建筑施工中混凝土質(zhì)量控制措施研究

孫文婷 胡樂(lè)園

（1.山東滕建建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 棗莊 277599；

2.山東正大建筑工程有限公司，山東 棗莊 277599）

隨著社會(huì)的進(jìn)步和城市建設(shè)的推進(jìn)，建筑業(yè)已成為支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。在建筑建設(shè)過(guò)程中，混凝土發(fā)揮著不可替代的作用，其質(zhì)量直接關(guān)系著工程的安全性、耐久性和使用性能[1-3]。然而，隨著建筑規(guī)模的增大以及結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，混凝土生產(chǎn)、澆筑質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越高[4]。實(shí)際施工中，受到原材料質(zhì)量不穩(wěn)定、施工操作不規(guī)范、養(yǎng)護(hù)措施不到位等因素影響，施工后的混凝土存在開(kāi)裂、強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、表面質(zhì)量差等問(wèn)題，嚴(yán)重影響到工程質(zhì)量[5]。而有效的混凝土質(zhì)量控制措施不僅能夠保證混凝土的性能穩(wěn)定、提高建筑的安全性和耐久性，還能夠減少因質(zhì)量問(wèn)題引發(fā)的工程事故，降低經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)[6-7]。

基于此，為保證工程建設(shè)中的混凝土質(zhì)量，通過(guò)試驗(yàn)分析了砂率、水膠比、粉煤灰對(duì)混凝土性能的影響程度，為混凝土配合比的確定提供指導(dǎo)，并提出混凝土生產(chǎn)、澆筑以及養(yǎng)護(hù)階段的質(zhì)量控制措施。

1 工程概況

某小學(xué)教學(xué)樓工程，地下1層，地上4層，結(jié)構(gòu)類(lèi)型為框架剪力墻，建筑中主要承重構(gòu)件為柱和墻，共需5500m3混凝土，設(shè)計(jì)混凝土等級(jí)為C60，控制其坍落度范圍為180mm～220mm，通過(guò)汽車(chē)泵送的方式進(jìn)行澆筑。施工場(chǎng)地與混凝土攪拌站的距離為5km，混凝土出站運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)需30min 左右。本項(xiàng)目所用混凝土要具有足夠的強(qiáng)度和性能穩(wěn)定性，同時(shí)，為了防止C60混凝土出現(xiàn)過(guò)大的坍落度損失，在設(shè)計(jì)混凝土配合比時(shí)應(yīng)將坍落度損失問(wèn)題考慮在內(nèi)。出廠時(shí)混凝土的坍落度為240mm，10mm/h 為其損失率。可從保坍、降粘方面控制混凝土的坍落度，通過(guò)使用高品質(zhì)外加劑、水泥、水等來(lái)改變砂率、粉煤灰含量，以此增強(qiáng)混凝土的各項(xiàng)性能，同時(shí)，也可通過(guò)優(yōu)化混凝土生產(chǎn)、養(yǎng)護(hù)、建筑等環(huán)節(jié)來(lái)控制混凝土的施工質(zhì)量。

2 試驗(yàn)材料和配合比

2.1 試驗(yàn)材料

2.1.1 礦粉、砂石和粉煤灰

試驗(yàn)所用礦粉為S95 礦粉，比表面積為425m2/kg，28d、7d活性指數(shù)分別為101%和85%，流動(dòng)度為100%；所用砂石屬于人工砂，石粉含量為4.3%，細(xì)度模數(shù)為2.7，含泥量和壓碎值分別為0.2%和4.5%；所用粉煤灰為I 級(jí)F 類(lèi)粉煤灰，燒失量、用水量比和細(xì)度分別為1.08%、94%和9.7%。

2.1.2 水泥和外加劑所用水泥類(lèi)型為P·O 42.5，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為28.5%，比表面積為364m2/kg，28d抗折和抗壓強(qiáng)度分別為9.7MPa 和51.3MPa，7d 抗折和抗壓強(qiáng)度分別為6.2MPa 和30.3MPa，終凝時(shí)間為266min，初凝時(shí)間為182min，安定性測(cè)試后能夠達(dá)到使用要求；所用外加劑減水率為29%，攪拌用水為一般飲用水。

2.2 配合比

根據(jù)相關(guān)規(guī)范對(duì)混凝土配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)試拌后確定配合比，具體見(jiàn)表1。對(duì)該配合比混凝土標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行28d 抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度為78.4MPa，滿足工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 混凝土設(shè)計(jì)配合比/kg/m3

3 不同因素對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

3.1 混凝土性能受砂率的影響

按照上述混凝土配合比，檢測(cè)混凝土在36%、34%、32%、30%、28%砂率時(shí)的工作性能和抗壓強(qiáng)度，混凝土試樣為邊長(zhǎng)100mm 的正方體試塊。試驗(yàn)時(shí)依次開(kāi)展6次平行試驗(yàn)，表2為測(cè)出混凝土在各砂率下28d養(yǎng)護(hù)齡期的工作性能和抗壓強(qiáng)度的具體結(jié)果。

