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建筑施工如何控制混凝土質(zhì)量
隨著(zhù)我國基礎建設的迅速發(fā)展，混凝土在現代工程建設中已經(jīng)占據了非常重要的地位�；炷临|(zhì)量的好壞，對結構物的安全和結構物的造價(jià)有很大影響，因此在施工中必須對混凝土的施工質(zhì)量有足夠的重視。
一、影響混凝土強度的主要因素
混凝土質(zhì)量的主要指標之一是抗壓強度，從混凝土強度表達式不難看出，混凝土抗壓強度與混凝土用水泥的強度成正比，按公式計算，當水灰比相等時(shí)，高標號水泥比低標號水泥配制出的混凝土抗壓強度高許多。所以混凝土施工時(shí)切勿用錯了水泥標號。
另外，水灰比也與混凝土強度成反比，水灰比大，混凝土強度低，水灰比小，混凝土強度高，因此，當水灰比不變時(shí)，企圖用增加水泥用量來(lái)提高溫凝土強度是錯誤的，此時(shí)只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收縮和變形。
因此，影響混凝土抗壓強度的主要因素是水泥強度和水灰比，要控制好混凝土質(zhì)量，最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比兩個(gè)主要環(huán)節。此外，影響混凝土強度還有其它不可忽視的因素。
粗骨料對混凝土強度也有一定影響，當石質(zhì)強度相等時(shí)，碎石表面比卵石表面粗糙，它與水泥砂漿的粘結性比卵石強，當水灰比相等或配合比相同時(shí)，兩種材料配制的混凝土，碎石的混凝土強度比卵石強。因此對混凝土的粗骨料要控制在3—2cm左右，細骨料品種對混凝土強度影響程度比粗骨料小，所以混凝土公式內沒(méi)有反映砂種柔效，但砂的質(zhì)量對混凝土質(zhì)量也有一定的影響。因此，砂石質(zhì)量必須符合混凝土各標號用砂石質(zhì)量標準的要求。
由于施工現場(chǎng)砂石質(zhì)量變化相對較大，因此現場(chǎng)施工人員必須保證砂石的質(zhì)量要求，并根據現場(chǎng)砂含水率及時(shí)調整水灰比，以保證混凝土配合比，不能把實(shí)驗配比與施工配比混為一談�；炷翉姸戎挥性跍囟�、濕度條件下才能保證正常發(fā)展，應按施工規范的規定予在養護、氣溫高低對混凝土強度發(fā)展有—定的影響。冬季要保溫防凍害，夏季要防暴曬脫水。
二、混凝土標號與混凝土平均強度及其標準差的關(guān)系
混凝土標號是根據混凝土標準強度總體分布的平均值減去1.645倍標準值確定的。這樣可以保證混凝土確定均有95%的保證率，低于該標準值的概率不大于5%，充分保證了建筑物的安全，從此推定，抽樣檢查的幾組試件的混凝土平均確定一定大于等于混凝土設計強度。通過(guò)公式計算可以看出，施工人員不但要使混凝土平均確定大于混凝土強度，更重要的是千方百計的減少混凝土確定的變異性，即要盡量使混凝土標準差降到較低值，這樣，既保證了工程質(zhì)量，也降低了工程造價(jià)。
三、混凝土質(zhì)量控制的有效措施
1、原材料控制。普通混凝土是由水泥、水、細骨料、化學(xué)外加劑、礦物質(zhì)混合材料，按比例配合，經(jīng)過(guò)均勻拌制，振搗密實(shí)成型及養護硬化而成的人工石材。在這幾種組成成份中，監理工程師、質(zhì)量控制工程師應著(zhù)重抓好工程資料和實(shí)物檢查兩方面。目前，一些地區實(shí)行的監理見(jiàn)證取樣送檢制度值得肯定。
(1)水泥。水泥有多種品種、標號應根據設計圖紙的要求和實(shí)際使用部位的環(huán)境條件，選擇適當的水泥品種和標號。高強混凝土應優(yōu)先選擇高標號水泥進(jìn)行試配。
