摘要: 阐述了商品混凝土的质量控制与混凝土的制备、运输、浇捣之间的密切关系。在制备过程中应着重控制好配合比; 在运输中切实解决其不可储存性和不可确定性; 在浇捣中确保混凝土的密实。商品混凝土的质量控制旨在减少劳动力, 提高生产率, 确保工程质量。
关键词: 商品混凝土; 制备; 运输; 浇捣; 质量控制
中图分类号: TU528 文献标识码: A 文章编号: 1671- 0142( 2008) 01- 0031- 03
商品混凝土的质量不仅取决于混凝土的制备过程, 还与混凝土浇筑成型、混凝土的运输养护过程有着密切关系。以前混凝土的制备、浇筑成型及养护都由施工单位负责, 采用商品混凝土后, 混凝土制备运输由商品混凝土公司完成, 而混凝土浇筑及养护则由施工单位负责。这就将混凝土工程施工的一个完整过程人为的分割成两部分, 显然对混凝土质量全过程控制极为不利, 所以无论是商品混凝土公司的质量管理人员还是施工单位管理人员, 应从混凝土原材料开始, 直至养护完成, 每个过程都认真对待, 确保混凝土的质量。
1 混凝土制备
1.1 配比设计
配比设计是实现商品混凝土性能的一个重要过程, 也是质量保证的关键环节, 它不是一个孤立的过程, 它与设计、生产、施工都有密不可分的联系。
商品混凝土必须满足设计要求。对商品混凝土的性能要求主要是强度, 但随着建筑技术的发展, 对混凝土性能要求除强度外, 耐久性、变形性也变得日益重要, 故在配比设计时必须统筹考虑这些性能要求[1]。在进行设计时, 要广泛收集有关信息, 特别是混凝土的强度要求, 它是进行配比设计最基本的依据;其次要考虑混凝土变形性能的要求。它是控制混凝土开裂的重要依据; 第三要考虑混凝土的耐久性; 第四要深入研究浇筑部位对混凝土的要求, 同时还要考虑浇筑部位的几何尺寸, 控制好混凝土的水化热。
试拌是混凝土配合比设计中不可缺少的一环。通过试拌检验混凝土的性能, 特别是混凝土强度的检验。如果混凝土强度过高或过低, 计算出的配比显然不合适, 需要及时调整。在对混凝土强度检验时应注意实际使用水泥的强度, 水泥强度是混凝土强度的一个十分敏感的因素, 因此在进行混凝土强度检验时同时检验水泥的强度, 并将检验结果与水泥厂水泥的平均强度进行对比。如果水泥强度检验结果与水泥厂水泥的平均强度基本接近, 可以认为混凝土检验结果是可取的; 如果水泥强度检验结果与水泥厂水泥的平均强度有较大差距, 则应根据两者间的关系对混凝土强度检验结果进行修正; 如果两者差距很大, 应重新试验。
混凝土配比优化的方法较多, 例如举世瞩目的三峡工程的配比就采用了等值图优化法[2], 其基本思路是先根据试验结果绘制各种性能和成本的等值曲线, 然后根据这些曲线的走势来判断各种性能之间的相互关系, 以此来确定最佳的混凝土配合比, 它清楚地表明各种性能之间的关系, 协调各种性能间的矛盾, 因此得出真正最优的配合比。
1.2 生产控制
在进行工业化生产中, 由于种种因素, 即使在正常的生产条件下, 混凝土的质量总会有一定程度的波动,生产中要减少这种波动, 使生产平稳地进行。首先要保证混凝土的合格率, 建筑工程直接关系到人民生命财产安全, 因此有着严格的质量要求, 特别是对混凝土的强度要求要达到100%, 然而, 质量波动直接影响到混凝土的合格率。在一定的平均强度下, 生产波动越大, 合格率越低。通常情况下, 质量波动大会造成混凝土合格率降低。对质量波动大的企业, 应提高混凝土的平均强度, 以保证混凝土的合格率。混凝土波动程度也反映了一个企业的管理和技术水平, 往往水平较高的企业, 质量波动较小。
