商品混凝土的质量控制.doc

文天二级公路文山过境段D1-7合同段商品混凝土质量控制管理措施茂名市交通建设工程总公司2010年5月1日商品混凝土的质量控制管理措施一、商品混凝土质量控制措施商品混凝土从生产、施工、养护、硬化是一系列的过程，这一过程如图（2），要获得优质的商品混凝土，必须在这个过程中贯彻全面的质量管理（P、D、C、A循环）。P(plan)计划即配置优质的商品混凝土的措施；D（DO）即按照计划进行实施；C（CHECK）即对生产的混凝土进行检查是否满足质量要求；A（ACTION）即对检查结论进行处理，并把经验总结用于实际生产中。甚至从原材料的优选、配合比设计、出厂质量控制、施工、养护硬化都应该贯彻全面的质量管理。混凝土的质量由原材料、生产设备、有关人员、三个因素构成，也就是所谓的硬件和软件。对原材料严格把关、选择优质经济的原材料，通过先进的生产工艺进行生产，人员具有良好的素质，认真负责地贯彻相关标准，准确无误地完成各个工序，是获得优质的商品混凝土的保证。原材料包括水泥、粗细骨料、外加剂、掺和料、是优良混凝土的物质基础，然后按照合理的配合比，在生产过程中根据原材料、天气情况、施工情况等进行配合比调整，对出厂的混凝土进行取样、检验、成型养护，并把检验结果反馈到生产控制中；对于出厂的混凝土进行跟踪控制，要求施工方及时地反馈混凝土质量情况，以便进行生产控制；同时要求施工方对浇注的混凝土进行合理的养护，以便获得优质的混凝土。其控制过程如下生产前期：加强原材料的管理:(1) 石堆场有良好的排水设施，以免料堆底部积水。水泥、粉煤灰等粉料筒仓有防潮、防湿措施。(2) 砂、石按品种、规格分隔堆放，严防混料，避免混用或错用。(3) 各种材料标识清楚，特别是水泥、粉煤灰、外加剂贮存仓，进料口加盖上锁，并由专人管理，以防止进错料或受污染。混凝土配合比设计:混凝土配合比设计是保证混凝土质量的核心环节，因此，必须高度重视，确保工程所需的耐久性。混凝土配合比设计原则：(1) 用低水胶比、富配合比配制的混凝土具有良好的抗氯离子扩散、硫酸盐侵蚀性能和对钢筋的长期防腐蚀性能。(2) 掺适量的优质高效减水剂，大大增加减水效应，显著降低水胶比，提高混凝土强度。(3) 掺加适量优质粉煤灰、矿粉，取代部分水泥和部分细骨料，在保证混凝土强度等级与稠度要求的前提下，可以显著提高混凝土的密实性，增强对钢筋的保护作用。混凝土配合比管理:(1) 结合具体工程设计要求、施工工艺、原材料性能状况，按照有关技术规程进行混凝土配合比理论设计计算、试验和调整。由试验室通过试验取得的配合比在生产前再进行复验，符合规定要求后，方能应用于生产。(2) 混凝土配合比在生产过程中要进行动态控制，动态控制在基准混凝土配合比基础上进行，由试验室掌握，根据工程情况、设计要求、气候变化、运输距离、原材状况等因素，结合实践经验进行调整。二、原材料的质量控制1、水泥的质量控制1.1水泥强度等级的选择混凝土的强度主要由水泥浆的强度、水泥浆与骨料界面的粘结强度、骨料颗粒强度决定。水泥浆将骨料牢固地粘结成整体，而水泥浆的强度取决于水泥的强度等级，因此，合理选择水泥的强度等级尤为重要。当水泥的强度等级与混凝土设计强度等级之比过大时，水泥用量过少，混凝土拌和物松散不易粘结，粘聚性差；而当水泥的强度等级与混凝土设计强度等级之比过小时，水泥用量过多，混凝土拌和物粘聚力大，成团，不便浇注，并且不经济。一般按照表（1）选择 ，但在客观情况不允许的情况下，可采取掺入活性掺和料（如粉煤灰、硅灰、矿渣）或掺入外加剂改善其性能。