(2)砂。細骨料砂，要重點(diǎn)檢查其質(zhì)地、級配、細度模數、含泥量和有害物質(zhì)含量。其重點(diǎn)是含泥量和有害物質(zhì)含量。這兩項對于混凝土強度的影響較大。用于拌制混凝土的細度模數應在3.7—1.6之間。結構用砂含泥量一般不應超過(guò)3%，有害物用質(zhì)(云母、有機物、硫酸鹽等)含量不應超過(guò)2%。
(3)石子。
粗骨料石子，應重點(diǎn)檢查其質(zhì)地、級配、針片狀顆粒含量、含泥量及最大粒徑。一般采用1—3cm的碎石，卵石一般能用于結構受力部位，嚴禁混有煅燒過(guò)的石灰石塊或白云石塊。
(4)水。凡是不能飲用的水，應在水質(zhì)化驗和抗腐蝕試驗合格后，方可用于拌制混凝土。污水、工業(yè)廢水、PH值小于4的酸性水和硫酸鹽含量超過(guò)水重1%的水，不能用于拌制混凝土。對預應力混凝土的施工用水，更應著(zhù)重控制。
(5)外加劑。首先，應檢查外加劑生產(chǎn)廠(chǎng)家的生產(chǎn)許可證，質(zhì)量保證料和有相應資質(zhì)的檢測單位出具的性能試驗報告。其次，在混凝土外加劑使用前，應進(jìn)行試配并進(jìn)行試驗檢驗，以復驗混凝土外加劑與工程所有水泥是否相適應，以及是否滿(mǎn)足施工要求的混凝土性能和有關(guān)設計要求指示(如坑滲標號等)。另外，應注意混凝土外加劑使用說(shuō)明的有效日期、防止過(guò)期失效的外加劑用于工程。同時(shí)，要嚴格控制劑量，不得隨意添加，在攪拌混凝土時(shí)，摻加外加劑的混凝土攪拌時(shí)間應適當延長(cháng)。應大力推廣使用新型的復合型混凝土外加劑，以適應先進(jìn)的施工工藝的多種要求。
2、配合比的質(zhì)量控制。在根據設計要求和混凝土的工程特點(diǎn)，確定了各種原材料之后，應在監理工程師見(jiàn)證情況下，進(jìn)行現場(chǎng)原材料取樣，并填寫(xiě)見(jiàn)證取樣單。交有相應資質(zhì)等級的試驗室進(jìn)行混凝土配合比設計和試配工作。監理工程師在審查試驗室出具的配合比單及相應的有關(guān)混凝土性能，能夠滿(mǎn)足工程的各項要求后，方可允許進(jìn)行混凝土的攪拌和澆筑工作。
3、攪拌過(guò)程的質(zhì)量控制。應要求施工單位嚴格按原材料計量控制。攪拌機應配備水表，禁止單純憑經(jīng)驗靠感覺(jué)調整用水量的做法;對外加劑，應事先稱(chēng)量出每盤(pán)一份加入，禁止拿鐵鍬隨意填加;對砂石料，應堅持要求每次過(guò)磅稱(chēng)量，不提倡小車(chē)劃線(xiàn)做記號的體積法。另外，還應對每盤(pán)的攪拌時(shí)間、加料順序、混凝土拌合物的坍落度、是否離析等進(jìn)行抽查。在較大的工程中，應要求施工單位采用電腦計量的攪拌站，這樣可以有效的減少人為因素，使配合比得到可靠的保證。
4、澆筑過(guò)程質(zhì)量控制�；炷翝仓�，監理工程師、質(zhì)量控制工程師應檢查混凝土的澆筑方法是否合理、水電供應是否保證、各工種人員的配備情況;振搗器的類(lèi)型、規格、數量是否滿(mǎn)足混凝土的振搗要求;度件模具及數量是否合適;澆筑期間的氣候、氣溫，夏季、雨季、冬期施工，覆蓋材料是否準備好。針對不同的板、梁、柱、剪力墻、薄壁型構件應要求采用不同類(lèi)型的振搗器;當混凝土澆筑超過(guò)2m應采用串筒式溜槽。應審查確認施工縫的設置位置是否合適，使施工單位安排好混凝土的澆筑順序，保證分區、分層混凝土在初凝之前搭接。
