浅谈水利水电工程混凝土质量控制要点.pdf

工程施工 东北水利水 电 2 0 1 0年第 1 期 【 文章编号 1 0 0 2 -0 6 2 4 ( 2 0 1 0) 0 1 一o 0 3 6 0 3 浅谈水利水电工程混凝土质量控制要点 廉茂庆 ， 李中田 ( 1 水利部松辽水利委员会 ， 吉林 长春 1 3 0 0 2 1 ； 2 中水东北勘测设计研究有限责任公司科研院， 吉林 长春 1 3 0 0 6 2 ) 摘 要通过对混凝土原材料、 配合比、 拌制过程的控制以及混凝土在运输与浇筑过程中质量 控 制等几方 面的分析 ， 提 出了在 混凝 土生产过程 中各阶段 质量控 制的要 求。 关键词水利水电工程； 混凝土； 原材料； 质量控制 中图分类号 T V5 1 2 文献标识码A 水利水 电工程是庞 大而复杂 的系统工程 ， 混 凝土工程是其中一项重要的组成部分，水工混凝 土施工质量的严格控制是水工建 筑物工程质量 的 重要保证。在实际施工 中由于种种原因造成控 制 措施不当 ， 给工程带来隐患。要保证和提高工程中 混凝土的质量水平， 就要采取科学的控制措施 ， 在 施工中把好各个程序及 工序的质量关 。 1 混凝土原材料 质量控 制 混凝土由水泥 、 细骨料 、 粗 骨料 、 掺 合料 、 外 加 剂及拌和用水等材料组成 ，正确 合理地选择原材 料是控 制混凝土达到设计要求的主要措施之一。 1 1 水 泥 混凝土强度 的产 生主 要是水泥硬 化的结 果 在工程 中，应 当根据工程的特点 、施 工及环境 条 件 ， 结合各种水泥特性进行水泥品种的选择。水泥 强度等级的选择既应 当与混凝土的设计强度相适 应 。 又要做到经济合理 。 水泥在水化过 程 中放 出的热量称 为水化热 。 水化放 热量和放热速度不仅取决 于水泥 的矿物成 分 ， 而且 与水泥细度 、 水泥 中掺入 的混合材料等 有 关。大体积混凝土建筑物不宜选用水化热高的水 泥 因为建筑物的体积大 ， 水化热聚积 在内部不 易 散发 ， 内外产生很大的温度差 ， 引起不均匀 的内应 力 ， 从而使混凝土产生裂缝。水利水 电行业经常涉 3 6 及到大体积混凝土 的浇筑 大体积施工部位宜采 用低 热或中热水泥 ， 若使用水化热较高的水泥 时 ， 必须 经过热学性能试验论证 并且在施工过程 中 采取降温措施 。 水泥质量直接影响混凝 土的强度 ，运 至工地 的每一批水泥应有生产厂家的出厂合格证 和品质 试验报告 ， 使 用单位应进行验收检验。水泥检验 的 主要项目包括： 安定性、 凝结时间、 胶砂强度、 细度 ( 比表面积 ) 等 ， 只 有检验 合格的水泥方可配制混 凝土。 水泥进场后尽量做到先到先用， 不要积压 。当 在使用中对水泥质量有怀疑 或袋装水泥出厂超过 3个 月( 散装水泥 出厂 超过 6个月 ) 时 ， 应进行复 验， 并按复验结果使用。同时， 水泥在储藏过程中 要采取妥善措施 ， 防止水泥受潮。 1 2 掺合料 混凝土掺合料分为两大类非活性矿物掺 合料和活性矿物掺合料。非活性矿物掺合料与水 泥组分不发生化学作 用或化学作 用很小。活性矿 物掺合料虽然本身不水化或水化速度很慢 但能 与水泥水化 生成 的 C a ( OH) 反应 ， 生成 具有水硬 性的胶凝材料。