道路橋梁工程材料質量檢測的重要性及優化策略

謝信友（廈門合誠工程檢測有限公司）

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道路橋梁工程材料質量檢測的重要性及優化策略

謝信友（廈門合誠工程檢測有限公司）

道路橋梁工程的抗環境腐蝕作用日益受到建筑行業的重視，而其從本質上而言是由工程材料質量決定的。當前質量檢測的重心更多傾向于材料的強度檢測，而在其耐久性方面則有所欠缺，有鑒于此，本文討論了道路橋梁工程材料質量檢測的重要性。

道路橋梁工程；材料質量檢測；抗腐蝕性；耐久性；優化策略

引言

道路橋梁工程建設完成后，在長期的使用過程中，各類外部因素會對其使用性能及使用壽命造成影響。這就對其抗腐蝕性能提出了較高要求，現行混凝土結構設計與相關施工規范，更多關注的是工程結構強度及其荷載能力，側重于其安全性與適用性，而對其在建成投入使用后的各類因素造成的性能及結構強度下降重視不足。尤其是環境因素在長期使用過程中造成材料性能的降低，進而造成混凝土結構性能下降是造成工程整體使用功能性減弱的主要原因。這就對原材料的質量提出了更高要求，高質量的原材料在環境作用下可以較長年限的保證其使用性能，保障其構造的混凝土結構的耐久性，增強道路橋梁工程的抗腐蝕性能。

1　道路橋梁工程抗腐蝕性能

道路橋梁工程的抗腐蝕性能主要由混凝土結構承擔，環境作用對于混凝土的腐蝕首先在表層進行，損傷其截面或是表面混凝土材料強度性能，進而損傷內部結構，造成鋼筋銹蝕等，劣質混凝土材料的存在會加速這個過程，尤其是和易性差的材料組成的混凝土，其密實度不足，使環境作用等外部因素可以乘隙而入，而有害物質如氯離子等含量超標，也會加速混凝土結構的腐蝕。道路橋梁工程抗腐蝕性能不足，一方面導致維修保養的成本增加，另一方面也會很大程度上降低工程的使用壽命，縮短重復建設周期，造成資源浪費。

2　道路橋梁工程材料檢測的重要性

2.1水泥對混凝土性能的影響

水泥是混凝土的主要構成材料，其質量直接決定了混凝土材料的性能。水泥的水化熱是混凝土結構成型過程中形成結構裂縫的主要原因，劣質的水泥不僅強度性能較差，而且其與其它配料的相容性差，形成較大的混凝土結構缺陷，在后續使用中，環境對其侵蝕作用更為明顯，結構上的裂縫為外部因素提供了入侵通道。

2.2骨料對混凝土性能的影響

骨料作為混凝土強度結構及耐久性構造的重要材料，其泥沙含量、堅固性、化學物質含量、級配、抗壓強度、吸水性等都對混凝土性能產生重要的影響。骨料中的粗集料在吸水后其強度和性能會存在一定程度的變化，不合適的骨料類型會降低骨料抗壓強度，形成混凝土內部細微裂縫，在長期使用過程中發展為大裂縫，降低混凝土結構的使用壽命。未清理干凈的骨料使用過程中，如果有害物質超標，會對混凝土組成材料之間的物理化學作用造成不利影響，使的配比出現錯誤，降低混凝土質量水平。

2.3外加劑對混凝土性能的影響

化學外加劑是提升混凝土性能的重要物質。如減水劑等，可以很大程度上降低混凝土澆筑、成型過程中的水化放熱，對溫度裂縫的形成起到良好的抑制作用；阻銹劑則可以對鋼筋結構的銹蝕起到保護作用，引氣劑、混凝劑、膨脹劑等都可以一定程度上改善混凝土的性能，提升其環境耐受力。但是，各種外加劑中的化學成分之間也會存在有沖突情況，如果不進行兼容性測定，外加劑的添加可能起到相反的作用，同時外加劑中的氯離子含量如果不符合相關標準，也會導致混凝土耐久性的下降。

2.4摻合料對混凝土性能的影響

以摻粉煤灰為例說明摻混合料對混凝土性能的影響。在拌制混凝土過程中加入粉煤灰，對混凝土膠結材級配能夠起到較好的改良作用，因為混凝土的骨架由粗細集料構成，其物理結構中存在空隙，水泥顆粒則填充在這些縫隙中，因為水泥顆粒仍舊呈現不規則狀態，其組成的結構中仍舊留有較小的空隙，而粉煤灰的粒徑更小，摻入后可以進一步填充這些縫隙，由此可以對混凝土體系的顆粒級配起到很好的優化效果。該過程釋放原有該空隙中的水，提升混凝土體系自由水含量，從而提高混凝土和易性。從另一個角度而言，粉煤灰的使用降低了水泥用量，對水化熱的產生起到一定程度上的抑制作用，同時其可以延緩混凝土的凝結時間，使得放熱的過程更為緩慢，避免了急劇溫度變化導致的劇烈形變，對混泥土裂縫尤其是大體積混凝土裂縫的產生起到良好的制約作用。除此之外，空隙的減少提升混凝土的密實度，減少混凝土膨脹并對水化反應起到促進作用，由此提升混凝土抗滲性能、抗腐蝕性能以及耐久性。