影响混凝土质量的因素很多, 但对于强度来说, 影响最大的是水泥; 从配比来说最重要的是水灰比和外加剂。首先, 水泥的质量波动必将引起混凝土的质量波动。在选择水泥时, 不仅要比较各种水泥的性能, 还须了解生产厂的质量控制水平。在进行试配时不仅要进行混凝土强度试验, 还要检验所用水泥性能。其次是外加剂的质量, 在现代混凝土的施工中, 化学外加剂频繁使用, 掺量一般不大于胶泥材料的5%, 使用外加剂时要严格检验, 充分了解外加剂各种成分及功能, 坚持先试配合格再组织大规模的生产。
商品混凝土的生产是以坍落度控制的, 采用单加水工艺时, 当集料含水较多, 而含外加剂的溶液减少, 总用水量增加, 水灰比大而强度降低, 所以在单路供水中, 应严格控制集料含水率。如不能控制, 则应考虑双路加水工艺, 另外集料的均匀性对混凝土的影响也十分重要。集料( 特别是粗集料) 在自然堆积下存在较大空隙, 细小颗粒将顺着空隙落入底部, 料堆的外表面通常较干净, 下部含泥量也较大, 上下部集料的不同将影响混凝土的水灰比, 在使用下部集料时, 随着水灰比的增大, 将影响混凝土的强度, 含泥量增加也影响混凝土的强度。为减少混凝土质量波动, 首先应把握好商品混凝土的原材料, 各种原材料必须是合格的, 性能上是稳定的, 材料之间还必须是相容的; 其次尽量使用双路加水工艺, 控制好水灰比;再次是对集料级配、均化进行检查, 定期校验计量设备。
设备是商品混凝土生产的手段, 作为生产企业首先要正确使用, 保证设备高效、安全; 其次要定期保养[3]; 第三要加强零配件管理; 第四适时更新改造。
2 商品混凝土的输送
商品混凝土输送的一个显著特点是受制于商品混凝土搅拌站到施工现场的交通环境。商品混凝土是以浆体的形式出售给顾客, 他的有效期十分有限, 不可能长时间保存, 因此商品混凝土一旦制备必须尽快送至工地, 立即使用, 而交通环境的变化, 使得商品混凝土的输送具有较大的不可确定性。在一些特殊结构中, 有时必须连续浇筑, 如果商品混凝土不能连续均衡的供应, 势必影响浇筑质量。在人口密集、交通繁忙地段施工, 应制定周密的运输计划, 必要时应准备应急方案。为克服上述问题, 施工单位与商品混凝土供应商应密切配合, 做好以下工作:( 1) 充分估计混凝土运输时间, 确定新拌混凝土的各种性能,坍落度损失的控制指标及凝结时间;( 2) 确定有效的供应范围, 商品混凝土的辐射范围一般都是有限的。
当地交通状况好, 辐射范围可大些; 交通状况差, 辐射范围可小些, 所以混凝土供应商应根据当地交通状况, 结合自己的技术水平, 实事求是的确定自己的有效供应范围, 在没有足够保证的情况下, 切记不要盲目超范围供货;( 3) 新拌混凝土的性能对温度十分敏感, 温度越高, 新拌混凝土的性能变化越快。在运输过程中商品混凝土的温度直接受环境影响, 特别是夏天, 坍落度损失快, 凝结时间缩短。采取保温措施,可使新拌混凝土的性能平稳变化。( 4) 准备预备方案, 防止交通阻塞。如果在闹市施工, 施工时间应尽量避开交通繁忙时段。
商品混凝土运至施工现场, 一般采取泵送的方式, 在此过程中首先要合理安排运输车辆。一方面保证混凝土泵能连续工作不致间断; 另一方面又要避免压车, 造成混凝土运到工地后迟迟不能卸料, 导致性能发生变化。泵的布置要合理, 使输送管排列短、弯头少、布料杆覆盖范围大, 减少输送阻力以及堵泵的可能性。目前泵送方式已经成为当今商品混凝土内部输送的主要方式, 它的优点主要表现在连续作业、速度快、质量可靠、污染少、卸料灵活适应性强。但在泵送时也存在一些问题:( 1) 新拌混凝土要有较大的流动性;( 2) 冲动大, 对模板的侧压力大;( 3) 对混凝土的性能有一定影响。
