鹽田港混凝土生產(chǎn)的質(zhì)量控制

卓家超，劉軍軍

（1.廣州南華工程管理有限公司，廣東 廣州 510230；2.中交第一航務(wù)工程局有限公司，天津 300461）

要做好混凝土施工過程的質(zhì)量控制，提高水運工程建筑施工質(zhì)量水平，首先要做好混凝土生產(chǎn)的質(zhì)量控制，必須從混凝土的原材料、配合比、混凝土攪拌設(shè)備、混凝土生產(chǎn)等的各環(huán)節(jié)進行全過程的質(zhì)量控制。深圳港鹽田港區(qū)三期工程榮獲中國建筑工程魯班獎和中國土木工程詹天佑獎，很大程度是由于控制好了混凝土生產(chǎn)的質(zhì)量關(guān)，基本做到了消除碼頭面的裂縫及裂紋這一混凝土質(zhì)量通病。可以說，鹽田港在混凝土配合比設(shè)計優(yōu)化及試拌試驗等方面下足了功夫。

1 混凝土材料的質(zhì)量控制

1.1 水

混凝土拌和用水選用自來水。碼頭現(xiàn)場的混凝土養(yǎng)護用水則選用收集起來并經(jīng)過凈化的環(huán)保雨水。這兩種水經(jīng)取樣檢驗，各項指標(biāo)均滿足相應(yīng)的規(guī)范要求。

1.2 水泥

經(jīng)比較，選擇質(zhì)量穩(wěn)定、細(xì)度小的P.Ⅱ42.5普通硅酸鹽散裝水泥[1]，其質(zhì)量符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》的要求。

對于水泥質(zhì)量，在施工過程中著重控制以下幾點：

1）運到施工現(xiàn)場的水泥，必須有水泥生產(chǎn)廠家的質(zhì)保書，再按照標(biāo)明的水泥品種、強度等級、生產(chǎn)廠家、出廠批號及出廠日期等進行檢查驗收，并按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對其質(zhì)量進行復(fù)驗。

2）水泥應(yīng)按品種、標(biāo)號、批次分別儲存到有明顯標(biāo)志的倉庫中，不得混裝，并應(yīng)嚴(yán)防受潮。如因貯存不當(dāng)引起質(zhì)量有明顯改變或水泥出廠時間超過3個月時，在使用前進行復(fù)查試驗，并按試驗結(jié)果使用。

3）運到工地的水泥要降溫至自然溫度，穩(wěn)定性穩(wěn)定后方能使用。

1.3 砂、石料

根據(jù)就地取材與優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟相結(jié)合的原則，經(jīng)過對鹽田港周邊的砂石料場進行考察、抽樣檢驗，最后選取比較優(yōu)質(zhì)的砂石料進場。

1）碎石

采用堅硬密實級配良好的花崗巖碎石，碎石的表觀密度為2 730 kg/m3，規(guī)格為5～10 mm、10～20 mm二級配，曲線達到規(guī)范要求，碎石壓碎指標(biāo)在5%～8%之間，針片狀顆粒含量在6%～8%之間。

2）砂

選擇惠州市境內(nèi)的東江河砂，該河砂比較潔凈、質(zhì)地堅硬、級配良好，粒徑在5 mm以下，細(xì)度模數(shù)為2.75左右，通過0.315 mm篩孔的砂17%～20%，篩分曲線符合Ⅱ區(qū)中砂范圍，砂的含泥量在0.7%～1.1%之間。

1.4 摻合料

1） 粉煤灰

摻入粉煤灰可以代替部分水泥，能顯著改善混凝土拌合料的工作性，并具有減水作用，提高混凝土的可泵性[2]。粉煤灰選用蛇口電廠生產(chǎn)的Ⅰ級粉煤灰，經(jīng)抽檢，粉煤灰各項檢測指標(biāo)滿足GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的要求，各項檢測指標(biāo)見表1。

表1 粉煤灰檢測指標(biāo)Table 1 Test index of fly ash %

2） 礦渣粉

摻入礦渣粉可有效地減少混凝土拌合料的泌水性，從而可以有效減少混凝土面層的裂縫及裂紋的產(chǎn)生。礦渣粉采用密度高、流動度大的高爐礦渣粉，經(jīng)抽檢，高爐礦渣粉的各項檢測指標(biāo)滿足GB/T 203—2008《用于水泥中的粒化高爐渣》中S95級別標(biāo)準(zhǔn)要求，各項檢測指標(biāo)見表2。

表2 礦渣粉檢測指標(biāo)Table 2 Test index of ground slag

混凝土中摻加的粒化高爐渣粉和粉煤灰，其質(zhì)量要求穩(wěn)定并附生產(chǎn)廠家的品質(zhì)檢驗證明書，按標(biāo)明的品種、摻量、生產(chǎn)廠家和出廠批號、出廠日期等檢查驗收，并按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對其質(zhì)量進行復(fù)驗。