總之，混凝土是水泥、砂、石、水、外加劑、摻合料等多組成分構成的一種性能多樣化的材料，其性能不僅與組成材料的性能有直接關(guān)系，而且還與施工技術(shù)、所處環(huán)境及維護條件等有關(guān)。要在設計方法、施工技術(shù)以及維護要求等方面進(jìn)一步研究，以促進(jìn)我國混凝土結構技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
四、預拌(商品)混凝土質(zhì)量問(wèn)題及技術(shù)控制措施
預拌混凝土也稱(chēng)商品混凝土，其特點(diǎn)是集中拌制、商品化供應。近三四年來(lái)，攪拌站在中小城市猶如雨后春筍般發(fā)展起來(lái)，由于人們對預拌混凝土還不是十分了解和熟悉，施工中仍然以現場(chǎng)攪拌混凝土來(lái)看待商品混凝土，在實(shí)際工程使用過(guò)程中，存在一些技術(shù)上的爭議常引起生產(chǎn)和使用單位之間的糾紛，在一定程度上對預拌混凝土的發(fā)展起到阻礙作用。筆者現根據自己的實(shí)踐對預拌混凝土的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析探討。
1、混凝土的強度問(wèn)題
預拌混凝土具有商品的特性，是“半成品”，從出廠(chǎng)開(kāi)始至形成最終產(chǎn)品需較長(cháng)時(shí)間(如通常以28天強度作質(zhì)量驗收)，其產(chǎn)品的最終形成必須依靠攪拌站與施工單位的相互配合，質(zhì)量結果不能在出廠(chǎng)時(shí)馬上準確地檢測出來(lái)。在實(shí)際應用中只要混凝土試件強度不合格，使用單位往往認定是攪拌站的責任，這種觀(guān)點(diǎn)比較偏頗，其原因分析如下：
1.1 現場(chǎng)與規范要求相差大
混凝土規范中對混凝土強度試驗有嚴格的試驗規程和統一的養護條件，但絕大多數施工單位不具備這些條件。首先取樣不規范，按預拌混凝土標準要求從攪拌車(chē)卸料的1/4～3/4之間取樣，每次取樣不少于0.02m3，但施工單位用未經(jīng)上崗培訓的民工取樣，往往車(chē)一卸就取樣且取量也不夠，缺乏代表性;其次是養護條件不符合標準要求,幾乎所有的施工現場(chǎng)都不設標養室，只是臨時(shí)砌一池子或焊一籠子(防止私自調換)在自然環(huán)境下養護，試件的強度受氣候影響很大;第三，為便于操作隨意在混凝土拌合料中加水，加水后再取樣，混凝土水灰比失去意義使強度偏低。
1.2 強度統計的問(wèn)題
混凝土強度具有較大的離散性，在混凝土強度檢驗評定標準(GBJ107-87)中明確規定，混凝土強度應分批進(jìn)行統計評定。對預拌混凝土站、預制混凝土構件廠(chǎng)和采用現場(chǎng)攪拌混凝土的施工單位，應按標準規定的統計方法評定混凝土強度;對零星生產(chǎn)的預制構件的混凝土或現場(chǎng)攪拌批量不大的混凝土，才按非統計方法評定。按GBJ107-87標準的規定，大批量混凝土按相近配合比生產(chǎn)的預拌混凝土允許有5%的試件小于標準值，允許的最小強度值要根據留樣組數來(lái)確定。當留樣組數在1～9組時(shí)，允許最小值是0.95倍標準值;當留樣組數在10～14組時(shí)，允許最小值是0.90倍標準值;當留樣組數大于15組時(shí)，允許最小值是0.8倍標準值。