表（1）水泥强度等级选择6混凝土强度等级C101525304045水泥强度等级fceg32.532.542.542.552.552.562.51.2水泥品种的选择五大类水泥各自的特点，决定了其适用环境，针对不同的工程情况、气候情况，选择合适的水泥品种是获取优质混凝土的一个前提。如下表：水泥品种硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥特点早期强度高；水化热大；抗冻性好；耐蚀性差；干缩较小与硅酸盐水泥基本相同早期强度低，后期强度增长较快；水化热低；抗冻性差；耐蚀性较强；干缩性较大早期强度低，后期增长较快；水化热低；抗冻性差；抗渗性好；耐蚀性强；干缩性大早期强度低，后期增长较快；水化热低；抗冻性差；抗裂性较高；耐蚀性强；干缩较小适用范围一般土建工程钢筋混凝土及预应力混凝土结构；受反复水冻作用的结构；配制高强混凝土与硅酸盐水泥基本相同高温车间和有耐热耐高温要求的混凝土结构；大体积混凝土结构；蒸汽养护的混凝土构件；有抗硫酸盐要求的工程地下、水中大体积混凝土结构和有抗渗要求的混凝土结构；蒸汽养护的混凝土构件；有抗硫酸盐要求的工程地上、地下、水中大体积混凝土结构；蒸汽养护的混凝土构件；抗裂性要求较高的工程；有抗硫酸盐要求的工程不适用范围大体积混凝土结构；受化学及海水侵蚀的工程与硅酸盐水泥基本相同早期强度要求高的工程；有抗冻要求得工程处在干燥环境的混凝土工程；其它同矿渣水泥有抗炭化要求的工程；其它同矿渣水泥2、粗细骨料的质量控制粗细骨料作为混凝土的重要组成部份，占其质量的3/4左右，骨料构成的骨架提高了混凝土的密实度，减少荷载作用下的变形，同时水泥石硬化收缩产生的不均匀的收缩变形,从而产生内应力，导致裂缝，而骨料能够制约水泥石的收缩，使混凝土具有较好的体积稳定性。骨料比胶凝材料等其他组份便宜很多，这也是混凝土比较便宜的一个重要原因。为使骨料的技术及经济作用能够充分发挥骨料应该满足：致密、坚硬、高强、耐久、无有害物质和具有较小的粒间空隙和表面积。2.1骨料强度混凝土的强度一定程度上取决于水泥与骨料的强度，粗骨料作为混凝土的骨架水泥浆通过粘结填充作用将各种材料粘结成为一个整体，混凝土所的压力主要由骨料来承受，只有高强度的骨料才可以配制出高强的混凝土。从混凝土的受压破坏来看，强度等级较低的混凝土的往往是水泥浆、粘结界面受压破坏，而强度等级较高的混凝土水泥浆、粘结界面、骨料受压破坏。粗骨料的强度是将岩石加工成为5cm5cm5cm的立方体试件，在水饱和状态下测定其极限抗压强度，由于这种方法要求较高，在生产中多采用压碎值指标来衡量骨料的强度。2.2骨料的级配、粒形集料的级配是指骨料颗粒相互搭配的数量比例。石子的级配直接关系到水泥用量，和混凝土的和易性，在混凝土中水泥浆用来包裹集料的表面和填充集料间的空隙，级配好的骨料有较小的粒间空隙和表面积，可以节约水泥用量，而获得好的和易性，而对于级配不好特别是粒形较差，颗粒形状不够规则，针片状含量较高，那么空隙率较大，需要更多的水泥浆包裹颗粒表面和填充颗粒间的空隙，针片状含量直接影响到混凝土的和易性，同时对混凝土的密实性、强度、耐久性也有负面的影响。对于骨料的表面特征，也直接关系到混凝土的强度，表面粗糙的比表面光滑的更容易与水泥浆粘结，获得更好的粘结强度。对于粗骨料有连续粒级和单粒级两种，在工程中多采用多种粒级搭配使用，针对不同的强度等级、施工部位、施工方式采用不同的搭配方式，获得更好级配和更好的施工性。