表2 不同砂率下混凝土的各項(xiàng)性能

由表2 可以看出，混凝土28d 抗壓強(qiáng)度、2h 坍落度和出廠坍落度均隨砂率的增大而減小。這是由于隨著砂率的增加，骨料的總表面積也隨之增大，在水泥漿量一定時(shí)，骨料表面包裹的水泥漿會(huì)不斷減少，增大了骨料的摩擦力，從而使新拌混凝土的流動(dòng)性變差。同時(shí)也能看出，當(dāng)砂率為32%時(shí)混凝土的流動(dòng)性和拌合難度達(dá)到最佳狀態(tài)，繼續(xù)降低砂率也無(wú)法再提高混凝土的性能，并且會(huì)使混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，因此，當(dāng)砂率為32%時(shí)，混凝土的流動(dòng)性和強(qiáng)度最佳，混合料有較強(qiáng)的流動(dòng)性，降低了澆筑難度。

3.2 混凝土性能受水膠比的影響

按照設(shè)計(jì)的混凝土配合比，檢測(cè)混凝土水膠比為0.3、0.32、0.34時(shí)的混凝土抗壓強(qiáng)度，試驗(yàn)時(shí)依次開(kāi)展6次平行試驗(yàn)，表3為測(cè)出混凝土在各水膠比下28d養(yǎng)護(hù)齡期的工作性能和抗壓強(qiáng)度的具體結(jié)果。

表3 不同水膠比下混凝土的各項(xiàng)性能

由表3可以得出，混凝土抗壓強(qiáng)度隨水膠比的減小而增大。這是由于當(dāng)單位水泥用量一定時(shí)，隨著水膠比的增大，單位用水量也隨之增大，使水泥漿液越來(lái)越稀，增大了混凝土的坍落度；而混凝土水膠比越小，單位用水量也越少，水泥漿液也就越干，減小了混凝土的坍落度，因此可確定混凝土最佳水膠比為0.3。

3.3 混凝土性能受粉煤灰等級(jí)的影響

按照設(shè)計(jì)的配合比拌合混凝土?xí)r，粉煤灰等級(jí)選擇II級(jí)和I級(jí)，試驗(yàn)時(shí)依次開(kāi)展6次平行試驗(yàn)，表4為得出的28d兩種粉煤灰混凝土的工作性能和抗壓強(qiáng)度。由表4 可以看出，與II 級(jí)粉煤灰所配混凝土相比，使用I 級(jí)粉煤灰的混凝土具有流動(dòng)性較好、強(qiáng)度大、坍落度損失小的優(yōu)點(diǎn)。這是由于粉煤灰可以作為微集料代替水泥，優(yōu)化混凝土的流動(dòng)性。同時(shí)，高品質(zhì)粉煤灰中的雜質(zhì)和碳含量較低，活性較好，有助于混凝土早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度的發(fā)展。但在添加粉煤灰時(shí)，應(yīng)控制在合適的比例范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)粉煤灰摻入過(guò)多導(dǎo)致混凝土粘度下降，形成離析和泌水等現(xiàn)象，從而影響混凝土的抗壓強(qiáng)度。

表4 不同粉煤灰等級(jí)下混凝土的各項(xiàng)性能

4 混凝土質(zhì)量控制措施

4.1 生產(chǎn)控制措施

4.1.1 原材料控制

此次工程中所用混凝土等級(jí)為C60，其穩(wěn)定性和強(qiáng)度易受外界環(huán)境和材料的影響，因此，制作混凝土?xí)r要控制好原材料的質(zhì)量，進(jìn)場(chǎng)時(shí)嚴(yán)格檢查原材料品質(zhì)，避免混凝土性能受到原材料的影響而出現(xiàn)缺陷。混凝土的主要原材料包括水泥、骨料（碎石和砂子）、外摻料和水等。其中，選擇質(zhì)量穩(wěn)定、強(qiáng)度等級(jí)合適的水泥，確保其儲(chǔ)存環(huán)境干燥，避免受潮，同時(shí)檢測(cè)水泥的比表面積、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度等，判斷是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于骨料、碎石等骨料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈，同時(shí)檢測(cè)碎石和砂子的粒徑分布、含泥量、含水量、堅(jiān)固度、磨耗損失等；摻合料，如粉煤灰、礦粉等，根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)選擇品質(zhì)較好且穩(wěn)定的外摻料，并合理控制摻量，并檢測(cè)外摻料的溫度、色澤、比表面積等。除此之外，在施工現(xiàn)場(chǎng)中應(yīng)單獨(dú)放置C60混凝土的原材料，避免受潮，做到專(zhuān)料專(zhuān)用。

