混凝土工程的质量控制

引言100多年来，人人们对混凝土土的生命周期期----从材料与成成分的选择，混混凝土的制作作、结构的成成型和强度的的发展，到投投入工作，在在使用环境中中被破坏等方面进行了了广泛和深入入的研究。普普通混凝土是是由水泥、砂砂、石三种材材料经水拌合，凝固硬化后后形成的人工工石材。由于于混凝土材料料的耐久性、经经济性、强度度、工作性，使混凝土成为土木工程中用量最大，应用最广的主要建筑材料之一。但是，由由于混凝土工工程在施工过过程中受外界界环境干扰大大，混凝土质质量的形成对对外界干扰的的灵敏度高，因此容易出现混凝土和易性差，坍落度不符合要求，混凝土离析、表面蜂窝、混凝土强度达不到设计要求或强度离散和均匀性差等质量问题。我国先后编制了了《早期推定定混凝土强度度试验方法》、《混混凝土强度检检验评定标准准》、《混凝凝土质量控制制标准》、《混混凝土及预制制混凝土构件件质量控制规规程》、《混混凝土结构工工程施工质量量验收规范》等等国家标准和和部颁标准来来规范混凝土土的质量，从从而实现对混混凝土工程的的质量控制。由由于混凝土，故故其强度影响响因素众多，诸诸如原材料的的质量波动，生生产设备的运运行状况，配配合比正确与与否，生产及及施工工艺的的合理性等，这些因素都都会直接或间接接地影响着混混凝土的质量量。１混凝土强度度的影响因素素影响混凝土强度度的因素很多多，如各项原原材料的质量量、材料的配配合比以及施施工条件等。其其主要影响因因素有如下几几项：1．1水泥强强度对混凝土土强度的影响响混凝土质量的主主要指标之一一是立方体抗抗压强度。从混凝土计计算表达式中中可以看出，混混凝土抗压强强度与其所用用水泥的强度度成正比。当当水灰比相同同时，水泥强强度等级越高高配制出的混凝凝土抗压强度度越高。以332.5级和和42.5级水水泥为例，制制作150mmm×1500mm×1550mm的立立方体试块，在在其它条件一一定时，标准准试验方法所所得的抗压强强度值如下表表：表1-1不同水泥强强度混凝土的的抗压强度对对比单位:MPaW∕C32.5级水泥泥强度42.5级水泥泥强度0.4049.3349.570.4544.0948.220.5039.5646.980.5533.9142.220.6023.3333.160.6522.9630.620.7018.8928.810.7516.2222.76根据混凝土的使使用要求，在在混凝土配合合比设计中应应充分考虑不不同温度、湿湿度条件下，水水泥早期及晚晚期强度的发发展规律，以以及在其使用用环境中水泥泥的稳定性等等因素，合理理选用水泥品品种和强度等等级。1．2水灰比比对混凝土强强度的影响通过混凝土试配配强度计算公公式，水灰比比大小也是影影响混凝土强强度的主要因因素。大量研究证证明，在材料料条件相同的的情况下，混混凝土强度随随水灰比的增增大而呈规律律性下降。制制作150mmm×1500mm×1550mm的立立方体试块，材材料组成：332.5级水水泥，中砂，卵卵石。35mmm×50mmm坍落度。在在水灰比不相相同时，得如如下图：图1但是当混凝土设设计强度和配配合比一定时时，施工中水水灰比控制过过大，水在经经水化反应后后富余的水分分留下的孔隙隙增多，孔隙隙率增大，混混凝土强度降降低；水灰比比控制过小理理论上使混凝凝土强度增高高，但是实际际上混凝土的的和易性遭到到破坏，使得混合料工工作性降低,,当工作性降降低到某种方方法(例如人工捣捣实)不能捣实实时，容易引起起混凝土内部部出现蜂窝、孔洞，实际反而使混凝土强度降低。