總而言之，材料是混凝土質量的基本保證，也是其耐久性和抗腐蝕能力的基礎性能保障，優質的材料才能保障混凝土的性能，進而保障道路橋梁工程的質量，進行材料檢測的重要性不言而喻。目前而言，因為材料質量的檢測更為偏向于荷載強度性能的保障，而一定程度上忽視了材料耐久性方面的檢測，實質上，這兩者之間并沒有嚴格的沖突。下文將在現有標準上，提出強化材料耐久性能檢測的優化策略。

3　道路橋梁工程質量檢測的優化策略

3.1水泥質量檢測優化策略

所用水泥質量符合國家標準《通用硅酸鹽水泥》的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥（強度≥42.5級）。為保證其耐久性，立窯水泥是不允許選用的，同時要選用緩凝、低水化熱及適度C3A含量的水泥，檢測中，水泥中C3A含量滿足在6～12%之間的技術標準。對于環境作用等級為D、E、F，水泥中C3A含量不宜超過8%；所用水泥的氯離子含量應低于0.06%，總堿量應低于0.6%。

3.2集料質量檢測優化策略

集料檢測時除應符合現行國家行業標準 《公路橋涵施工技術規范》規定的一般技術要求。必須對堿集料的潛在活性進行檢測，要求活性集料不會產生堿和集料堿的化學反應；粗集料含泥量在0.7%以下，泥塊含量在0.25%以下；細集料含泥量不超過1.0%，泥塊含量則應不超過0.5%。堅固性試驗結果質量損失應小于10%（粗集料）和5%（細集料）。細集料一般選用優質河砂，云母檢測含量在2%以下，細度模數（Mx）分為：粗砂Mx=3.7～3.1，中砂Mx=3.0～2.3，細砂Mx=2.2～1.6；在混凝土配制時應同時考慮砂的細度模數和級配情況，不得使用細砂，顆粒級配應滿足Ⅱ區級配要求；粗集料檢測：①要求達到級配要求，因通常采用碎石即卵石等，應對其壓碎指標進行檢測，要求在10%以下，針片狀顆粒所占比例應小于7%；②要進行有害物質檢測，硫化物含量要求在0.5%以下；③堆積密度要求在1500kg/m3以上，致密性石子則要求在1600kg/m3以上；④粒徑的檢測，最大粒徑小于1/4結構物最小尺寸，同時應小于結構鋼筋最小凈距的3/4及保護層2/3，耐久性混凝土的粗集料最大粒徑還不應超過25mm；⑤按照《公路工程巖石試驗規程》檢測粗集料來源巖體抗壓強度，其強度應在混凝土強度的兩倍以上。

3.3外加劑質量檢測優化策略

所采用的化學外加劑，要由相關部門依據 《混凝土外加劑》相關規定嚴格檢驗并出具合格證，使用前復驗效果，使用時應符合產品說明及《混凝土外加劑應用技術規范》。結合化學外加劑自身特點及使用目的，分析其經濟性及技術條件選擇品種后，再依據具體狀況進行試驗調整摻量，檢驗其實用性能。配制耐久性混凝土所用的化學外加劑及其使用尚應符合如下要求：①各種化學外加劑應具備推薦摻量及相應減水率等重要信息的廠家配套相關說明書。包括主要成分化學名稱等基本信息，含堿量以及氯離子含量等基本參數。同時應有注意事項說明，包括超量或欠量使用時的有害影響、摻和方法和使用說明等；②配制耐久性混凝土所用的外加劑減水率應至少達到20%；③當混合使用多類外加劑時，進行相容性檢測；④氯離子含量檢測中需滿足混凝土中膠凝材料總重的0.01%以下的技術要求。

3.4拌合物質量檢測優化策略

混凝土拌合物中總堿量及氯離子總量在質量檢測中應予以嚴格控制。總堿量一般應在3.0kg/m3以下；其中的水溶氯離子總量，潮濕或半潮濕環境條件下，檢測結果應在膠凝材料重量的0.2%以下；干燥條件下檢測結果則應在0.3%以下；其他氯鹽環境下，如海水、除冰鹽等，則應在0.1%以下；預應力混凝土檢測要求需要更高，應達至0.06%以下的檢測標準。

此外，混凝土強度評定驗收應分批進行，同一驗收批的混凝土應由強度等級相同、配合比和生產工藝基本相同的混凝土組成，對現澆混凝土結構構件宜按分項工程劃分；對于有抗氯子滲透要求的混凝土，則應在現場制作成型混凝土試件，委托有資質的檢測機構檢測抗氯離子滲透指標，以評價混凝土的耐久性指標是否滿足設計要求。

4　結束語

道路橋梁工程是城市建設的重要基礎設施，在人們的工作生活中發揮著重要的作用，其在長期使用中的安全性必須得到充分的保障。因此，其抗環境腐蝕能力及耐久性需要建設者予以足夠的重視，要做好相關工作，就要從源頭上的材料質量做起，注重材料質量性能的檢測，在傳統材料強度性能的要求上，增加對材料耐久性能的關注度，并采取有效措施，從而在不斷的實踐工作中總結經驗，改進方法，提高道路橋梁工程較長時間周期內的使用性能。

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謝信友（1978-），男，工程師，本科，主要從事高速公路試驗檢測工作。

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2095-2066（2016）14-0176-02

2016-5-1