混凝土是由水泥、砂、石和水拌合后,水泥水化反應形成凝膠,將砂、石膠結而成具有一定強度的固體復合材料。水泥漿將砂、石牢固地膠結為一整體,使混凝土具有所需的強度、耐久性等性能。由于混凝土的配合比及骨料級配等的不同,在有些混凝土中,水泥砂漿的含量超過骨料之間的空隙,粗骨料之間互不接觸。而有些混凝土中,粗骨料用量較多,骨料之間的水泥相對較少,甚至在骨料之間出現孔洞。從微觀上看,由于混凝土中各種材料分布不均勻,有些區域是致密的,而有些區域則是多孔的。所以,混凝土在受力前就存在微裂紋,當混凝土受力后,在微裂紋處產生應力集中,使這些微裂紋不斷擴展、逐漸匯合連通,形成較大裂縫而使混凝土破壞。
因此,監理工程師應對普通混凝土的原材料如水泥、砂、石、摻合料、外加劑及拌合水逐一按質量檢驗標準進行檢驗,使之符合使用標準。對于細骨料要重點檢查其質地、級配、細度及含泥量;對粗骨料,要重點檢查其質地、級配、針片狀顆粒含量、最大粒徑及含雜質量。對外加劑應重點檢測質量是否符合相應的標準。
⑴水泥生產廠家的選擇。使用的水泥應優先采購旋窯生產的合格產品,如立窯生產的水泥應認真檢驗其組成及主要指標后使用。對進場水泥在檢驗生產廠家和保證資料時重點查看氧化鎂、二氧化硫含量及初凝時間;水泥產品的安定性是一項重要的指標,出廠檢驗報告中任一項不合格均為廢品應禁止使用。
⑵水泥進場時的檢驗。在出廠合格證齊全和化驗單符合相應標準的基礎上,監理工程師還需核驗進場水泥是否與質保資料相符合,包裝標志是否齊全,水泥是否錯進或混進,有否受潮結塊現象。在認真檢查合格后,督促施工單位按批抽樣送檢,檢驗項目全部合格后,方可準予拌制混凝土。對于甲方提供的水泥,監理工程師也不能放松其核檢。同時還應根據混凝土工程的特點和所處的環境條件綜合考慮選擇水泥,對水泥強度一般應是混凝土強度等級的1.5~2.0倍。
⑶水泥的堆放管理。在許多建筑工地施工現場,會有不同品種的水泥存放,為避免建筑施工現場由于操作人員責任性差,保管不嚴格,造成混合亂用,或在施工過程中因某種水泥短缺而工程又不能停止,便將不同品種水泥進行補充等情況。要對不同品種的水泥分別堆放,并對水泥的品種類別、適用范圍、結構物環境進行具體分析才可使用,防止造成質量事故。
由于骨料多數是就地取材,因而材質的差異較大,是較好的建筑工程用石材,在選材時應注意無風化、水銹、溶蝕等情況,石材的強度應滿足要求,控制粗骨料的最大粒徑和顆粒級配,減少針、片狀顆粒含量。對于中低強度的大體積混凝土,習慣上選擇大粒徑的骨料或添加20%~25%的毛石用以降低水化熱和降低成本,但通過對以往工程的質量回訪發現:粒徑過大會造成混凝土孔隙率增大,尤其添加毛石后混凝土內部結構不均勻,界面裂縫較大,抗滲性極差,易造成混凝土受侵蝕耐久性降低。
⑵細骨料的選擇。對細骨料的選擇要注意以下幾點:山砂、河砂等天然砂是建筑工程中的主要用砂,但應控制泥和有機質的含量,人工砂中含有較多的片狀顆粒及細粉,且成本較高,配制混凝土時應根據當地的實際情況,盡量選擇天然砂作為施工用砂,如天然砂的自然級配不符合要求時,可將山砂、河砂和人工砂按一定比例摻合使用,并選擇合理砂率進行混凝土的配制。工程施工中,應采用雜質少、級配好、粒徑適中的粗骨料,并采用堅固性好的粗、細骨料。