对于细骨料的粗细程度，采用细度模数（f）表示，配制混凝土时宜采用级配区为区中砂或粗砂，从表（4）可以看出砂的细度模数直接影响到水泥胶砂强度。对于同一细度模数的砂，级配区区的砂比其它两区更容易泌水、离析，级配区区的砂比其它两区需要更多的水泥用量。砂的细度模数与抗压强度比实验编号细度模数（f）用水量（g）28d强度（MPa）抗折强度强度比（%）抗压强度强度比（%）1ISO标准砂2259.310058.810021.62256.064.530.451.931.82256.368.233.757.342.32257.480.242.472.152.82258.389.650.986.72.3砂率的选择砂率是指混凝土中砂的重量占骨料的总重量的百分比，砂率的变动会影响集料的空隙率和集料的表面积，从而影响混凝土的和易性。在水泥浆数量不变的情况下，砂率增加时，水泥浆的数量显得不足，削弱了水泥浆对砂子的润滑作用，过大的砂率使混凝土的流动性、和易性变差；但是如果砂率过小，又不能保证有足够的砂浆层，削弱了砂浆对粗集料的润滑作用，使集料间的摩擦增大，也会降低拌和物的流动性，还会影响拌和物的粘聚性保水性。总之过大过小的砂率都会影响拌和物的和易性。同时，砂的细度模数也直接关系到砂率的选择，为了获得相同的和易性，随着砂的细度模数的降低，砂率也应该相应地降低。大小合宜的砂率称为最佳砂率，其与坍落度、水泥用量的关系如图（3）。影响砂率的因素很多，一般不易计算而得，在混凝土搅拌站多通过试配确定。在保证和易性前提下，应该尽量选用小的砂率。以减少水泥的用量，降低成本。但在泵送施工中，为了满足施工需要，应相应加大砂率。2.4有害物质含量、耐久性集料中往往含有一定量的其它物质如粘土、淤泥、云母、有机杂质、硫化物及硫酸盐、氯化物等。粘土、淤泥增加了用水量，阻碍了水泥的水化和凝结，削弱了界面粘接力；有机物与水泥生成的碱发生化学反应，生产可溶的有机组分，防碍了水泥与界面的粘接力，影响混凝土强度；而硫化物可能与水化生成的碱发生化学反应，形成新的氢氧化物，引起体积膨胀，造成体积不稳定性；过量的氯化物将影响混凝土的凝结时间，导致钢筋锈蚀，甚至导致混凝土开裂。骨料中如果含有煅烧过的石灰石、白云石碎石，将在混凝土水化硬化过程中，发生缓慢的水化，造成体积显著膨胀，导致混凝土破坏。同时骨料中的无定形氧化硅，在潮湿的环境中，可能与水泥中的碱发生碱集料反应，生成硅酸钠凝胶，吸水后体积膨胀，造成混凝土破坏。根据不同的工程情况、施工方式搭配使用。石子的级配粒形较好、针片状含量较小、比较洁净，有害物质含量少。3、活性掺和料（粉煤灰）的质量控制3.1掺入粉煤灰的机理水泥水化的过程是一个缓慢、逐步进行的过程，水化反应从水泥微粒表面逐渐进行到内部，随着水化的进行，混凝土的强度不断增强。28天以后水化物的生成速度逐渐缓慢，而此时水泥的水化程度仅为11%84%见表（6）。也就是说水泥不能完全水化，一部分水泥在里面仅起填充作用。主要矿物的水化程度主要矿物含量%水化程度%C3S496269C2S172511C3A61184C4AF101674同时在普通混凝土里面有一部分水泥水化产物为Ca（OH）2 ，它对混凝土的强度不起作用，因而加入一定数量活性掺和料取代一部分水泥，能够与生成的Ca（OH）2发生二次水化反应，生成硅酸钙凝胶，不但能够节约水泥用量，而且能够提高水泥的利用率，提高水泥浆的强度。 目前使用的活性掺和料主要有粉煤灰、硅灰、高炉矿渣等，然而就实际生产情况来看，应用范围最广、用量最大的是粉煤灰。