活性矿物掺合料在混凝土中能起 到以下作用： 改善新拌混凝土的工作性： 降低混凝 土的温升； 调整实际构件中混凝土强度的发展， 增 进混凝土后期强度 ；提高混凝 土抗化学侵蚀 的能 2 0 1 0 年第 1 期 东北水利水电 工程施工 力， 增强混凝 土的耐久性 ； 节 约水泥 ， 有显著 的经 济效益。目前较多的土木工程中都或多或少地应 用混凝土活性掺合料。水工混凝土中往往根据具 体需要掺入适 当的掺合料 ， 其品种有粉煤灰 、 矿渣 微粒、 硅粉、 粒化 电炉磷渣、 氧化镁等。 掺合料的品 质应符合现行的国家和有关行业标准。 1 3 粗骨料 混凝土原材 料 中粒 径大于 5 m n的骨料称 为 粗骨料， 粗骨料分为天然卵石和人工碎石。卵石制 成 的混凝土和易性 较好 易捣固密实 ， 但与水泥浆 的粘结力差 ， 且颗粒 的坚硬程度不一。人工碎石是 天然岩石经过人 工或机械破碎 、 筛分得到的 ， 它强 度一致 ， 与水泥浆胶结 力强 。 选择粗骨料时，应按照勘察规程进行详细的 勘察和碱活性成分含量试验。通过试验判断骨料 是 否具有碱活性 ， 尽可 能不选 用碱 活性骨料 ， 如果 选 用， 应采取抑制措施并充分论证。 粗 骨料 的颗粒 级配可分为连续级配和 间断级 配 。连续级配粒 级呈连 续性 ， 即颗 粒 由小到大 ， 每 级石子 占一定 比例 ； 间断级配也称 为单粒级级配 ， 骨料级配不连续 。大骨料空 隙由小几 倍的小粒径 颗粒填充， 以降低石子的空隙率。采用间断级配， 由于粒径相差较大，混凝土拌合物容易产生离析 现象 ， 施 工困难 ； 采用连续级配 ， 和 易性好 ， 不易产 生离析现 象。 粗 骨料超逊 径超标会影响混凝 土拌合 物的和 易性 ， 造成混凝土不密 实 ， 甚至形成 空洞。超逊径 超标 的原因通 常是筛 网老化发 生破 损或筛子尺寸 行程太短 ， 出现筛不透现象。 粗骨料中的针片状颗粒含量不应超过相关规 定 。骨料针片状颗粒在 力的作 用下容易断裂 ， 针片 状含量过多。 不仅影响混凝土的和易性， 而且影响 混凝土的强度。 针片状含量与岩石的种类、 采取的 破碎工艺有直接关系 ， 与天然卵石相 比， 人工碎石 更易发生针片状含量超标现象。 粗骨料中的有害杂质主要有：硫酸盐及硫化 物、 有机物质、 蛋白石及其他含有活性氧化硅的岩 石颗粒等。骨料中的有害杂质能与水泥的水化产 物发生化学反应 ， 产 生有害的膨胀物质 ， 妨碍水泥 水化， 从而降低混凝土强度 。 因为泥粉会在骨料表面形成包 裹层 ，影响骨 料与水泥的结合力， 从而降低混凝土强度， 所以粗 骨料 中含泥量不应超过 规范要求 ，并 且不 允许含 有泥块 。骨料的坚固性是指在气候 、 外 力和其他物 理力学因素作用下抗碎裂的能力。用硫酸钠溶液 法检验骨料坚 固性 ， 试样经 5次干湿循环后 ， 其质 量损失应不超过规定。骨料压碎指标的大小直接 影响混凝土的强度和变形性能 ， 因此 ， 压碎 指标值 必须 在规定范 围之内。 1 4 细骨料 细骨料 是指粒径在 0 5 5 l n l T l 之 间的天然砂 或人工砂 。采 用级配 良好的细骨料可 使混凝土总 空隙率减小 ， 需要填充这些空 隙的水泥浆减少 从 而达到提 高混凝土强度和节约水泥的 目的。砂 的 主要检测项 目包括 ： 细度模数 、 含泥量 、 云母含量 、 轻物质含 量 、 硫化物等 。 细 度模 数 是表 示细 骨料 总体 粗 细 程度 的 参 数。