水泥混凝土施工性能综述

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摘要:本文主要针对水泥混凝土在公路行业的环境特点,从质量管理的角度出发,就如何保证水泥混凝土强度及性能提出了个人的观点及看法,以供业内同行共同参考学习。

关键词:公路工程;混凝土施工;质量因素;控制措施

公路工程中的桥涵结构,主要是以水泥混凝土结构为主,无论是预应力砼,还是普通钢筋砼,均离不开水泥混凝土这个基本元素。目前,我省正处于高速公路建设的发展高峰期,如果在生产过程中对砼质量不够重视,将会带来巨大的代价。而混凝土生产供应是一个连续过程,但混凝土又是一种成品后不能马上被后续检验工作完全证实是否合格而要立即浇筑使用的产品。在它的生产过程中常受不同方面因素影响,均会使生产出的混凝土质量产生变异。优质的商品混凝土必须是强度合格、耐久性好、经济的混凝土。三者是一个有机的整体,相互影响、缺一不可。而在更多的时候,我们对水泥混凝土的印象,往往只记得有强度和配合比的要求,而对于强度、配合比以外的其它内在因素的了解,却少之又少。但作为一名工程技术人员,特别是一名风负责试验检测的现场监理人员,为了能更好的管好工程,正确指导现场施工,对于水泥混凝土的认识,却不能仅限于此,不能只知皮毛,而要潜心研究,对它的反应原理、影响因素等进行深入学习,只有这样,才能准确地掌握它的特性,才能对混凝土结构的质量管理进行有效控制。下面,本人将结合自身岗位实践,针对水泥混凝土这一特定物质,从作用原理、内在联系等方面对它展开深入探讨,以供业内同行互相参考学习。

一、影响混凝土强度的内外因素

混凝土质量的主要指标之一是抗压强度,混凝土的强度主要由水泥浆的强度、水泥浆与骨料界面的粘结强度、骨料颗粒强度决定。水泥浆将骨料牢固地粘结成整体,而水泥浆的强度取决于水泥的强度等级,对水泥的质量控制除了按相关国家、行业标准、规范等控制,还须注意五大类水泥各自的特点,决定了其适用环境。针对不同的工程情况、气候情况,选择合适的水泥品种是获取优质混凝土的一个前提。

从混凝土强度表达式不难看出,混凝土抗压强度与混凝土用水水泥的强度成正比,按公式计算,当水灰比相等时,高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多。所以混凝土施工时切勿用错了水泥标号。另外,水灰比也与混凝土强度成正比,水灰比大,混凝土强度高,水灰比小,混凝土强度低,因此,当水灰比不变时,企图用增加水泥用量来提高温凝土强度是错误的,此时只能增大混凝土和易性,增大混凝土的收缩和变形。

综上所述,影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比,要控制好混凝土质量,最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比两个主要环节。此外,影响混凝土强度还有其它不可忽视的因素。

除此之外,混凝土原材料的好坏和选配是否恰当也直接影响着混凝土工程的质量。因此,确保钢筋混凝土结构质量一个重要的因素是要从混凝土原材料的质量控制做起。原材料选用不当将导致混凝土工程产生质量缺陷或裂缝,直接影响着整个工程结构的质量。混凝土因材料选用不当产生质量缺陷或裂缝,一般认为是因为混凝土材料(包括水泥和粗细骨料)变形受约束所引起的内应力大于材料抗拉强度的缘故。材料选配不当的常见因素有水泥过期或品种选用不当;混凝土配比不良;水泥、骨料含有过量有害物质;水泥水化热过高;外加剂使用不当等。其中骨料中含过量杂质最为普遍。骨料(砂、石子)占混凝土总体积70%以上,混凝土质量除与水泥品质有关外,也与骨料中杂质含量有密切关系。

二、混凝土标号与混凝土平均强度问题

混凝土标号是根据混凝土标准强度总体分布的平均值减去1.645倍标准值确定的。这样可以保证混凝土确定均有95%的保证率,低于该标准值的概率不大于5%,充分保证了桥涵结构物的安全,从此推定,抽样检查的几组试件的混凝土平均强度一定大于等于混凝土设计标号,其值大小取决于施工质量水平。通过公式计算可以看出,施工人员不但要使混凝土平均强度大于混凝土标号,更重要的是千方百计的减少混凝土强度的变异性,即要尽量使混凝土标准差降到较低值,这样,既保证了工程质量,也降低了工程造价。