1.5 外加劑

經(jīng)過對TQN-2和UNF-5、NOF-AS這3種復(fù)合型外加劑進行綜合分析比較和試驗論證，優(yōu)先選擇了TQN-2復(fù)合型外加劑[3]。選擇的TQN-2復(fù)合型外加劑經(jīng)試驗檢測，質(zhì)量符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB 8076—2008《混凝土中外加劑》的有關(guān)規(guī)定。

2 混凝土配合比質(zhì)量控制

2.1 混凝土配合比設(shè)計和優(yōu)化

因高性能混凝土受多種因素的制約，要求達到高強、大流動性泵送高性能混凝土相比常規(guī)的一般混凝土配合比設(shè)計更加困難，因此，必須在試驗室進行多組試配、試驗，才能獲得滿足設(shè)計要求的最佳配合比，然后再根據(jù)施工現(xiàn)場條件對配合比進行調(diào)整和優(yōu)化[3]。

鹽田港碼頭現(xiàn)澆梁板采用C45高性能混凝土，該混凝土的基本技術(shù)要求為：

混凝土能達到設(shè)計要求的強度等級、耐久性及施工要求[4]。

配合比設(shè)計時要考慮攪拌站到現(xiàn)場澆筑點遠(yuǎn)距離帶來的坍落度損失，以保證混凝土澆筑時和易性和流動性符合要求。

配制的高性能混凝土，坍落度要求≥180 mm，強度等級≥C45。

混凝土配合比執(zhí)行現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTJ 268—96《水運工程混凝土施工規(guī)范》和JTJ 275—2000《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定。

1） 水灰比

水灰比對混凝土強度的影響比較敏感。水灰比大，混凝土坍落度就相應(yīng)提高，而混凝土強度也隨之降低；水灰比小，混凝土強度相應(yīng)提高，但混凝土的坍落度也隨之變小，不適合泵送。為保證混凝土的坍落度控制在180～220 mm，擴展度在50 mm以上，以便泵送，必須適量摻加TQN-2復(fù)合型外加劑，并將水灰比控制在0.32～0.34之間。

2） 水泥用量

考慮到要摻加粉煤灰和礦渣粉來代替一定數(shù)量的水泥，單位水泥用量不能太高，以便有效控制混凝土后期裂縫的產(chǎn)生，水泥用量宜控制在300 kg/m3左右。

3） 粉煤灰摻量

為改善混凝土的和易性，提高混凝土的后期強度，在混凝土配比中須摻加適當(dāng)?shù)姆勖夯摇７勖夯覔搅坎捎盟嗟却ǎ?jīng)過試驗結(jié)果，粉煤灰摻量初定為42%比較合理。

4） 礦渣粉摻量

礦渣粉摻量也是采用等代法，既能提高混凝土的抗?jié)B性，又能有效地減少混凝土拌合料的泌水性，從而可以有效減少混凝土面層的裂縫及裂紋的產(chǎn)生。經(jīng)過試驗結(jié)果進行比較，礦渣粉摻量初定為39%比較合理。

5）砂率

參照混凝土的強度要求和泵送要求，混凝土的砂率控制在37%～39%之間比較合理[5]。

6） 正交試驗

C45混凝土試驗定為4個因素，每個因素皆可水平選用L9（34）正交表，試驗結(jié)果如表3。

表3 C45混凝土試驗配合比Table 3 Mix ratio of C45 concrete test

7） 試驗結(jié)果

根據(jù)試驗對比分析，編號第5組為滿足鹽田港碼頭現(xiàn)澆梁、板、面層的各項指標(biāo)要求的最優(yōu)配合比：水膠比0.33，水泥用量282 kg/m3，粉煤灰摻量118 kg/m3，礦渣粉摻量110 kg/m3，外加劑摻量1.2%，砂率38%。再經(jīng)過用此配合比進行多次試驗，結(jié)果與表3中數(shù)據(jù)基本一致。另外，在碼頭面層施工時，還需在混凝土攪拌時適當(dāng)摻加聚丙烯高性能纖維，以減少碼頭面的裂紋。

2.2 混凝土配合比質(zhì)量控制要點

1）選用的碎石規(guī)格是否合適。

2）選用的原材料是否經(jīng)過批準(zhǔn)。

3）混凝土水灰比是否符合規(guī)范規(guī)定的耐久性要求。

4） 選用的坍落度和流動性能否滿足施工條件，能否保證質(zhì)量。

5）選用的初凝時間是否與施工工藝要求的澆筑層間間歇時間相適應(yīng)且有適當(dāng)富裕。

6）選定的配合比必須有28 d的強度試驗報告，該強度應(yīng)大于配制強度。

7）配置高性能混凝土，還需進行抗氯離子滲透性試驗。

3 混凝土生產(chǎn)的質(zhì)量控制

混凝土生產(chǎn)的配合比必須通過試驗，必要時還需經(jīng)過設(shè)備試拌試驗，滿足設(shè)計技術(shù)指標(biāo)和施工工作性要求，并經(jīng)審批方可使用。混凝土生產(chǎn)配料單必須經(jīng)審核后簽發(fā)，并嚴(yán)格按簽發(fā)的配料單進行配料，不得任意更改。

