升，這就使得我國水利工程建設規(guī)模呈現(xiàn)出大幅提升態(tài)勢，同時水工混凝土結(jié)構(gòu)物高度、體積、使用環(huán)境等方面也不斷形成新高度，如二灘工程混凝土壩高度為240m，拉西瓦工程高度則達到250m，壩體混凝土用量以及工程所處自然環(huán)境也遠超以往工程。這就使得混凝土性能以及質(zhì)量控制產(chǎn)生重大變化，其具體表現(xiàn)在如下幾方面：

第一，混凝土設計強度等級呈現(xiàn)出不斷提升態(tài)勢，具體如表1所示[1]。

表1 混凝土拱壩高度變化帶來的設計強度影響

第二，水工混凝土結(jié)構(gòu)物施工迅速混凝土方量大幅提升，同時在工期緊因素影響下，澆筑作業(yè)速度大幅提升，施工周期也隨之縮短。如三峽大壩建設中連續(xù)三年混凝土澆筑量達到400萬m3以上，三年間混凝土澆筑總量達到1409萬m3。在工期縮短方面，溪洛渡工程導流洞部分施工耗時40個月，而白鶴灘工程僅耗時26個月即完成施工。

第三，混凝土施工性能變化顯著。在工程施工周期大幅縮短背景下，施工單位方面決定采用泵送混凝土或流態(tài)混凝土取代以往常態(tài)混凝土。此外人力資源成本不斷提升也為泵送或流態(tài)混凝土取代常態(tài)混凝土提供必要條件支持。

第四，混凝土開裂風險愈加嚴峻。在當前新時期背景下，水利工程建設區(qū)域自然環(huán)境條件越加惡劣，這就給混凝土材料性能帶來更大的挑戰(zhàn)。同時混凝土強度等級不斷提升、施工周期縮短以及泵送與流態(tài)混凝土取代常態(tài)混凝土等均導致混凝土結(jié)構(gòu)開裂風險大幅提升[2]。

2.案例概述

為深入探究水工混凝土質(zhì)量檢測以及質(zhì)量控制要點，本文研究中將選取實際案例作為背景進行具體說明。案例工程為某市三條河涌水環(huán)境綜合治理工程，整個工程涉及市內(nèi)兩個街道轄區(qū)范圍。其中，A河道水利部分涵蓋綜合整治9.2km長主河道及兩岸排水涵閘；B河道水利部分涵蓋綜合整治河道2.17km，新建河道2.8km，新建穿堤涵管4處，以及新建穿堤涵箱、橋涵、陂頭各1座；C河道水路部分涵蓋綜合整治河道4.22km，新建河道堤防1.8km，以及穿堤涵箱與陂頭各兩處。施工技術(shù)人員在實際工作中結(jié)合工程開展實際需求以及經(jīng)濟性等因素有要求，決定本次施工全部采用商品混凝土，工程中所需混凝土總量為3.7萬m3?？紤]到混凝土質(zhì)量對整個工程質(zhì)量的影響，施工技術(shù)人員針對水泥質(zhì)量檢測以及混凝土質(zhì)量控制方面做出明確安排[3]。

3.水工混凝土質(zhì)量檢測及控制要點

3.1 水泥物理性能檢驗

案例工程中，技術(shù)人員在實際工作中出于工程建設實際以及經(jīng)濟性等因素考量，決定采用本地某水泥廠出產(chǎn)的強度等級為42.5的P.C水泥，為確保其質(zhì)量符合工程建設需求，技術(shù)人員對其物理性能進行檢驗，具體結(jié)果如表2所示。

由表2中信息可知，本次工程所使用水泥完全滿足現(xiàn)行《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007中關(guān)于P.C42.5的技術(shù)要求。

表2 水泥物理性能檢測結(jié)果

3.2 混凝土施工質(zhì)量控制措施

3.2.1 混凝土拌和作業(yè)控制要點

案例工程施工過程中，混凝土選用商品砼，施工單位在實際工作中嚴重依照相關(guān)標準選用合格的供貨商，并對混凝土拌和作業(yè)環(huán)節(jié)進行精準控制，其具體措施包括以下幾方面：

（1）在拌和時，施工單位嚴格按照由現(xiàn)場實驗室發(fā)出的、由監(jiān)理人簽發(fā)的配料單進行調(diào)配，不得隨意變更配料單。如果現(xiàn)場情況發(fā)生變化，需要對相關(guān)的參數(shù)進行修改，應由實驗室提供修改指標，并由監(jiān)理工程師批準。

（2）混凝土的拌和達到了《水工混凝土施工規(guī)范》SL 677-2014的要求。

（3）對于混凝土拌和料未達到規(guī)定的或由于混合時間太久而廢棄的，應將其丟棄在指定的地點[4]。

3.2.2 混凝土運輸入倉控制要點

案例工程中，混凝土水平運輸主要采用混凝土攪拌車為主。為了不使混凝土出現(xiàn)骨料分離、漏漿和嚴重泌水現(xiàn)象，從攪拌機出來的混凝土料控制在30min內(nèi)運輸進入倉面。入倉時，為防止骨料與砂漿分離，混凝土自由下落的垂直落距不大于1.5m。安排專門的勞動力負責道路的維護，保證道路暢通，加快運輸，縮短運輸時間。

3.2.3 混凝土澆筑作業(yè)要點

案例工程施工作業(yè)主要采用商品混凝土，其實際應用過程中主要采用地泵或汽車泵進行直接泵送入倉，局部區(qū)域則采用人工推斗車運輸，或采用溜料槽進行運輸，避免混凝土熟料離析情況出現(xiàn)。在實際澆筑作業(yè)過程中，其質(zhì)量控制手段主要涵蓋以下幾方面：