且水灰比影响混凝土的耐久性。因此,在混凝土的浇筑过程中应适当的控制水灰比,既不能太高,也不能降低到影响混合料工作性即降低到用一定的成型方法不能捣实的程度,这样才能保证混凝土的强度。1．3骨料对对混凝土强度度的影响骨料的级配、颗颗粒形状、表表面特征以及及粒径等对普普通混凝土都都有一定的影影响。骨料可可以分为细骨骨料和粗骨料料。1.3.1细骨骨料的影响细骨料（砂）的的细度模量、空空隙率、有害害杂质对混凝凝土质量会产生重重要影响。因因为砂越细,,总表面积越越大,需包裹砂粒粒表面和润滑滑砂粒用的水水泥浆量就越多；空隙隙越大，所需需填充空隙的的水泥浆量也也越多，这不不仅需要增加加水泥用量，而且还影响混凝土的强度和耐久性；砂中有害杂质对水泥有侵蚀作用，粘土、粉土会降低混凝土的强度、抗渗性及抗冻性，当砂中含有活性氧化硅时，能与水泥中的碱分起作用，发生骨架膨胀反应，使混凝土产生裂缝。1.3.2粗骨骨料的影响粗骨料（石）的的级配和最大大粒径对混凝凝土质量影响响较大。级配配越好,其空隙率及及总表面积越越小,不仅能节约约水泥用量,,而且混凝土土的和易性、密密实性和强度度也越高；石石子粒径太大大,增大了水泥用量,导致混凝土土收缩量加大大,产生收缩裂裂缝。当石质强度相同同时，碎石表表面积比卵石石大，它与水水泥砂浆的粘粘结性比卵石石强。因此施施工中混凝土土配制时通常常采用碎石作作为粗骨料。通通过实验，在在其它条件一一定时（322.5级水泥泥、中砂等），抗抗压强度值对对比如下表：：表1-2粗骨料不同同（卵石、碎碎石）混凝土土的抗压强度度对比单位:MPaW∕C卵石碎石0.4049.3349.830.4544.0947.220.5039.5642.180.5533.9138.920.6023.3330.030.6522.9625.010.7018.8920.080.7516.2218.92１.４养护条件件对混凝土强强度的影响养护的目的是为为了保证水泥泥水化过程能能正常进行。在在养护过程中中养护的温度度、湿度以及及养护的龄期期对混凝土的的质量也是有有影响的。1.4.1温度度和湿度的影影响混凝土浇捣后，必必须保持适当当的温度和足足够的湿度，使使水泥充分水水化，以保证证混凝土强度度的不断增长长。在足够湿湿度的条件下下，养护温度度不同，对混混凝土强度增增长有显著影影响。温度降降低则水泥水水化作用缓慢慢，混凝土强强度增长较慢慢。这应引起起实际施工的的注意。如果果室外日平均均气温低于55℃时，混凝土土施工应按冬冬季施工的规规定执行。湿度是决定水泥泥能否正常进进行水化作用用的必要条件件。当浇筑后后的混凝土所所处的环境湿湿度相宜，则则水泥水化反反应能够顺利利进行，从而而混凝土强度度得以充分发发展。若环境境湿度较低，水水泥不能进行行正常水化作作用，甚至停停止水化，这这将严重降低低混凝土的强强度。1.4.2龄期期的影响混凝土在正常条条件下（保证证一定温度和和湿度），强强度随着龄期期的增加而增增长；最初的的7～14d内较快快，以后增长长逐渐缓慢，28d后强度增长更慢，但可延续几十年之久。实践证明，混凝土龄期为3～6个月时，其强度较28d提高25％至50％。由中等强度等级的普通水泥配制的混凝土，在标准养护条件下，其强度发展大致与其龄期的常用对数成正比关系，其经验估算公式如下：(11.1)式中:——需推推算龄期n天时的强度度，MPa；——测得龄期aa天的强度，MPa；n——需推测测强度的龄期期天数，da——已知龄期期强度的天数数，d1．