三、混凝土质量控制的主要措施

混凝土质量控制包含两个基本内容:(1)使混凝土达到设计要求的质量标准。(2)在满足设计要求的质量指标前提下尽量降低成本,这两条要求实际上是尽量降低泥凝土的标准差。混凝土的强度有一定离散性,这是客观的,但通过科学管理可以控制其达到最小值,因此混凝土标准差能反映施工单位的实际管理水平,管理水平越高,标准差越小。可以说,混凝土质量控制实质上是标准差的控制。实际上控制标准差应从以下几个方面入手。

1.设计合理的混凝土配合比。合理的混凝土配合比由实验室通过实验确定,除满足确定、耐久性要求和节约原材料外,应该具有施工要求的和易性。因此要实验室设计合理的配比,必须提供合格的水泥、砂、石。水泥控制强度,砂控制细度、含水率、含泥量等,石控制含水率及含泥量等。只有材料达到合格要求,才能做出合理的混凝土配合比,才能使施工得以正常合理的进行,达到设计和验收标准。

2.正确按设计配合比进行投料。同一条配合比在相同强度等级、不同的浇筑部位和施工方法并不完全适用,甚至出现严重的后果。如一般的泵送混凝土配合比,其为了可泵性一般都为富浆混凝土,但若此配合比用在桩基、立柱或路面等部位时,因浆量较多,容易在混凝土表面形成浮浆层,影响浇筑物质量。按施工配合比施工,首先要及时测定砂、石含水率,将设计配合比换算为施工配合比。其次,要用重量比,不要用体积比,最后,要及时检查原材料是否与设计用原材料相符,这要求供方提供两份同样材料,一份提供给实验室,一份给工地,工地收料人员应按样本收料,如来料与样本不符,应马上向上级汇报,及时更改配合比(材料不合格不收料除外)。

3.加强原材料管理,混凝土材料的变异将影响混凝土强度。首先要对粗细骨料在使用前应进行杂质检验,从料堆取样部份应均匀分布,抽大致相等的8～15份组成样品。检测方法和依据见混凝土用碎石或卵石、砂的质量检验规定。其次要控制好二次污染问题,应避免骨料堆场受油污、泥浆水等污染,严禁在曾堆放过生石灰的场地上堆放砂石等骨料。

4.加强混凝土运输过程的质量控制。混凝土的运输,特别是对预拌混凝土的运输,因为混凝土从预拌完成后到浇筑现场有一定的距离,而这段运输时间往往是控制混凝土塌落度和易性的关健,同样其亦受一定的隐患因素制约,高温天气混凝土搅拌车尾部的混凝土水份蒸发较快。容易给人造成错觉混凝土塌落度损失大;雨水天气,混凝土搅拌车尾部的混凝土水份较大,容易产生离析。此外,搅拌车车鼓转动的快慢,亦对混凝土有影响。车鼓转得快,混凝土在运输过程中被搅拌加剧,分子因磨擦产生的热运动亦加剧,水分子碰撞水泥颗粒机会增大,水化程度加大,混凝土塌落度损失增大,和易性变差快;车鼓转得慢,甚至停转,混凝土容易受行车的颠簸,而产生浆石分离,沉降等不良现象。故在混凝土运输过程中,车鼓保持在每分钟约六转,并到工地后保持搅拌车高速转动四至五分钟,以使混凝土浇筑前充分再次混和均匀。如遇塌落度有所损失,可后掺一定的外加剂以达到理想效果。

结束语

混凝土质量的好坏,既影响结构的安全,也影响结构物的造价,影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比,要控制好混凝土质量,最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比两个主要环节。此外,影响混凝土强度还有其它不可忽视的因素。因此在施工中我们必须对混凝土的施工质量有足够的重视。

参考文献:

1、公路工程水泥及水泥混凝土试验规程(JTGE30-2005)/中华人民共和国交通行业标准

2、《高强高性能混凝土用矿物外加剂》(GBöT18736)