混凝土配合比的控制是不容忽視的,往往先嚴后松,質量不穩定情況時有發生,對配合比的控制還應根據設計規定有關要求及工程結構混凝土的特點,確定相應的材料選擇。如C15混凝土的水灰比通常采用0.68,但由于混凝土結構多采用人工澆筑,混凝土塌落度僅為3cm左右,水泥用量僅為規范規定的最小水泥用量250kg/m3,在水灰比不變的情況下,混凝土拌合物的用水量過小,水泥漿的數量不足以很好地包裹骨料的表面,使混凝土拌合物的粘聚性和保水性降低,使得混凝土拆模以后,在構件陽角處常常發生缺角掉邊和石子外露現象,影響混凝土的外觀質量和耐久性。而用水量過多,會產生流漿、泌水、離析和分層等現象,同樣使混凝土拌合物的粘聚性和保水性降低,并易產生崩塌現象,混凝土強度和耐久性降低。故采用較小的水灰比,并限制最大水灰比和最小水泥用量,以保證混凝土的孔隙率較小。混凝土拌合物的用水量應嚴格控制,以滿足拌合物流動性為準。
對現場拌制的混凝土,監理工程師應要求施工單位對現場原材料抽樣,送有資質的試驗單位進行試樣試驗及混凝土配合比的設計試配,同時還應審查出具的試配后的混凝土性能,當確實符合工程所需混凝土的性能后,則可予以施工。在施工過程中也應抽查實際配制情況,避免在配制過程中出現任意性。
監理工程師必須重視對外加劑的質量控制。首先檢查外加劑的生產廠家是否有生產許可證;在核驗質保資料時,檢查是否有法定檢測單位出具的有效期內摻用指標報告;其次,在外加劑的使用前,要做有關實際效果的試驗,以確定外加劑與使用水泥是否達到設計要求,這是防止誤用或錯用的保證。目前,工程中經常使用的外加劑多為木質素磺酸鈣(簡稱木鈣),因其原料廣、成本低,廣泛用于混凝土工程作為緩凝引氣減水劑,使用木鈣時,應嚴格控制摻量,一般為0.2%~0.3%。使用該劑后,在混凝土拌合物流動性和水泥用量不變的情況下,可減少用水量10%,28d強度提高10%~20%,并可使混凝土的抗凍性、抗滲性等耐久性有明顯提高。但摻量過多,會使緩凝作用延長,混凝土甚至幾天都不硬化,且含氣量增加,混凝土強度下降。冬季施工或氣溫低于5℃時,要與早強劑復合使用,不宜單獨使用。
對于量大的現場配制混凝土,監理工程師在每次拌制前根據進場砂石料的檢驗情況,將試驗室配合比換算成施工配合比,再進行計算出每拌合盤各原材料的用量,抄寫在牌上;要求施工單位嚴格計量,拌和機上的進水表提前校驗,不允許憑感覺加水;對水泥應散裝稱量,外加劑更應稱量準確;對量較大的砂石不得在小推車上劃線計量,堅持每車稱量;應不定期的抽查拌合物的坍落度、和易性等;按規定督促混凝土強度試塊的取樣。采用機械攪拌可使拌合物的各種材料分布更加均勻,特別是對水灰比較小的混凝土拌合物,在其它條件相同時,采用機械攪拌的混凝土與采用人工攪拌的混凝土相比,強度可提高約10%。采用機械振搗成型時,機械振搗作用可破壞水泥的凝聚結構,降低水泥漿體的粘度,從而提高混拌合物的流動性,有利于獲得致密結構,這對水灰比小的混凝土或流動性小的混凝土尤為重要。
混凝土澆筑前,監理工程師應對其澆筑方法程序、澆筑的強度要有嚴格的控制。明確水電供應的保證措施;各環節崗位人員的配備安排;振動工具、數量是否滿足本次澆灌的需求;尤其是模板的支撐和剛度、外形尺寸的準確將直接影響結構的外觀合格程度;對已綁扎到位鋼筋品種、數量及保護層是否合格,密集部位可否振搗不出現問題,監理工程師必須詳細做出記錄。在澆筑過程中,還應經常抽查拌合物的性能,及時調整配合比;振動棒的走向及布料厚度要明確控制,不允許把振動棒作為布料工具使用,振搗必須到位,防止漏振、過振;同時在施工過程中嚴格遵循工藝流程,按順序澆筑,保持分塊,分層搭接,不形成冷縫,在初凝前澆接;對試塊制作及抽樣數量按比例進行,并做好試塊的養護。
因此,監理工程師應對普通混凝土的原材料如水泥、砂、石、摻合料、外加劑及拌合水逐一按質量檢驗標準進行檢驗,使之符合使用標準。對于細骨料要重點檢查其質地、級配、細度及含泥量;對粗骨料,要重點檢查其質地、級配、針片狀顆粒含量、最大粒徑及含雜質量。對外加劑應重點檢測質量是否符合相應的標準。