5施工对混混凝土强度的的影响施工质量是影响响混凝土强度度的因素之一一，计量不准准确，搅拌不不均匀，拌和和物运输方式式不当造成离离析、振捣不不密实等不良良现象，都会会使混凝土强强度降低。拌制混凝土时采采用机械搅拌拌比人工搅拌拌更为均匀。实践证明，在在相同配合比比和成型密实实的条件下，机机械搅拌的混混凝土强度一一般要比人工工搅拌时的高高出10％左右。浇筑混凝土时采采用机械振动动成型比人工工振实要密实实得多。在振振动作用下，水水泥浆的凝聚聚结构暂时被被破坏，水泥泥浆的黏度降降低，同时骨骨料间的摩阻阻力也大大减减小，从而使使混凝土拌和和物的流动性性提高，模型型得以很好的的被填满，且且内部孔隙减减少，有利于于混凝土密实实度和强度的的提高。２混凝土的质质量控制由于混凝土材料料的特殊性，我我国目前对于于普通混凝土土的质量控制制一般遵循三三阶段控制::事前控制、事事中控制及事事后控制。２．１混凝土质质量的事前控控制混凝土质量的事事前控制是整整个混凝土质质量也是结构构工程质量控控制的基础。事事前控制根据据设计要求确确定混凝土合合格质量水平平，进行配合合比设计，确确定合理的原原材料组成和和各生产工序序的最优工艺艺参数，并为为以后阶段的的质量控制提提供混凝土性性能参数。它它包括混凝土土原材料的质质量控制和配配合比质量控控制，每一部部分都是一个个独立的控制制环节。2.1.1混凝凝土原材料的的质量控制a.水泥(1)水泥进场场时,必须有质量量证明书，并并应对其品种种、强度等级级、包装、出出厂日期等进进行检查验收收。对水泥质质量有怀疑或或水泥出厂超超过三个月(快硬硅酸盐盐水泥为一个个月)时，应抽样样复查其抗压压强度、抗折折强度和安定定性等性能，并并按其试验结结果确定是否否使用。在进进行检查时按按同一生产厂厂家、同一等等级、同一品品种、同一批批号且连续进进场的水泥，袋袋装不超过2200t为一一批，散装不不超过5000t为一批，每每批抽样不少少于一次。(2))凡水泥强度度低于水泥强强度等级规定定的指标，或或水泥的细度度、凝结时间间、烧失量和和混合材料掺掺加量四项指指标中任一项项不符合国家家标准规定时时，都视为不不合格产品。(3))试验报告中中应包括除228d强度以以外的各项试试验结果。b.骨料(1)对骨料((砂、石)总的要求应应是高质量、高高强度、物理理化学性能稳稳定、不含有有机杂质及盐盐类的粗细骨骨料。满足规规范《普通混混凝土用碎石石或卵石质量量标准及检验验方法》JGGJ53,《普通混凝凝土用砂质量量标准及检验验方法》JGGJ52的要要求。（对砂砂、石使用前前应按进场的的批次和产品品的抽样检验验方案确定。试试验项目包括括颗粒级配、密密度、表观密密度及含泥量量等，必要时时还要进行碱碱活性检验及及测定石料的的针片状含量量、软弱颗粒粒等指标。)(2)混凝土用用粗骨料，最最大粒径不得得大于结构截截面最小尺寸寸的1/4，同时不得得大于钢筋间间距最小净距距的3/4。对于混凝凝土实心板，骨骨料的最大粒粒径不宜超过过板厚的1/3，且不得超超过40㎜。(3)泵送混凝凝土的碎石粒粒径，不应大大于输送管内内径的1/3，卵石不得得大于输送管管内径的2//5。(4)砂子应为为粗砂或中砂砂，泵送混凝凝土宜用中砂砂，通过0..315mmm筛子的量应应不少于155%。(5)不得采用用风化砂、特特细砂、铁路路道渣石以及及用来源不同同的砂、石掺掺杂混合料作作为骨料。c.混凝土外加加剂混凝土外加剂的的质量，应符符合现行国家家标准《混凝凝土外加剂》、《混凝土外加剂应用技术规范》的要求。