4、外加剂的质量控制4.1外加剂的技术、经济效益随着混凝土技术的不断发展，活性掺和料、外加剂已经成为商品混凝土不可缺少的第五、六组份。减水剂是目前应用最广泛、用量最多的外加剂之一。混凝土中的水有两方面的作用，一方面是为水泥水化反应提供条件；另一方面是为了满足混凝土的和易性便于施工、浇注。超过水化作用所需要的水在混凝土浇注工作完成以后，就成为了混凝土的有害成分，它们在混凝土里面形成直径较大的空隙。降低了混凝土的密实度，从而影响到了混凝土的强度，对抗冻性、抗渗性、耐久性也有较大的负面影响。 在混凝土中加入减水剂以后，减水剂是一种表面活性剂，能够使水泥颗粒相互分散，使絮凝结构解体，使包裹再里面的游离水释放出来，参与水化反应，减少了用水量，并且改善了混凝土的和易性。使混凝土在保持流动度不变的情况下，减少拌和物用水量。降低了混凝土的水灰比，使混凝土密实度增加，改善了混凝土的耐久性、抗冻性、抗渗性，能够提高混凝土强度20%左右。同时能够节约水泥用量，降低了生产成本。三、生产控制 强化生产过程质量控制：(1) 确保计量精度。配料系统是混凝土生产的重要部分，有条件的工程尽量采用计算机自动控制，当混凝土配合比或混凝土配合比编号输入计算机后，电子称对混凝土所需的原材料进行精确计量，混凝土需按配比严格配料，这使混凝土的离散性大大减小。定期进行计量动(静)校验，以确保达到GBl4902预拌混凝土规定的计量要求。(2)确定合理搅拌时间。根据搅拌机类型、实际搅拌效果、运输时间、坍落度大小等情况而设定搅拌时问。(3) 加强过程检测。在生产过程中，当班人员除随机抽样检测外，还应在出厂前目测每车混凝土的坍落度及和易性，如有异常情况，应查明原因并采取措施，坍落度及和易性不合格的混凝土不准出站。加强施工现场的技术管理：(1) 根据工程要求、施工方案和原材料特点，将混凝土的性能特点(如缓凝性、强度增长规律、养护方式等)情况在技术交底时告知施工班组，使有关人员更加深刻认识和熟悉混凝土的特性，进行正确的施工操作。(2) 确保混凝土浇筑的连续性，并且严格控制混凝土从出站到浇筑的间隔时间，保证混凝土结构的整体性及质量。(3) 在施工现场随机进行混凝土取样，并按规范制作试件，妥善养护，作为判定混凝土是否合格的依据。(4) 为控制好施工现场混凝土质量，搅拌站派出现场服务员或技术人员，监督处理现场的质量问题，并及时与搅拌站有关部门联系、反馈信息。加强质量检验：质量检验是进行混凝土质量控制中不可缺少的组成部分，是保证混凝土质量的主要手段。强化原材料、混凝土质量检验应做到：(1) 把好五关、做到三个不准：即原材料检验关、配合比设计关、计量关、混凝土搅拌时间关、坍落度及强度关；不合格材料不准使用、计量不准的设备不准生产、不合格的混凝土不准出站，确保混凝土符合质量要求。(2) 做好事前控制，预防质量事故，通过原材料和混凝土的质量检验和生产全过程的质量监督，及时掌握混凝土的质量动态，及时发现问题，及时采取措施处理，预防发生工程质量事故，使混凝土的质量处于稳定状态。(3) 加强信息反馈，通过对检验资料的分析整理，掌握混凝土的质量情况和变化规律，为改进混凝土配合比设计，保证混凝土质量，充分利用外加剂和掺合料性能，加强管理等方面，提供必要的信息和依据。商品混凝土生产的特点是生产量大、生产周期短、自动化程度高。同时由于原材料的波动较大，而造成混凝土的质量波动，在生产过程中对混凝土的质量检测难度较大。