根据细度模数大小 ， 细骨料通常分为粗砂 、 中 砂 、细砂 。混凝土中砂 子的表面需要 由水泥浆包 裹 ， 总表面积 愈大 ， 需要的水泥浆愈多。在相同用 量条件下 ，细砂的总表面积大 ，粗砂 的总表面积 小 拌制普通混凝土的用砂一般选用级配符合要 求的粗砂和 中砂。如果施工过程 中不同批次砂 的 细度模数变化较大 ， 应该考虑进行配合 比调整 否 则会影响到混凝土的强度。 砂 的含 泥量过 高会妨碍 水泥 与砂 的粘结 。 降 低混凝土强度 ，同时还增加混凝土拌 和物的 用水 量 ， 从 而加大混凝 土的收缩 ， 降低 混凝 土的抗冻性 和抗渗性 ， 所 以应严格控制砂的含泥量。砂 中含有 云母 、 轻物质 、 有机质 、 硫化物等有害物质 ， 会影响 混凝土的抗渗性，甚至腐蚀水泥，降低混凝土强 度 。 所 以其含量应符合相应规范要求 。 与粗 骨料一样 ， 细骨料也存在碱活性骨料 ， 细 骨料中不应含有活性氧化硅因为活性氧化硅能 与水泥中的碱分( K o及 Na 2 0) 起作用， 产生碱骨 料反应 。 使混凝土发生膨胀开裂。细骨料 在开采过 程中应定期或按一定开采数量进行碱活性检验。 有潜在危害 时应采取相应措施 。并经专 门试验 论 证方可使用。 1 5 外加剂 水工混凝土 中大 多根据工程需要掺入不同种 类 的外加 剂 ， 外加剂掺量 小 ， 作 用大 ， 掺 用后可 方 3 7 工程施工 东北水利水电 2 0 1 0年第 1 期 便施工 ， 节约水泥 ， 改变混凝土性能 ， 降低成本。目 前国 内生产 的外加 剂有减水剂 、 引气剂 、 防冻剂 、 早强剂等 ，外加 剂品质必须符合国家和现行行业 标准。由于不同厂家生产的外加剂性质存在很大 差异 且与其它原材料存在适应性 问题 ， 所 以施 工 单位在使用前应进 行适应性试验 。并在使用过程 中按批次进行检测。 1 6 水 混凝土用水分为拌和用水和养护用水。拌和 用水能够与水泥 中矿 物成分作 用生成具有胶 凝作 用的水化物， 水的品质会影响混凝土的凝结时间、 强度和耐久性。养护用水的作 用是为混凝土补充 水分 ， 使水化反应持续进行。在拌制和养护混凝土 用的水中，不得含有影响水泥正常凝结与硬 化的 有害杂质， 用水的 p H值 、 硫酸盐、 c l 一 含量均不得 超过规范要求 【 2 】 ，因此一般不得用海水拌制混凝 土。凡是能饮 用的 自来水和清洁 的天然水 ， 都能用 来拌制和养护混凝土。地表水 、 地下水和其他类型 水在首次用于拌和 、 养护混凝土时 ， 需按照现行的 有关标准检验 ， 检验合格后方可使用。 2 混凝 土配合 比质量控 制 2 1 配合 比设计 混凝土配合 比是指混凝土 中各组成材料之 间 的比例 关系。设计 出的混凝土配合比应满足结构 设计和质量规范对混凝土的强度等级要求：满足 工程所处环境对混凝土 的抗渗性 、抗冻性及其他 耐久性要求 ；满足施工对混凝土拌和物的和 易性 要求 ； 在 满足 上述要求 的前提 下 ， 尽 量节省水泥 ， 以满足经济性要求 。采 用发热量较低的水泥和减 少单位水泥 用量是 降低混凝土水化热温升的最有 效措施 。减少单位 水泥 用量可 以从混凝土配合 比 优化 、 掺加掺合料和外加剂等方面着手3 】 。 2 2 施工配合 比 试验室确定配合 比时 骨料均以干燥状 态或 饱和面干为准， 而工地现场的砂石材料都含有一 定 的水分 ， 为 了准 确地 实现试 验室 配合 比 ， 应根 据现场砂石的含水率对配合比进行换算。