由于商品混凝土的不可存储性与外部运输的不可确定性, 要求使用者和生产者很好的协作, 各负其责。当施工速度和质量发生冲突时, 应优先考虑混凝土的施工质量。
3 混凝土的浇捣
浇捣是混凝土的关键环节。对多层框架混凝土的浇筑应分层施工。水平方向以伸缩缝分段; 垂直方向以楼层分层, 每层应先浇柱, 再浇梁。严格控制浇筑停歇时间和浇筑层厚度, 特别要确保混凝土运输、浇筑及间隙的全部时间不应超过混凝土的初凝时间[4]。
机械振捣是最常用的混凝土密实方法。插入式振捣器适用于大体积混凝土, 基础梁柱振捣时可直插或斜插, 但二者不可混用, 振捣时应快插慢拔, 快插可避免混凝土离析, 慢拔以保证混凝土填满振动棒造成的空隙。混凝土分层浇筑时, 振捣上层混凝土应插入下层混凝土50mm, 以消除接缝。插入点要均匀, 相邻插入点之间的距离以不大于振动棒作用半径( 30～40cm) 的1.5 倍为宜。振捣时应避免振动棒碰触钢筋、预埋件。
平板振动器适用于楼面、地面、屋面等大面积平整结构的施工。使用时应逐排平拉慢移, 排与排之间应搭接3～5cm, 防止漏振。振捣倾斜平面时, 应从低处向高处移动, 以保证振实。这种振动器的作用深度小, 应控制好厚度。
对于一些难以振捣的部位或构件, 可采用人工浇捣的方式, 由于人的力量是有限的, 因此人工浇捣应采用流动性大的混凝土; 对难以振捣的部位先采用人工插捣的方法使其基本密实, 再靠机械振捣附近混凝土的余力使其进一步密实。采用人工振捣, 混凝土集料要均匀, 厚度不宜太厚。混凝土入模后用捣棍捣实, 捣棍的作用范围极其有限, 捣棍插捣的密度应大些, 而且要分布均匀, 遍及每一部位, 不能漏捣, 插捣深度应保证插到下一层混凝土。对于边缘, 也可用木锤轻击模板外侧, 使混凝土密实。人工浇捣应特别注意柱角柱侧面、钢筋密集处、模板阴角处。
振捣的作用是为了使混凝土密实, 振捣一方面为混凝土的流动提供动力; 另一方面也为颗粒的运动提供了能量, 加大了离析的可能, 由此可见振捣这一过程加速了混凝土的流动, 它与防止混凝土离析是一对矛盾, 因此振捣要适度。
振捣的强度应根据混凝土的流动性来掌握。一般对于坍落度小的混凝土, 流动性差, 密实较困难, 混凝土不易离析, 因此对坍落度小的混凝土应加强振捣, 保证密实; 对于坍落度大的混凝土, 流动性好, 易密实, 但也易离析, 因此应控制好振捣, 但必须保证密实。
商品混凝土的使用, 极大地促进了生产率的提高。但是由于商品混凝土的质量受多个施工环节影响, 作为商品混凝土的制备、运输单位和承担浇捣工作的施工单位, 应在制备过程中从原材料、配合比、生产过程等多方面加以控制。在运输过程中合理选择路线, 仔细计算运输的时间和输送的方式。在浇捣中合理配置机械和人员。根据各浇筑部位的特点, 科学组织, 确保混凝土的成型质量, 提高工程质量。
参考文献:
[1] JGJ55, 普通混凝土配合比设计规程[S].
[2] 张承志.商品混凝土[M].北京: 化学工业出版社, 2006.
[3] 陈向锋.中国预拌混凝土生产企业管理实用手册[M].北京: 中国新闻联合出版社, 2004.
[4] GB50204- 2002, 混凝土结构工程施工验收规范[S].