4.1.2 控制混凝土配合比

確定混凝土的配合比時(shí)，應(yīng)先明確項(xiàng)目中混凝土的強(qiáng)度、耐久性、工作性、成本等指標(biāo)，考慮混凝土的坍落度、流動(dòng)性，選擇合適的水泥、骨料、摻合料和外加劑，并通過(guò)試驗(yàn)確定各成分的摻量，同時(shí)，需要考慮溫度、濕度、氣候等會(huì)對(duì)混凝土性能造成影響的外在因素。根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，在設(shè)計(jì)C60 混凝土的配合比時(shí)，應(yīng)將砂率和水膠比控制在32%和0.3，外摻料粉煤灰等級(jí)為II級(jí)，具體配合比見(jiàn)表1。

4.1.3 混凝土拌合控制

攪拌過(guò)程中，應(yīng)確保各種原材料的投料順序和攪拌時(shí)間，確保混凝土充分?jǐn)嚢璨⒕鶆蚧旌希苊獬霈F(xiàn)未攪拌均勻的情況，并應(yīng)定期檢查攪拌設(shè)備的運(yùn)行狀況，確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在攪拌過(guò)程中，應(yīng)觀察混凝土的工作性，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)調(diào)整配合比。

4.1.4 出廠檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

混凝土在出廠前應(yīng)檢測(cè)其強(qiáng)度、坍落度等指標(biāo)，合格后方可出廠，若檢測(cè)結(jié)果不滿足工程要求，不得出廠。混凝土出廠檢測(cè)合格運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，各運(yùn)輸車(chē)輛均應(yīng)攜帶20kg 以上的減水劑，便于調(diào)整坍落度。當(dāng)混凝土運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，要對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，分析其在實(shí)際工程中的工作狀態(tài)。由項(xiàng)目中的質(zhì)檢員檢測(cè)混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性能、耐久性等，如發(fā)現(xiàn)混凝土中存在裂縫、氣孔等問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

4.2 混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制

4.2.1 澆筑質(zhì)量

在澆筑前對(duì)模板安裝、配筋、澆筑設(shè)備等進(jìn)行檢查，合理安排澆筑計(jì)劃，包括澆筑面積、澆筑層次、施工工序等，并與技術(shù)人員進(jìn)行溝通交底。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)混凝土配合比進(jìn)行澆筑，防止?jié)仓^(guò)程中發(fā)生斷料、過(guò)多積料等情況，嚴(yán)禁私自加水，同時(shí)控制混凝土的坍落度，確保混凝土的流動(dòng)性和坍塌性符合工程要求。在澆筑混凝土后使用合適的振搗設(shè)備，嚴(yán)格控制振搗和壓實(shí)的時(shí)間和數(shù)量進(jìn)行振搗，確保混凝土充分密實(shí)且無(wú)氣泡，振搗后通過(guò)托板對(duì)澆筑面進(jìn)行抹壓收面，避免形成干縮變形。除此之外，在澆筑時(shí)要防止混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大，避免混凝土在溫度應(yīng)力的作用下開(kāi)裂，影響混凝土的強(qiáng)度。

4.2.2 養(yǎng)護(hù)質(zhì)量

由于C60 高強(qiáng)混凝土中水泥占比較多，內(nèi)部會(huì)形成較為強(qiáng)烈的水化反應(yīng)，使溫度快速升高、水分蒸發(fā)速度變快。為避免混凝土澆筑后因內(nèi)外溫差過(guò)大和水分散失過(guò)快而開(kāi)裂，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行科學(xué)的養(yǎng)護(hù)，包括保濕、覆蓋、遮陽(yáng)等措施，以確保混凝土的早期強(qiáng)度和質(zhì)量。特別是對(duì)柱、剪力墻等重要受力構(gòu)件，須在混凝土具備一定強(qiáng)度后再拆除模板，并在模板拆除后及時(shí)覆蓋棉被、毛氈等進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得小于14d。

5 結(jié)語(yǔ)

為保證工程建設(shè)中混凝土的質(zhì)量，通過(guò)試驗(yàn)分析了砂率、水膠比、粉煤灰對(duì)混凝土性能的影響程度，為混凝土配合比的確定提供了指導(dǎo)，同時(shí)，提出了混凝土生產(chǎn)、澆筑以及養(yǎng)護(hù)階段的質(zhì)量控制措施，主要得出以下結(jié)論：

（1）混凝土28d抗壓強(qiáng)度、2h后坍落度和出場(chǎng)坍落度均隨著其砂率的增大而減小，砂率為32%時(shí)混凝土的流動(dòng)性和拌合難度達(dá)到最佳狀態(tài)；通過(guò)減小混凝土水膠比，能夠明顯增大混凝土的抗壓強(qiáng)度，提高結(jié)構(gòu)的承載能力，混凝土最佳水膠比為0.3。

（2）與II 級(jí)粉煤灰所配混凝土相比，使用I 級(jí)粉煤灰的混凝土具有流動(dòng)性較好、強(qiáng)度大、坍落度損失小的優(yōu)點(diǎn)，但在添加粉煤灰時(shí)，應(yīng)控制在合適的比例范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)粉煤灰摻入過(guò)多導(dǎo)致混凝土粘度下降，形成離析和泌水等現(xiàn)象，從而影響混凝土的抗壓強(qiáng)度。