因此生产过程中必须随时注意混凝土的质量波动情况，并及时有效地调整以保证混凝土的质量。商品混凝土的生产主要有原材料的贮存、原材料的称料、混凝土的搅拌生产、出厂质量检测四个环节组成，每一个环节都关系到产品的质量,在生产中必须密切关注。1、原材料的储存在混凝土搅拌站，砂、石类原材料采用原材料堆场堆放，为了保证原材料的稳定性，堆场要有可靠的排水功能，防止积水、积雪；同时对于不同规格的砂、石应该分别堆放，并有醒目的标志，标明品种、规格，防止混料。同时在生产中要密切关注材料的波动情况，对于砂要注意细度模数、含水率等的变化；对于石子要注意级配、粒形、石粉含量等。并及时地把情况反馈到生产控制中。水泥、煤灰类的原材料储存于筒仓中，采用螺旋输送机进行送料。筒仓应保证密封性能良好，防止雨、雪进入，使原材料受潮；同时应根据生产情况密切注意原材料的消耗，防止出现原材料短缺的情况。2、原材料的计量、搅拌计量、搅拌系统是商品混凝土生产的核心部分，计量精度直接影响到混凝土的质量，计量、搅拌速度直接影响到混凝土的生产效率。对于计量误差是必然存在的，按照国家标准混凝土的计量系统的误差必须满足下表的要求计量系统的误差要求原材料品种水泥砂石水外加剂掺和料每盘计量误差允许偏差（%）233222累计计量误差允许偏差（%）122111为了保证计量系统的精确性，每年不少于一次由法定的计量部门进行检查，并取得计量部门签发的检定证书，同时在生产过程中应密却关注计量误差是否超过国家规定范围。3、取样检验、成型混凝土的拌和物的质量应每车目测，同时要进行取样检测。主要检验混凝土的坍落度、稠度、和易性是否满足要求；拌和物搅拌是否均匀，是否泌水，并将检测结果反馈到生产控制中。取样时，每100m3相同配合比的混凝土，取样次数不得少于一次，当一个工作班相同配合比混凝土不足100m3的，其取样次数也不得少于一次。取样后要进一步进行坍落度测定，并成型、标准养护，以便以后对强度进行测定。5、组织、调配商品混凝土的生产、使用是一个连续的过程，施工工地因为受工程部位、施工方式、设备人员数量的影响，对混凝土的需量速度是不同的。因此要求混凝土生产企业掌握相应的工地情况，安排合适的车辆及其台数，以合适的供应速度为工地提供混凝土。车辆过多、供料速度过快会造成施工现场车辆等待时间过长，使混凝土的坍落度损失过大，影响混凝土的质量和正常的生产；车辆过少、供料速度过慢会造成施工现场缺料，不能连续浇注，影响混凝土的质量。因此在生产过程中必须合理的调配车辆、控制生产速度，以便生产、施工能够顺利进行。五、混凝土施工现场的质量控制混凝土的施工由施工单位完成，但是为了及时地掌握施工现场的情况，保证混凝土的质量，混凝土公司有必要在技术上协助施工单位。同时要求施工单位能够及时地反馈施工现场的情况。1、施工现场信息反馈1.1供料情况反馈施工单位应根据自己的施工情况，当供料速度不能满足施工要求时，要及时地将情况反馈给搅拌站，让搅拌站进行供料速度调整，使供料速度与施工速度相平衡。同时对混凝土的需量有调整时，要及时地反馈到搅拌站控制出料，防止混凝土的浪费。1.2质量情况的反馈混凝土的生产时由于原材料的波动，会造成混凝土的质量波动。同时由于运输距离、天气情况的影响。可能绘造成混凝土坍落度损失过大或离析不便于施工，影响工程质量。施工工地应将混凝土的质量情况反馈到搅拌站，以便作出相应的调整，保证混凝土的质量。2、现场协助、督促为了保证混凝土的质量，混凝土公司应督促、协助施工单位完成下列工作：1、督促施工单位，作好混凝土的接受工作，在施工前作好施工准备工作，保