3.1 設(shè)備試拌

重要部位的混凝土構(gòu)件施工，特別是攪拌站距離澆筑現(xiàn)場比較遠(yuǎn)的施工，在混凝土正式施工前需要進行設(shè)備試拌試驗，設(shè)備試拌應(yīng)至少在混凝土澆筑到混凝土構(gòu)件前35 d完成。有條件的工程，應(yīng)連續(xù)進行3 d的設(shè)備試拌，以確定最佳的混凝土配合比來保障混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量。設(shè)備試拌時進行混凝土坍落度、擴展度、泌水性等檢測，見圖1。

圖1 混凝土泌水性檢測Fig.1 Concrete bleeding detection

3.2 配料稱量控制要點

1）原材料的稱量器具應(yīng)定期經(jīng)計量部門的檢驗，稱量方法應(yīng)先進可靠。

2） 原材料配料時，應(yīng)嚴(yán)格按配料單進行稱量，不得任意改動。

3）混凝土原材料稱量時，其偏差不得超過表4的規(guī)定。

4）每一工作班正式稱量前，應(yīng)對稱量設(shè)備進行零點校核，生產(chǎn)過程的稱量示值檢查次數(shù)不低于表4的規(guī)定。

表4 原材料稱量允許偏差及檢查次數(shù)Table 4 Allowable deviation and inspection timesof raw materials weighing

5）施工過程中應(yīng)檢測骨料含水率，每一工作班至少測定2次，當(dāng)含水率有顯著變化時，應(yīng)增加測定次數(shù)，根據(jù)測定結(jié)果及時調(diào)整用水量和骨料用量。

3.3 混凝土拌和質(zhì)量控制要點

1）混凝土拌合物的各項指標(biāo)應(yīng)與配合比設(shè)計吻合。

2）混凝土攪拌時，連續(xù)攪拌的最短時間應(yīng)按設(shè)備說明書及試驗確定；其連續(xù)攪拌的最短時間應(yīng)控制好。混凝土攪拌時間每一工作班至少應(yīng)檢查2次。

3）混凝土攪拌完畢后，應(yīng)按下列要求檢測拌合物的質(zhì)量指標(biāo)。

混凝土拌合物的坍落度和含氣量在攪拌地點和澆筑地點（當(dāng)澆筑點離攪拌點運輸時間超過15 min時）分別取樣檢測，每一工作班對坍落度至少檢查2次，含氣量至少檢查1次。坍落度的允許偏差值應(yīng)符合表5規(guī)定。

混凝土的出料溫度應(yīng)進行檢查，滿足規(guī)范對冷、熱天的施工溫度規(guī)定。

4）混凝土在出料點和澆筑點，均應(yīng)隨機取樣制作試件，試件的邊長取15 cm。試件留置組數(shù)，對預(yù)制構(gòu)件：每20 m3取1組；對現(xiàn)澆混凝土：每30 m3取1組。

表5 坍落度的允許偏差表Table 5 Allowable deviation of slump mm

5）混凝土拌合物應(yīng)拌合均勻，顏色一致，不得有離析和明顯泌水現(xiàn)象。

6）混凝土生產(chǎn)管理水平要求：對驗收合格的混凝土批定期統(tǒng)計計算其大樣本（N≥25）的抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)差，并應(yīng)符合規(guī)范要求。

4 結(jié)語

鹽田港集裝箱碼頭的混凝土生產(chǎn)，從原材料特別是砂石料的挑選和進場就比較嚴(yán)格。由于攪拌站距離碼頭澆筑點比較遠(yuǎn)，混凝土正常運輸需40 min，路況不太暢通時為60 min，因此應(yīng)更加重視混凝土的配合比試驗和設(shè)備試拌試驗。混凝土運到碼頭現(xiàn)場后，澆筑前應(yīng)對每車混凝土進行檢驗，如混凝土的坍落度、溫度等指標(biāo)不合格則不準(zhǔn)使用。通過確保混凝土質(zhì)量，實現(xiàn)工程質(zhì)量的創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)。

[1]JTJ269—96，水運工程混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)[S].JTJ 269—96，Quality control standard of concrete for port and waterway engineering[S].

[2] JTJ268—96，水運工程混凝土施工規(guī)范[S].JTJ 268—96，Specifications for concrete construction of port and waterway engineering[S].

[3]DL/T 5144—2001，水工混凝土施工規(guī)范[S].DL/T 5144—2001，Specifications for hydraulic concrete construction[S].

[4]黃明冬，賈鶴鳴.高性能混凝土在深圳鹽田港三期工程中的應(yīng)用[J].中國港灣建設(shè)，2004（3）：35-37.HUANG Ming-dong，JIA He-ming.Use of high performance concrete in phase III works at Yantian Port in Shenzhen[J].China Harbour Engineering，2004（3）：35-37.

[5] 李小軍.C60高強、早強、大流動度泵送混凝土在肇慶大橋工程的應(yīng)用[J].華南港工，2001（2）：35-38.LI Xiao-jun.Application of high strength，early strength and high fluidity C60 pump concrete in the Zhaoqing Bridge project[J].South China Harbour Engineering，2001（2）：35-38.