在實(shí)際工程中，混凝土強度的統計規定并不為多數使用單位所認識，執行最好的也是應付資料檢查。當某一組時(shí)間強度小于標準值時(shí)(即使大于允許最小值)，常常被視為不合格，這是一種概念上的錯誤 。如果要求所有留樣試件強度都大于標準值，將會(huì )造成太大的強度富余量，對混凝土的耐久性造成潛在的隱患。如C30混凝土要求所有留樣的試件強度都大于30MPa，這是實(shí)際混凝土的強度等級已超過(guò)C35的要求，即正好超過(guò)一個(gè)強度等級。正是沒(méi)有按統計法進(jìn)行強度統計，從而使混凝土預拌站不得不加大混凝土的富余量，這就是預拌混凝土往往超過(guò)強度過(guò)多的原因，對混凝土的開(kāi)裂和耐久性造成不利的影響。
當建設部門(mén)或質(zhì)量監督部門(mén)懷疑混凝土強度不合格時(shí)，通常的做法是對混凝土構件進(jìn)行非破損的回彈或鉆取芯樣評定，國家制定了相應的標準和規程。但這兩種方法評定都存在一些爭議問(wèn)題。
1.3.1 回彈法
檢測建筑構件強度主要依據是回彈—強度曲線(xiàn)。目前采用的測強曲線(xiàn)主要是根據現拌混凝土強度與回彈值規律建立起的全國統一曲線(xiàn)。由于全國混凝土原材料、攪拌工藝有極大的地區差異性，使用全國統一曲線(xiàn)進(jìn)行回彈評定其推定值與真實(shí)值相差較大。尤其預拌混凝土摻入粉煤灰及外加劑，將產(chǎn)生較大的偏差。經(jīng)對試件用回彈法測試和破型試驗發(fā)現，回彈結果較標準成型試件強度低20%～30%。因此，各地區應盡快建立本地區回彈曲線(xiàn)，方可客觀(guān)測定混凝土強度。
1.3.2 鉆芯法
鉆芯法較能準確反映混凝土構件的實(shí)際強度，但取樣后如何評定混凝土的實(shí)際強度是否合格存在一些不同認識。主要問(wèn)題是標養與現場(chǎng)養護對混凝土強度影響方面。據建科院結構所對使用墻板的取芯表明，齡期28d的芯樣強度換算值也僅為標準強度的86%、為同條件養護試塊的88%。
要處理好商品混凝土強度問(wèn)題的不同意見(jiàn)，一是預拌混凝土必須加強生產(chǎn)全過(guò)程的質(zhì)量控制，保證混凝土有足夠的富余量;二是通過(guò)培訓來(lái)提高建設和主管部門(mén)的認識，嚴格按規范要求進(jìn)行取樣、成型、養護和試驗評定;三是對有爭議的規范條文應有主管部門(mén)或專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì )專(zhuān)家論證，合理解決有爭議的問(wèn)題。
2、預拌混凝土裂縫問(wèn)題
裂縫是最常見(jiàn)的質(zhì)量通病，與現場(chǎng)攪拌混凝土相比商品混凝土的裂縫更加受到工程人員的關(guān)注。預拌混凝土的裂縫主要有大面積樓板產(chǎn)生的裂縫，多出現在混凝土初凝前;多發(fā)生在梁板交接處、厚度突變處和梁板鋼筋的上部，初春和炎熱季節最容易出現;地下室墻板裂縫的產(chǎn)生較有規律，即在墻體沿長(cháng)度方向接近均勻的垂直裂縫，大多在拆模前已形成;混凝土路面也容易出現不規則的縱向、橫向裂縫。目前施工單位普遍認為商品混凝土裂縫出現的機會(huì )比現場(chǎng)攪拌混凝土出現的機會(huì )要大的多。筆者認為，裂縫雖多，正確判斷至關(guān)重要，是施工所致，還是自然屬性使然;是有害于結構安全，還是無(wú)害于房屋使用。還應注意區分兩個(gè)方面的問(wèn)題，一是裂縫產(chǎn)生的原因和責任區分;另一個(gè)是預防裂縫應采取如何技術(shù)措施，否則將會(huì )出現推諉扯皮，造成對工程不利的局面。
2.1 預拌混凝土出現裂縫的三種類(lèi)型：
2.1.1 應力裂縫
混凝土澆筑后，緩慢凝結，由于水泥的水化反應，內部溫度升高，逐漸產(chǎn)生硬度，在硬度向外擴散的過(guò)程中，產(chǎn)生了拉應力，而混凝土初期抗拉強度較低，小于拉應力，于是在混凝土表面出現了不規則的微小裂縫。