骨料超 逊径 的存在 能够 导致 骨料级配 不准 ， 在实际施 工 时， 应实测骨料超逊径含量， 进行配合比换算。根 据工地 材料 情况 进行 调整 换算 后 的配合 比为施 工配合 比。 3 8 - 3 混凝 土施工质 量控制 3 1 混凝土的搅拌 为了拌制出均匀优质的混凝土，必须健全搅 拌规章制度 。包括投料顺序、投料量和搅拌时间 等 。投料顺序是影 响混凝土质量及搅拌机生产率 的重要因素 常用的投料顺序有： 一次投料法、 二 次投料法。一次投料法是在上料 时先加粗 骨料再 加水泥然后是砂子一次投入搅拌机中。投料前应 加部分水 ， 投料时砂子压住水泥不致飞扬 。二次投 料法是先 向搅拌机 内投入 水和 水泥待 其搅均后 ， 再投入砂 、 石 ， 继续搅拌到规定时间。 现 场施工时， 必须严格按施工配合 比对原材 料进行计 量控制 ， 采用配料机的搅拌 站 。要随机抽查每 盘的材料重 量。投料量宜控制在搅拌机的额定容量以下 ， 以免 影响混凝土拌和物的均 匀性 。混凝土搅拌 的最短 时间应满足规范规定。 3 2 混凝土的运输与浇筑 混凝土在运输过程 中应保持均质性。受运距 、 运输车辆密封性 、 运输过 程中的颠簸等 因素影响 ， 混凝土很容易产生骨料分离、 泌水 、 砂 浆流失及塌 落度损失等现象 ，应 以最少的转运次数和最短的 时间运至浇筑地点 ， 并在初凝前浇筑完毕。混凝土 运输手段通 常有搅拌罐车 、 自卸车两种。搅拌罐车 密 闭性好 、 运输过程中能够实现搅拌 。 最大限度地 保持新拌混凝土 的质量 但其成本高 、卸料速度 慢 。配置 震动装置的 自卸车卸料速 度快、 成本低 ， 但在 使用 中要采取料 斗密封及车 篷遮蔽 等措施 ， 以避免砂浆流失 、 水分蒸发过快或雨水淋入。对于 有温控要 求的大体积混凝土 ，运输车辆还应加装 保温措施 。 混凝土的浇筑方式有皮带机入仓 、缆机或 门 机 吊罐入仓 、 溜槽入仓等 ， 根据工程实际情况和具 体浇筑位置选择不同入仓方式。浇筑模板应尺寸 准确 、 支撑牢固 ， 必须达到施工验收标准【 2 】 。模板安 装之前应按 图纸的要求正确计算模板配件和支撑 件的用量，并对已进入工地的模板质量进行严格 的检 查， 确定模板安装的位置 在模板接缝处安放 胶条， 防止混凝土浇筑时跑浆、 漏浆。模板表面要 光 滑、 平整 ， 脱模剂要均匀， 厚度在 2 - 3 r r l a- n左右 。 浇筑前应对浇筑仓面进行验收， 仓面不应有杂物， 仓 面钢筋布置应符合设计要求。 ( 下转第6 5 页) 2 0 1 0 年第 1 期 东北水利水电 水利信息化 的维护， 维护经费单独列资。具体要求： ( 1 )微波电话全部由省固定电话电信运营商 ， 放出沈阳固定电话号码。 ( 2 ) 微波通道于电信运营商通道自动应急转换。 ( 3 ) 微波基站应配备应急发 电机 。 4 超短波电台 作为防汛应急通信的第四种重要手段 ，省防 汛主 管部 门可在 每年汛前 、汛后对各市 电台设备 进行必要 的维护 ， 维护经费单独列资 。 各市统一频 点( 主用 备 用) ， 并建 立固定和移 动( 车辆) 中继电台。配备一定数量的手持机。 5 网络办公 指挥 系统建 设 作为防汛平时办公指挥系统，省防汛主管部 门可 采取招标方 式 。