1水泥質量控制
⑴水泥生產廠家的選擇。使用的水泥應優先采購旋窯生產的合格產品,如立窯生產的水泥應認真檢驗其組成及主要指標后使用。對進場水泥在檢驗生產廠家和保證資料時重點查看氧化鎂、二氧化硫含量及初凝時間;水泥產品的安定性是一項重要的指標,出廠檢驗報告中任一項不合格均為廢品應禁止使用。
⑵水泥進場時的檢驗。在出廠合格證齊全和化驗單符合相應標準的基礎上,監理工程師還需核驗進場水泥是否與質保資料相符合,包裝標志是否齊全,水泥是否錯進或混進,有否受潮結塊現象。在認真檢查合格后,督促施工單位按批抽樣送檢,檢驗項目全部合格后,方可準予拌制混凝土。對于甲方提供的水泥,監理工程師也不能放松其核檢。同時還應根據混凝土工程的特點和所處的環境條件綜合考慮選擇水泥,對水泥強度一般應是混凝土強度等級的1.5~2.0倍。
⑶水泥的堆放管理。在許多建筑工地施工現場,會有不同品種的水泥存放,為避免建筑施工現場由于操作人員責任性差,保管不嚴格,造成混合亂用,或在施工過程中因某種水泥短缺而工程又不能停止,便將不同品種水泥進行補充等情況。要對不同品種的水泥分別堆放,并對水泥的品種類別、適用范圍、結構物環境進行具體分析才可使用,防止造成質量事故。
2骨料質量控制
⑴粗骨料的選擇。混凝土的組成材料中骨料所占的體積在75%以上,它是混凝土最主要的組成材料之一,骨料不僅構成了結構體的骨架,更重要的是決定著構件的力學性能、安全性和耐久性。一般認為骨料的滲透性要比水泥漿體低,而實際上某些骨料的滲透系數與水泥漿體的滲透系數相差不大。當骨料的孔隙率達10%時,其滲透性比水泥漿體還要高得多,選用低滲透骨料用于防水混凝土的施工是十分必要的。骨料的粒徑大小也影響著混凝土的抗滲性,骨料粒徑較大時更容易在粘結界面上產生較大裂縫,另外在凝結硬化過程中骨料不收縮,包裹的水泥漿體產生不同收縮,顆粒越大收縮值越大,形成的裂縫也多,必然導致抗滲性的下降,最終導致混凝土結構的破壞。由于骨料多數是就地取材,因而材質的差異較大,是較好的建筑工程用石材,在選材時應注意無風化、水銹、溶蝕等情況,石材的強度應滿足要求,控制粗骨料的最大粒徑和顆粒級配,減少針、片狀顆粒含量。對于中低強度的大體積混凝土,習慣上選擇大粒徑的骨料或添加20%~25%的毛石用以降低水化熱和降低成本,但通過對以往工程的質量回訪發現:粒徑過大會造成混凝土孔隙率增大,尤其添加毛石后混凝土內部結構不均勻,界面裂縫較大,抗滲性極差,易造成混凝土受侵蝕耐久性降低。
⑵細骨料的選擇。對細骨料的選擇要注意以下幾點:山砂、河砂等天然砂是建筑工程中的主要用砂,但應控制泥和有機質的含量,人工砂中含有較多的片狀顆粒及細粉,且成本較高,配制混凝土時應根據當地的實際情況,盡量選擇天然砂作為施工用砂,如天然砂的自然級配不符合要求時,可將山砂、河砂和人工砂按一定比例摻合使用,并選擇合理砂率進行混凝土的配制。工程施工中,應采用雜質少、級配好、粒徑適中的粗骨料,并采用堅固性好的粗、細骨料。
3配合比控制