选用的外加剂应具有质量证明书，需要时还应检验其中氯化物、硫酸盐等有害物质的含量，经验证确认对混凝土无有害影响时方可使用。(1)选用外加加剂时，应根根据混凝土的的性能要求、施施工工艺及气气候条件，结结合混凝土的的原材料性能能、配合比以以及对水泥的的适应性等因因素，通过试试验确定其品品种和掺量。(2)不同品种种外加剂应分分别存储，做做好标记，在在运输与存储储时避免遭受污染染。(3)掺用氯盐盐类防冻剂时时，氯盐掺量量按无水状态态计算，不得得超过水泥重重量的1﹪,掺用氯盐的混混凝土必须振振捣密实，且且不宜采用蒸蒸汽养护。d.混凝土掺和和料为改善善混凝土某些些性能或节约约水泥，可在在混凝土中掺掺入一定的水水硬性或填充充性掺和料。掺掺和料的性能能应符合有关关规程或标准准，并经过试试验验证合格格后方可采用用。e.水混凝土拌和用水水应为符合《生生活饮用水水水源水质标准准》的饮用水水。如采用水水时，必须符符合《混凝土土拌和用水标标准》（JGGJ63）的的规定，不得得将海水用于于钢筋混凝土土工程。2.1.2混凝凝土施工配合合比控制混凝土应按国家家现行标准《普普通混凝土配配合比设计规规程》JGJJ55的有关关规定，根据据强度等级、耐耐久性和工作作性等要求进进行配合比设设计。a.配合比控控制的原则（1）为取得较较高强度和较较好和易性的的混凝土，可可以适当提高高单位体积水水泥用量。（但是过大的的水泥用量不不仅会增加造造价、用水量量和形成混凝凝土后的体积积变化率，故故混凝土的水水泥用量应受受一定限制。）（2）力求最少少但符合和易易性要求的用用水量，因为为用水量越小小，混凝土强强度越高；水水泥用量越少少，体积变化化率越小。但但施工时却会会遇到搅拌不不匀、振捣不不实等困难，故故要规定混凝凝土的最大水水灰比、最小小水泥用量、适适宜用水量和和适宜塌落度度。（3）石子的最最大粒径要受受构件截面尺尺寸和钢筋最最小间距等条条件的限制。（4）要选用使使石子用量最最多、砂石级级配合适，使使混凝土密度度最大，与混混凝土水灰比比和石子最大大粒径相适应应的砂率。b.正确、及时时地将实验室室配合比调整整为施工配合合比（1）实验室配配合比是在砂砂、石结净、干干燥状态下取取得的。与施工现现场存留骨料料在含水率及及含泥量方面面存在差异。例例如雨后骨料料的含水率加加大，骨料上上层含泥量减减小而下层含含泥量加大，在在这种情况下下就必须及时时调整搅拌混混凝土的用水水量，若下层层骨料含泥量量超标，则必必须用水冲洗洗。以防止水水灰比加大和和因含泥量超超标而使骨料料数量不足现现象的发生，确确保混凝土搅搅拌质量和浇浇筑后质量。（2）施工配合合比换算：设设实验室配合合比为水泥：：砂子：石子子=，水灰比为为，并测得砂砂子的含水量量为，石子的的含水量为，则则施工配合比比应为：。按实验室配合比比１混凝土水水泥用量为ＣＣ（㎏），计计算时确保混混凝土水灰比比（）不变（为用用水量），则则换算后材料料的用量为：：水泥：砂子：石子：水：２．２混凝土质质量的事中控控制根据目前的施工工体制，事中中控制阶段包包括了根据设设计配合比进进行的工厂搅搅拌和现场施施工，由于混混凝土组成材材料的复杂性性，任何因素素都会影响到到混凝土的工工作性和强度度。比如，投料料顺序、搅拌拌时间、运距距和运输器具具、振捣、养养护等等，任任何一个环节节的失控都可可能造成整个个控制系统失失效。2.2.1混凝凝土的搅拌控控制a.加强原材材料计量管理理工作拌制混凝土时，首首先必须严格格按照所确定定的配合比及及指定的材料料进行配料。在在实际施工中中，必须按照照混凝土的配配合比要求，对对各种组成材材料进行每盘盘过磅。