2.1.2 干縮裂縫
就理論而言，混凝土配合比中的用水量能夠滿(mǎn)足水化應的需要。但由于天氣炎熱或氣候干燥，混凝土中的水分蒸發(fā)很快，導致水化反應受到阻礙�；炷量估瓘姸仍鲩L(cháng)緩慢，表面收縮增大，產(chǎn)生了微裂縫，在實(shí)踐中觀(guān)察，當樓板厚度為18厘米或30厘米時(shí)，裂縫很少，如果是12厘米的樓板，則裂縫相對多些。
混凝土是粗細骨料和膠凝材料組合而成的復合材料，水泥石與骨料界面結合的過(guò)渡區是混凝土的薄弱部位，在此處存在的應力集中，收縮壓力和較低的粘貼力使混凝土表面產(chǎn)生間斷的、不連續的微裂縫。
2.2 預拌混凝土裂縫原因及預防措施：
2.2.1 大面積現澆板、路面結構
新澆筑的混凝土，在終凝硬化前，是基本沒(méi)有強度的。在不采取覆蓋保水措施的情況下，表面水分將不斷蒸發(fā)，內部水分通過(guò)泌水作用遷移到表面進(jìn)行補充，這對提高混凝土密實(shí)度和減小實(shí)際水灰比是有一定好處的。但是，一般混凝土面板厚度僅有十多厘米，但表面積大，加上風(fēng)大使混凝土表面極易蒸發(fā)，內部水分通過(guò)泌水作用遷移到表面，表面水分蒸發(fā)的速度超過(guò)了內部水分向表面遷移補充的速度，從而產(chǎn)生混凝土收縮裂縫;另一方面，由于商品混凝土摻加了粉煤灰及緩凝減水劑，延緩了混凝土水化反應過(guò)程，延長(cháng)混凝土初凝及終凝時(shí)間，水分的大量蒸發(fā)缺乏應有的水分補充，是造成裂縫出現的另一重要原因。
收縮裂縫的控制主要在于控制濕度的變化，使結構、構件具有相對穩定的濕度，為此，可采取以下措施：①加強混凝土的早期養護，混凝土澆筑完后，裸露表面應及時(shí)用草墊、草袋或塑料薄模覆蓋，并灑水濕潤養護。在氣溫高、濕度低、風(fēng)速大的天氣要及早覆蓋、噴水霧養護，并適當延長(cháng)養護時(shí)間。②加強混凝土表面的抹壓，但應避免過(guò)分抹壓。③采用密封保水方法，如在混凝土表面噴養護劑或覆蓋塑料薄膜，使水分不易蒸發(fā)，或采用其他減少空氣流動(dòng)(如設擋風(fēng)墻、罩等)、延緩混凝土表面水分蒸發(fā)的辦法。
2.2.2 墻板結構
對于墻板混凝土成型至拆模前，一直處于模板的封閉之中，外界水分無(wú)法交換補充，拆模時(shí)�？吹酱怪绷芽p，這是由于自身收縮和溫度收縮引起的。當采用較小水灰比生產(chǎn)時(shí)，薄壁處及薄弱部位最容易開(kāi)裂，這時(shí)由于混凝土自收縮與混
凝土降溫引起的熱收縮相互疊合，產(chǎn)生較大拉應力，而此時(shí)混凝土的強度還很低不能抵抗這種拉應力而產(chǎn)生開(kāi)裂。
根據工程實(shí)踐經(jīng)驗，筆者認為采取以下兩種措施較為可行：一是對于地下薄壁剪力墻，商品混凝土攪拌站應適當加大水灰比，減少外加劑的用量，以彌補水化游離水分的不足;二是適當掌握墻體模板的拆除時(shí)間，對于低強度(C30)混凝土由于水化熱引起的絕對值不會(huì )很高拆�？梢栽缫恍�;對于強度較高的混凝土，在混凝土終凝后松開(kāi)模板支撐，從板縫中澆入水養護，養護到一定強度再拆除模板，然后用草簾或麻袋在側面保溫又保濕，只有這樣才能減少因干縮和熱收縮引起的裂縫，減少地下室墻板開(kāi)裂的機會(huì )。
總之，預拌混凝土有其固有的規律性，施工單位應按照事物的內在屬性來(lái)對待和處理，也許是減少預拌混凝土開(kāi)裂的最好方法。
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