摘要: 闡述了商品混凝土的質量控制與混凝土的制備、運輸、澆搗之間的密切關系。在制備過程中應著重控制好配合比; 在運輸中切實解決其不可儲存性和不可確定性; 在澆搗中確保混凝土的密實。商品混凝土的質量控制旨在減少勞動力, 提高生產率, 確保工程質量。
關鍵詞: 商品混凝土; 制備; 運輸; 澆搗; 質量控制
中圖分類號: TU528 文獻標識碼: A 文章編號: 1671- 0142( 2008) 01- 0031- 03
商品混凝土的質量不僅取決于混凝土的制備過程, 還與混凝土澆筑成型、混凝土的運輸養護過程有著密切關系。以前混凝土的制備、澆筑成型及養護都由施工單位負責, 采用商品混凝土后, 混凝土制備運輸由商品混凝土公司完成, 而混凝土澆筑及養護則由施工單位負責。這就將混凝土工程施工的一個完整過程人為的分割成兩部分, 顯然對混凝土質量全過程控制極為不利, 所以無論是商品混凝土公司的質量管理人員還是施工單位管理人員, 應從混凝土原材料開始, 直至養護完成, 每個過程都認真對待, 確保混凝土的質量。
1 混凝土制備
1.1 配比設計
配比設計是實現商品混凝土性能的一個重要過程, 也是質量保證的關鍵環節, 它不是一個孤立的過程, 它與設計、生產、施工都有密不可分的聯系。
商品混凝土必須滿足設計要求。對商品混凝土的性能要求主要是強度, 但隨著建筑技術的發展, 對混凝土性能要求除強度外, 耐久性、變形性也變得日益重要, 故在配比設計時必須統籌考慮這些性能要求[1]。在進行設計時, 要廣泛收集有關信息, 特別是混凝土的強度要求, 它是進行配比設計最基本的依據;其次要考慮混凝土變形性能的要求。它是控制混凝土開裂的重要依據; 第三要考慮混凝土的耐久性; 第四要深入研究澆筑部位對混凝土的要求, 同時還要考慮澆筑部位的幾何尺寸, 控制好混凝土的水化熱。
試拌是混凝土配合比設計中不可缺少的一環。通過試拌檢驗混凝土的性能, 特別是混凝土強度的檢驗。如果混凝土強度過高或過低, 計算出的配比顯然不合適, 需要及時調整。在對混凝土強度檢驗時應注意實際使用水泥的強度, 水泥強度是混凝土強度的一個十分敏感的因素, 因此在進行混凝土強度檢驗時同時檢驗水泥的強度, 并將檢驗結果與水泥廠水泥的平均強度進行對比。如果水泥強度檢驗結果與水泥廠水泥的平均強度基本接近, 可以認為混凝土檢驗結果是可取的; 如果水泥強度檢驗結果與水泥廠水泥的平均強度有較大差距, 則應根據兩者間的關系對混凝土強度檢驗結果進行修正; 如果兩者差距很大, 應重新試驗。
混凝土配比優化的方法較多, 例如舉世矚目的三峽工程的配比就采用了等值圖優化法[2], 其基本思路是先根據試驗結果繪制各種性能和成本的等值曲線, 然后根據這些曲線的走勢來判斷各種性能之間的相互關系, 以此來確定最佳的混凝土配合比, 它清楚地表明各種性能之間的關系, 協調各種性能間的矛盾, 因此得出真正最優的配合比。
1.2 生產控制
在進行工業化生產中, 由于種種因素, 即使在正常的生產條件下, 混凝土的質量總會有一定程度的波動,生產中要減少這種波動, 使生產平穩地進行。首先要保證混凝土的合格率, 建筑工程直接關系到人民生命財產安全, 因此有著嚴格的質量要求, 特別是對混凝土的強度要求要達到100%, 然而, 質量波動直接影響到混凝土的合格率。在一定的平均強度下, 生產波動越大, 合格率越低。通常情況下, 質量波動大會造成混凝土合格率降低。對質量波動大的企業, 應提高混凝土的平均強度, 以保證混凝土的合格率。混凝土波動程度也反映了一個企業的管理和技術水平, 往往水平較高的企業, 質量波動較小。