混凝凝土原材料每每盘称量的偏偏差应符合表表2-2规定。同同时，仍需要要对每一个首首次使用的混混凝土配合比比进行开盘鉴鉴定，并至少少留置一组228d标准养养护试件，以以验证混凝土土实际质量与与设计要求的的一致性。表2-2原材料每盘盘称量的允许许偏差材料名称允许偏差水泥、掺合料±2％粗、细骨料±3％水、外加剂±2％注：1各种衡衡器应定期校校验,每次使用前前进行零点校校核,保持计量准准确；2当遇遇雨天或含水水率有显著变变化时,应增加含水水率检测次数数,并及时调整整水和骨料的的用量。b.合理选择搅搅拌时间搅拌时间应从全全部材料投入入搅拌筒起，到到开始卸料为为止所经历的的时间。它与与搅拌质量密密切相关。搅搅拌时间过短短，混凝土不不均匀，强度度及和易性将将下降；搅拌拌时间过长，不不但降低搅拌拌的生产效率率，同时会使使不坚硬的粗粗骨料，在大大容量搅拌机机中因脱角、破破碎等而影响响混凝土的质质量。对于加加气混凝土也也会因搅拌时时间过才长而而使所含气泡泡减少。混凝凝土搅拌的最最短时间可按按表2-1采用。c.合理安排排投料顺序常用的搅拌投料料顺序有一次次投料法、二二次投料法等等。为了提高高混凝土强度度，节约水泥泥我们应该改改进搅拌工艺艺，即在搅拌拌的混凝上时时，改变以往往的投料程序序，采取先把把水、水泥和和砂拌和后，再再投放石子进进行搅拌的新新方法。这种种搅拌工艺被被为“裹砂”。这种搅拌拌工艺的主要要优点是无泌泌水现象，缩缩小混凝土上上下层的强度度差，可有效效地防止水分分向石子与水水泥砂浆集中中，从而使硬硬化后的界而而过渡层的结结构致密、粘粘结加强。表2-1混凝土搅拌拌的最短时间间(s)混凝土坍落度搅拌机机型搅拌机容量(LL)(㎝)＜250250～5000＞500≤3自落式90120150强制式6090120＞3自落式9090120强制式606090注：1掺有外外加剂时，搅搅拌时间应适适当延长；２全轻混凝土土宜采用强制制式搅拌机搅搅拌，砂轻混混凝土可用自自落式搅拌机机搅拌，但搅搅拌时间应延延长６０～９９０s；３轻骨料宜在在搅拌前预湿湿，采用强制制式搅拌机搅搅拌的加料顺顺序是先加粗粗骨料和水泥泥搅拌６０s，再加水继继续搅拌；采采用自落式搅搅拌机的加料料顺序是：先先加１／２的用水水量，然后加加粗细骨料和和水泥，均匀匀搅拌６０s，再加剩余余用水量继续续搅拌；４当采用其他他形式的搅拌拌设备时，搅搅拌的最短时时间应按设备备说明书的规规定或经试验验确定．混凝土的施工控控制1对有有抗渗要求的的混凝土结构构,其混凝土试试件应在浇筑筑地点随机取取样。同一工程、同同一配合比的的混凝土，取取样不应少于于一次，留置置组数可根据据实际需要确确定。2混凝土运输、浇浇筑及间歇的的全部时间不不应超过混凝凝土的初凝时时间。同一施施工段的混凝凝土应连续浇浇筑，并应在在底层混凝土土初凝之前将将上一层混凝凝土浇筑完毕毕。当底层混凝土初初凝后浇筑上上一层混凝土土时，应按施施工技术方案案中对施工缝缝的要求进行行处理。3施工缝的位置置应在混凝土土浇筑前按设设计要求和施施工技术方案案确定。施工工缝的处理应应按技术方案案执行。后浇浇带的留置位位置应按设计计要求和施工工技术方案确确定。后浇带带混凝土浇筑筑应按施工技技术方案进行行。