（1）混凝土澆筑分塊分層。

根據(jù)設計的分層分片要求進行錯縫式澆筑，通常每一種混凝土都是采用平倉鋪料或階梯澆筑，根據(jù)混凝土入倉能力、倉面面積、混凝土初凝時間、溫度控制等因素而定。根據(jù)澆筑部位、倉位、運輸能力、溫度等因素，各層混凝土的厚度應控制在50cm以內(nèi)。

澆筑分級原則：①考慮結(jié)構(gòu)特點進行分層；②在結(jié)構(gòu)突變部位，為了方便模板的固定，應對澆筑層厚度進行適當?shù)恼{(diào)整；③根據(jù)澆筑的整體高度，分層的厚度盡可能地達到相同的模數(shù)，從而減少模板的數(shù)量和變更；④分層厚度是根據(jù)模板的受力情況和裝配、拆裝、吊裝設備的能力來考慮的。

在模板附近和鋼筋密集處，采用手工鏟平，以保證集料的均勻分布。不合格的水泥不得進入倉庫，不符合要求的物料應及時清理，并按照要求在指定的位置進行棄渣。

對建筑結(jié)構(gòu)有防水要求的部分，應在施工縫內(nèi)預先埋設止水材料；在進行混凝土澆筑時，應特別重視預制件的埋入[5]。

豎向施工縫的設置，主要是根據(jù)混凝土的澆筑能力和結(jié)構(gòu)特點，在澆筑一側(cè)按照設計或規(guī)定預先埋設錨筋，并預留鍵槽，使混凝土充分粘合。

（2）混凝土澆筑注意事項。

案例工程中，施工單位在正式進行澆筑之前，對下列各項進行逐項檢驗：

1）模板安裝的大小和支承的強度；

2）鋼筋規(guī)格，數(shù)量，間距是否準確，鋼筋的捆綁是否牢固；

3）預制件的規(guī)格，數(shù)量，安裝位置是否合適；

4）對伸縮縫進行適當?shù)奶幚恚?/p>

5）料倉表面清潔，沒有積水，有無雜物，水泥粘接面已進行打毛清洗；

6）有沒有安裝振動器、照明燈；

7）腳手架和棧橋是否牢固、安全；

8）泵車，漏斗和滑輪都準備完畢。

以上各項檢驗通過后，填妥的隱蔽工程驗收申請表，由監(jiān)理工程師審核，并由工程師簽字確認。

第一次澆筑混凝土之前，先在基礎(chǔ)或舊混凝土表面鋪設2-3cm厚的水泥砂漿，其強度與混凝土強度相同。混凝土澆筑層的厚度和鋪蓋面積，按混凝土供給能力的要求，以確保在初凝之前及時覆蓋，并以30-50cm為宜。混凝土鋪筑方式，通常是采用鋪砌方式，部分采取階梯式施工，其臺階寬度超過1m，坡度不宜超過1∶2。

倒入倉中的混凝土應隨澆、應及時振搗，不可堆放，如有粗集料堆放于倉內(nèi)；在灰漿多的地方要均勻的散布，不要用水泥砂漿來覆蓋，否則會引起內(nèi)部的蜂窩。

混凝土平倉主要采用人工平倉，在模板和鋼筋密度較高的地方進行，力求精細，防止因震動造成模板和鋼筋變形[6]。

在澆筑混凝土時，禁止向料倉中加入清水，如果出現(xiàn)混凝土和易性不好的情況，應采取加固的方法，以確?；炷恋馁|(zhì)量。

在混凝土澆筑過程中，如果出現(xiàn)了大量的滲水量，應及時采取措施降低泌水幾率，并及時排除儲罐中的泌水，嚴禁在模板上開孔趕水，避免水流將灰泥帶走。

混凝土澆筑后，用插裝式或平板振搗機進行振動，振搗的次數(shù)要合理，上下兩層的結(jié)合要緊密，防止漏振和振動。不合格的混凝土不得進入料場。

3.2.4 混凝土振搗作業(yè)要點

案例工程中，施工單位采用插板式振動攪拌機，人工進行初平、收漿。首先采用插入式振搗，然后采用平板振搗機進行初步平整，然后用振動梁和圓形輥子進行進一步的平整。在混凝土初凝之前，先用磨光機打磨，然后進行手工打磨，然后用拉毛機進行拉毛。

振搗時，采用梅花形插點法，振點間距不大于50cm，防止漏振，振搗機由新澆筑的混凝土中插入10cm，振搗時間嚴格控制；防止振動過大，在同一部位振動的停留時間不會超過30s。不要直接與模板、預埋件、鋼筋、止水片直接接觸。澆筑時若出現(xiàn)表層滲水現(xiàn)象，應立即用小桶清理，不要在模板上打洞，也不要讓水流通過澆筑[7]。

對于已凝固的混凝土，禁止再進行振搗，以免造成混凝土開裂。

3.3 混凝土質(zhì)量控制成果

案例工程中，施工單位在完成混凝土結(jié)構(gòu)部分施工后，對其進行抗壓性能進行檢驗，其檢驗結(jié)果如表3所示，由表中數(shù)據(jù)可知，混凝土抗壓性能完全滿足施工設計以及相關(guān)規(guī)范要求。

表3 部分混凝土抗壓強度試驗結(jié)果

4.總結(jié)

綜上所述，為切實保障水利工程建設質(zhì)量，施工單位需要對水工混凝土中的水泥以及骨料等原料質(zhì)量進行嚴格把控。本文研究案例所采用混凝土質(zhì)量控制方法取得較好成效，水工混凝土質(zhì)量完全滿足工程建設以及相關(guān)標準要求，可以為其他工程提供參考經(jīng)驗。