影響混凝土質量的因素很多, 但對于強度來說, 影響最大的是水泥; 從配比來說最重要的是水灰比和外加劑。首先, 水泥的質量波動必將引起混凝土的質量波動。在選擇水泥時, 不僅要比較各種水泥的性能, 還須了解生產廠的質量控制水平。在進行試配時不僅要進行混凝土強度試驗, 還要檢驗所用水泥性能。其次是外加劑的質量, 在現代混凝土的施工中, 化學外加劑頻繁使用, 摻量一般不大于膠泥材料的5%, 使用外加劑時要嚴格檢驗, 充分了解外加劑各種成分及功能, 堅持先試配合格再組織大規模的生產。
商品混凝土的生產是以坍落度控制的, 采用單加水工藝時, 當集料含水較多, 而含外加劑的溶液減少, 總用水量增加, 水灰比大而強度降低, 所以在單路供水中, 應嚴格控制集料含水率。如不能控制, 則應考慮雙路加水工藝, 另外集料的均勻性對混凝土的影響也十分重要。集料( 特別是粗集料) 在自然堆積下存在較大空隙, 細小顆粒將順著空隙落入底部, 料堆的外表面通常較干凈, 下部含泥量也較大, 上下部集料的不同將影響混凝土的水灰比, 在使用下部集料時, 隨著水灰比的增大, 將影響混凝土的強度, 含泥量增加也影響混凝土的強度。為減少混凝土質量波動, 首先應把握好商品混凝土的原材料, 各種原材料必須是合格的, 性能上是穩定的, 材料之間還必須是相容的; 其次盡量使用雙路加水工藝, 控制好水灰比;再次是對集料級配、均化進行檢查, 定期校驗計量設備。
設備是商品混凝土生產的手段, 作為生產企業首先要正確使用, 保證設備高效、安全; 其次要定期保養[3]; 第三要加強零配件管理; 第四適時更新改造。
2 商品混凝土的輸送
商品混凝土輸送的一個顯著特點是受制于商品混凝土攪拌站到施工現場的交通環境。商品混凝土是以漿體的形式出售給顧客, 他的有效期十分有限, 不可能長時間保存, 因此商品混凝土一旦制備必須盡快送至工地, 立即使用, 而交通環境的變化, 使得商品混凝土的輸送具有較大的不可確定性。在一些特殊結構中, 有時必須連續澆筑, 如果商品混凝土不能連續均衡的供應, 勢必影響澆筑質量。在人口密集、交通繁忙地段施工, 應制定周密的運輸計劃, 必要時應準備應急方案。為克服上述問題, 施工單位與商品混凝土供應商應密切配合, 做好以下工作:( 1) 充分估計混凝土運輸時間, 確定新拌混凝土的各種性能,坍落度損失的控制指標及凝結時間;( 2) 確定有效的供應范圍, 商品混凝土的輻射范圍一般都是有限的。
當地交通狀況好, 輻射范圍可大些; 交通狀況差, 輻射范圍可小些, 所以混凝土供應商應根據當地交通狀況, 結合自己的技術水平, 實事求是的確定自己的有效供應范圍, 在沒有足夠保證的情況下, 切記不要盲目超范圍供貨;( 3) 新拌混凝土的性能對溫度十分敏感, 溫度越高, 新拌混凝土的性能變化越快。在運輸過程中商品混凝土的溫度直接受環境影響, 特別是夏天, 坍落度損失快, 凝結時間縮短。采取保溫措施,可使新拌混凝土的性能平穩變化。( 4) 準備預備方案, 防止交通阻塞。如果在鬧市施工, 施工時間應盡量避開交通繁忙時段。
商品混凝土運至施工現場, 一般采取泵送的方式, 在此過程中首先要合理安排運輸車輛。一方面保證混凝土泵能連續工作不致間斷; 另一方面又要避免壓車, 造成混凝土運到工地后遲遲不能卸料, 導致性能發生變化。泵的布置要合理, 使輸送管排列短、彎頭少、布料桿覆蓋范圍大, 減少輸送阻力以及堵泵的可能性。目前泵送方式已經成為當今商品混凝土內部輸送的主要方式, 它的優點主要表現在連續作業、速度快、質量可靠、污染少、卸料靈活適應性強。但在泵送時也存在一些問題:( 1) 新拌混凝土要有較大的流動性;( 2) 沖動大, 對模板的側壓力大;( 3) 對混凝土的性能有一定影響。