混凝土配合比的控制是不容忽視的,往往先嚴后松,質量不穩定情況時有發生,對配合比的控制還應根據設計規定有關要求及工程結構混凝土的特點,確定相應的材料選擇。如C15混凝土的水灰比通常采用0.68,但由于混凝土結構多采用人工澆筑,混凝土塌落度僅為3cm左右,水泥用量僅為規范規定的最小水泥用量250kg/m3,在水灰比不變的情況下,混凝土拌合物的用水量過小,水泥漿的數量不足以很好地包裹骨料的表面,使混凝土拌合物的粘聚性和保水性降低,使得混凝土拆模以后,在構件陽角處常常發生缺角掉邊和石子外露現象,影響混凝土的外觀質量和耐久性。而用水量過多,會產生流漿、泌水、離析和分層等現象,同樣使混凝土拌合物的粘聚性和保水性降低,并易產生崩塌現象,混凝土強度和耐久性降低。故采用較小的水灰比,并限制最大水灰比和最小水泥用量,以保證混凝土的孔隙率較小。混凝土拌合物的用水量應嚴格控制,以滿足拌合物流動性為準。
對現場拌制的混凝土,監理工程師應要求施工單位對現場原材料抽樣,送有資質的試驗單位進行試樣試驗及混凝土配合比的設計試配,同時還應審查出具的試配后的混凝土性能,當確實符合工程所需混凝土的性能后,則可予以施工。在施工過程中也應抽查實際配制情況,避免在配制過程中出現任意性。
4外加劑的控制
在實際施工中,由于外加劑本身的質量效果,或由于外加劑品種選擇不當,以及水泥對外加劑的適用性等問題,產生質量問題的現象時有發生。所以,在應用普及外加劑的同時,應采取有效措施,加強對外加劑產品質量的管理。監理工程師必須重視對外加劑的質量控制。首先檢查外加劑的生產廠家是否有生產許可證;在核驗質保資料時,檢查是否有法定檢測單位出具的有效期內摻用指標報告;其次,在外加劑的使用前,要做有關實際效果的試驗,以確定外加劑與使用水泥是否達到設計要求,這是防止誤用或錯用的保證。目前,工程中經常使用的外加劑多為木質素磺酸鈣(簡稱木鈣),因其原料廣、成本低,廣泛用于混凝土工程作為緩凝引氣減水劑,使用木鈣時,應嚴格控制摻量,一般為0.2%~0.3%。使用該劑后,在混凝土拌合物流動性和水泥用量不變的情況下,可減少用水量10%,28d強度提高10%~20%,并可使混凝土的抗凍性、抗滲性等耐久性有明顯提高。但摻量過多,會使緩凝作用延長,混凝土甚至幾天都不硬化,且含氣量增加,混凝土強度下降。冬季施工或氣溫低于5℃時,要與早強劑復合使用,不宜單獨使用。
5混凝土施工中的質量控制
對于量大的現場配制混凝土,監理工程師在每次拌制前根據進場砂石料的檢驗情況,將試驗室配合比換算成施工配合比,再進行計算出每拌合盤各原材料的用量,抄寫在牌上;要求施工單位嚴格計量,拌和機上的進水表提前校驗,不允許憑感覺加水;對水泥應散裝稱量,外加劑更應稱量準確;對量較大的砂石不得在小推車上劃線計量,堅持每車稱量;應不定期的抽查拌合物的坍落度、和易性等;按規定督促混凝土強度試塊的取樣。采用機械攪拌可使拌合物的各種材料分布更加均勻,特別是對水灰比較小的混凝土拌合物,在其它條件相同時,采用機械攪拌的混凝土與采用人工攪拌的混凝土相比,強度可提高約10%。采用機械振搗成型時,機械振搗作用可破壞水泥的凝聚結構,降低水泥漿體的粘度,從而提高混拌合物的流動性,有利于獲得致密結構,這對水灰比小的混凝土或流動性小的混凝土尤為重要。
混凝土澆筑前,監理工程師應對其澆筑方法程序、澆筑的強度要有嚴格的控制。明確水電供應的保證措施;各環節崗位人員的配備安排;振動工具、數量是否滿足本次澆灌的需求;尤其是模板的支撐和剛度、外形尺寸的準確將直接影響結構的外觀合格程度;對已綁扎到位鋼筋品種、數量及保護層是否合格,密集部位可否振搗不出現問題,監理工程師必須詳細做出記錄。在澆筑過程中,還應經常抽查拌合物的性能,及時調整配合比;振動棒的走向及布料厚度要明確控制,不允許把振動棒作為布料工具使用,振搗必須到位,防止漏振、過振;同時在施工過程中嚴格遵循工藝流程,按順序澆筑,保持分塊,分層搭接,不形成冷縫,在初凝前澆接;對試塊制作及抽樣數量按比例進行,并做好試塊的養護。