混凝土的养护控控制混凝土浇筑完毕毕后，应按施施工技术方案案及时采取有有效的养护措措施，并应符符合下列规定定：（1）应在浇筑筑完毕后的112h以内对对混凝土加以以覆盖并保湿湿养护；（2）混凝土浇浇水养护的时时间:对采用硅酸酸盐水泥、普普通硅酸盐水水泥或矿渣硅硅酸盐水泥拌拌制的混凝土土,不得少于7dd；对掺用缓缓凝型外加剂剂或有抗渗要要求的混凝土土,不得少于144d；（3）浇水次数数能保持混凝凝土处于湿润润状态；混凝凝土养护用水水应与拌制用用水相同；（4）采取塑料料布覆盖养护护的混凝土,其敞露的全全部表面应覆覆盖严密,并应保持塑塑料布内有凝凝结水；（5）混凝土强强度达到1..2N/mmm前，不得在在其上踩踏或或安装模板及及支架。注：1当日平均均气温低于５５℃，不得浇水水；2当采取其他他品种水泥时时，混凝土的的养护时间应应根据采取水水泥的技术性性确定；3混凝土表面面不便浇水或或使用塑料布布时，涂刷护护剂；4对大体积混混凝土的养护护，应根据气气候条件按施施工技术方案案采取控温措措施。２．３混凝土土质量的事后后控制为了保证混凝土土的实际质量量达到规定的的合格质量水水平，除了事事前控制和事事中控制外，在交付使用前，还应根据规定的质量验收标准，进行事后控制，即合格评定或验收。通常对混凝土质量的合格控制是通过对混凝土强度（主要指抗压强度）这一重要技术指标进行分析、判断、评定得以实现的，因为它能较综合的反映混凝土的各项质量指标。对混凝土强度的检验是按规定的时间与数量抽取有代表性试样，以试样的质量评定混凝土质量。现阶段在混凝土土工程质量检检验中,现行的混凝凝土强度的检检验和评定是是以《混凝土土强度检验与与评定标准》（GBJ107-87）为主要依据，同时《混凝土结构施工质量验收规范》（GB50204-2002）对混凝土的取样进行了更为详细的说明。《混凝土强度检验与评定标准》（GBJ107-87）中混凝土强度的检验评定方法包含统计法评定和非统计法评定。结构混凝土的的强度等级必必须符合设计计要求。用于于检查结构构构件混凝土强强度的试件，应应在混凝土的的浇筑地点随随机抽取。取取样与试件留留置应符合下下列规定：（1）每拌制制100盘且不不超过1000的同配合比比的混凝土，取取样不得少于于一次；（2）每工作作班拌制的同同一配合比的的混凝土不足足100盘时，取取样不得少于于一次；（3）当一次次连续浇筑超超过10000时，同一配配合比的混凝凝土每2000取样不得少少于一次；（4）每一楼楼层、同一配配合比的混凝凝土，取样不不得少于一次次；（5）每次取取样应至少留留置一组标准准养护试件，同同条件养护试试件的留置组组数应根据实实际需要确定定。统计法当混凝土强度变变异性不能保保持稳定，或或在前一个检检验期内的同同一品种混凝凝土没有足够够的强度数据据用以确定验验收批混凝土土立方体抗压压强度的标准准差时，应由由不少于10组的试件组组成一个验收收批，其强度度应同时满足足下列公式:-(3.1)(3.2)式中:——同一一验收批混凝凝土强度的平平均值；——设计的混凝凝土强度标准准值；——同一验收批批混凝土强度度的最小值；；——验收批混凝凝土强度标准准差，当的计算值值小于0.006时，取=0..06；，——合格判定定系数，按表表3-1取用。同一验收批混凝凝土立方体的的抗压强度的的标准差可按按下式计算:=(3.3)式中——验收批批内第组混凝凝土试件的强强度值；——验收批内混混凝土试件的的总组数。当的计算值小于于0.06时，取取=0.06。表3-1混凝土强度度的合格判定定系数试件组数10～1415～24≥251.701.651.600.900.85非统计法对零星生产的预预制构件的混混凝土或现场场搅拌批量不不大的混凝土土，可采用非非统计法评定定。按非统计计方法评定混混凝土强度时时，其强度应应该同时满