由于商品混凝土的不可存儲性與外部運輸的不可確定性, 要求使用者和生產者很好的協作, 各負其責。當施工速度和質量發生沖突時, 應優先考慮混凝土的施工質量。
3 混凝土的澆搗
澆搗是混凝土的關鍵環節。對多層框架混凝土的澆筑應分層施工。水平方向以伸縮縫分段; 垂直方向以樓層分層, 每層應先澆柱, 再澆梁。嚴格控制澆筑停歇時間和澆筑層厚度, 特別要確保混凝土運輸、澆筑及間隙的全部時間不應超過混凝土的初凝時間[4]。
機械振搗是最常用的混凝土密實方法。插入式振搗器適用于大體積混凝土, 基礎梁柱振搗時可直插或斜插, 但二者不可混用, 振搗時應快插慢拔, 快插可避免混凝土離析, 慢拔以保證混凝土填滿振動棒造成的空隙。混凝土分層澆筑時, 振搗上層混凝土應插入下層混凝土50mm, 以消除接縫。插入點要均勻, 相鄰插入點之間的距離以不大于振動棒作用半徑( 30～40cm) 的1.5 倍為宜。振搗時應避免振動棒碰觸鋼筋、預埋件。
平板振動器適用于樓面、地面、屋面等大面積平整結構的施工。使用時應逐排平拉慢移, 排與排之間應搭接3～5cm, 防止漏振。振搗傾斜平面時, 應從低處向高處移動, 以保證振實。這種振動器的作用深度小, 應控制好厚度。
對于一些難以振搗的部位或構件, 可采用人工澆搗的方式, 由于人的力量是有限的, 因此人工澆搗應采用流動性大的混凝土; 對難以振搗的部位先采用人工插搗的方法使其基本密實, 再靠機械振搗附近混凝土的余力使其進一步密實。采用人工振搗, 混凝土集料要均勻, 厚度不宜太厚。混凝土入模后用搗棍搗實, 搗棍的作用范圍極其有限, 搗棍插搗的密度應大些, 而且要分布均勻, 遍及每一部位, 不能漏搗, 插搗深度應保證插到下一層混凝土。對于邊緣, 也可用木錘輕擊模板外側, 使混凝土密實。人工澆搗應特別注意柱角柱側面、鋼筋密集處、模板陰角處。
振搗的作用是為了使混凝土密實, 振搗一方面為混凝土的流動提供動力; 另一方面也為顆粒的運動提供了能量, 加大了離析的可能, 由此可見振搗這一過程加速了混凝土的流動, 它與防止混凝土離析是一對矛盾, 因此振搗要適度。
振搗的強度應根據混凝土的流動性來掌握。一般對于坍落度小的混凝土, 流動性差, 密實較困難, 混凝土不易離析, 因此對坍落度小的混凝土應加強振搗, 保證密實; 對于坍落度大的混凝土, 流動性好, 易密實, 但也易離析, 因此應控制好振搗, 但必須保證密實。
商品混凝土的使用, 極大地促進了生產率的提高。但是由于商品混凝土的質量受多個施工環節影響, 作為商品混凝土的制備、運輸單位和承擔澆搗工作的施工單位, 應在制備過程中從原材料、配合比、生產過程等多方面加以控制。在運輸過程中合理選擇路線, 仔細計算運輸的時間和輸送的方式。在澆搗中合理配置機械和人員。根據各澆筑部位的特點, 科學組織, 確保混凝土的成型質量, 提高工程質量。
參考文獻:
[1] JGJ55, 普通混凝土配合比設計規程[S].
[2] 張承志.商品混凝土[M].北京: 化學工業出版社, 2006.
[3] 陳向鋒.中國預拌混凝土生產企業管理實用手冊[M].北京: 中國新聞聯合出版社, 2004.
[4] GB50204- 2002, 混凝土結構工程施工驗收規范[S].