与地 方固定或移动 电话 电信 运营商签定全省防汛专网合作合同。具体要求： ( 1 ) 电信运营商提供虚拟局域网。 ( 2 ) 电信运营商为各市防汛主管部门提供广域 网真 I P 地址。 ( 上接 第 3 8页 ) 为了保证浇筑质量 ，混凝土的浇筑应由低处 往 高处分层浇筑 ，必须控 制混凝 土每层 的浇筑 厚 度 。 每 层的厚 度应根 据捣实方 法、 结构 的配筋情 况 等因素确 定。为防止浇筑 时混凝土产生离析现象 ， 浇筑过程中混凝土的自由下落高度 ，一般不宜超 过 2 m。浇筑混凝土应连续进行 ， 如 果间歇时 间超 过规范规定需 留置施工缝 施工缝是结构 中的薄 弱环节 宜 留在结构受力最小 的部位。浇筑施工缝 处宜先铺一层厚 1 0 1 5 m m的水泥浆。大体积混 凝土浇筑时，可以采用以下方法减少仓面混凝土 温 度回升 ： 对混凝土浇筑 进行合理 的分层 、 分 块 ， 在基础部位尽可能采用薄层轮浇的施工方法； 尽 量避开最热时段浇筑混凝土；对较大仓面采用台 阶法浇筑 ； 可用布临时覆盖， 避免仓面内混凝土受 阳光照射时间过长而失水 ； 仓面设置喷雾装置 ， 降 低环境温度 。 现浇混凝土进行振捣能够增强混凝土的密实 性 ， 提高强度。但振捣时间过长易使混凝土 出现分 层离析现象 ， 反而影 响强度 。正确 掌握振捣 工艺 ， ( 3 ) 各市防汛主管部门建立办公用主机。 ( 4 ) 省防汛主管部门为各市防汛主管部门办公 用主机提供技术支持。 ( 5 ) 省防汛主管部门主机， 主页提供各市防汛 主管部 门办公 用主机指 向。 ( 6 ) 省防汛主管部 门主机 ， 集成各种信息于 电 子地 图。 ( 7 ) 省防汛主管部门，确定终端信息采集设备 ， 便于信息集成。 总 之 ， 辽宁水利通信专 网在建设 方向上 ， 应始 终坚持一主一备的应急原则 ， 以可靠性 为主 ， 经济 实用性为辅 ， 确保全省防汛通讯专网的畅通。日前 ， 省水利 防汛通讯 专网与地方 电信运营商密切合作 ， 已于 2 0 0 9年 5月正式投入运行 ， 现运行 良好。 【 收稿 日期】 2 o o 9 一o 9 0 7 作者简介高春平( 1 9 6 5 一 ) ， 男， 沈阳市人 高级工程师， 从事水 文 水资源通 讯工作 。 为 了防止 上层表面混凝 土先振捣而与 下面的混凝 土产生分层离析 ， 振捣棒要 快插 ， 为了使混凝 土能 填满插孔 ， 抽 出时要慢拔 ， 一般振 动时间掌握在 5 2 0 s 之间。振动棒不能靠在钢筋上振动 ， 因钢筋振 动后 ，使已经振实的部分钢筋和混凝土握裹力降 低 。为 了保证 混凝土上下振捣均 匀， 应将振动棒 上 下来 回抽动 5 0 1 0 0 m m。 此外 ， 还应将振动棒深入 下 一层混 凝土 5 0 mm 左右 ， 以保 证上下层混凝 土 结构密实【 2 】 。 参 考 文 献 1 许崇山， 李国辉 层次分析法在混凝土质量控制中的 应用 J 低温建筑技术， 2 0 0 8 2 李长存， 周永昌， 兰士伟 施工中混凝土质量控制研究 J 沈阳大学学报， 2 0 0 5 3 沈仲涛， 周廷志 界竹 口电站夏季混凝土质量控制 J 大坝与安 全 2 0 0 8 【 收稿 日期】 2 9 -1 0 0 3 【 作者简介 廉茂庆( 1 9 6 9 一) ， 男， 吉林省人 ， 高级工程师， 从事科 技管 理工作 。 6 5