泵送混凝土的質(zhì)量控制

泵送混凝土的質(zhì)量控制泵送混凝土的特點是，坍落度大，一般為100mm—220mm，屬流動性和大流動性混凝土。目前采用預拌混凝土施工的工程，混凝土的前期（28d以前）強度普遍偏低，其主要原因是：1、水泥質(zhì)量不穩(wěn)定，2、粉煤灰性能影響，3、砂、石質(zhì)量影響，4、混凝土配合比強度問題，5、外加劑使用不當，6、混凝土施工過程中振搗、養(yǎng)護質(zhì)量問題等?，F(xiàn)根據(jù)規(guī)范規(guī)定與大家共同商討，如何提高泵送混凝土前期強度。1原材料1.1水泥：混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范，規(guī)定：“水泥進場時應對其品種、級別、包裝或散裝倉號、出廠日期等進行檢查，并應對其強度、安定性及其他必要的性能指標進行復驗，其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國家標準《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB175等的規(guī)定”。……檢查數(shù)量、按同一生產(chǎn)廠家、同一等級、同一品種、同一批號且連續(xù)進場的水泥，袋裝不超過200t為一批，散裝不超過500t為一批，每批抽樣不少于一次。水泥應優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，不宜采用火山灰質(zhì)水泥（需水量大、易泌水），使用前必須按條規(guī)定，其性能指標應符合標準規(guī)定。對于泵送混凝土尚應進行，水泥砂漿流動度，該水泥與外加劑和摻合料相容性（適應性）檢驗。水泥應采用強度相對穩(wěn)定、波動較小，質(zhì)量可靠的廠家產(chǎn)品，有利于對該品種水泥性能的了解。相關(guān)人員應加強與生產(chǎn)廠家溝通，隨時掌握水泥組成成分中鋁酸三鈣（C3A）的含量。為緩凝劑的摻量提供信息。（C3A為水泥早強組分，吸水速度比其他礦物組分快，水泥標準規(guī)定含量為7-15%，C3A含量高，緩凝劑應多摻，反之少摻，這主要是對水泥而言，混凝土的緩凝時間與環(huán)境溫度、摻合料，外加劑都有關(guān)系）1.2粉煤灰粉煤灰等級的選用應符合《粉煤灰在混凝土和砂漿中應用技術(shù)規(guī)程》JGJ28和《粉煤灰混凝土應用技術(shù)規(guī)范》GBJ146-90規(guī)定的應用范圍。普通鋼筋混凝土應采用Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰。使用之前應按規(guī)定取樣檢驗其細度、燒失量、需水量比、三氧化硫含量是否符合相應等級品質(zhì)指標的要求；同時應與水泥、外加劑做相容性檢驗。相容性不好時可通過更換水泥或外加劑品種來判斷是水泥或外加劑何者不適應，目前我們使用的粉煤灰質(zhì)量是穩(wěn)定的、比較可靠。粉煤灰的組成成分中，硅、鋁、鐵氧化物顆粒粉末的含量占75%以上，（其中sio2占45-60%、AL2O3為20-35%、Fe2O3為5-10%）這些形態(tài)不同的顆粒絕大多數(shù)為表面光滑的玻璃球顆粒，采用粉煤灰作為摻合料的混凝土，其和易性、流動性得到明顯改善，對混凝土的泵送十分有利，所以用于泵送的預拌混凝土都摻加一定數(shù)量的粉煤灰來代替部分水泥，同時合理地在混凝土中應用粉煤灰能改善混凝土性能（如提高混凝土的抗?jié)B、耐久性能）、節(jié)約水泥、降低混凝土成本、節(jié)約資源都非常有利。但粉煤灰混凝土存在早期強度偏低的問題，當粉煤灰取代水泥率超過5%時，混凝土早期強度開始下降，取代率超過15%下降會更明顯，約降低6%-8%，并隨粉煤灰取代率的增加而逐漸降低。因此粉煤灰取代水泥的最大限量應符合《粉煤灰混凝土應用技術(shù)規(guī)范》GBJ146-90，第條規(guī)定，泵送混凝土采用硅酸鹽水泥為45%，普通水泥為35%，公司攪拌站采用普通硅酸鹽水泥，目前的摻量在5%-15%之間，符合規(guī)范的規(guī)定。粉煤灰混凝土強度偏低的原因是由粉煤灰在混凝土中的作用機理的影響，粉煤灰化學活性較低，水化緩慢，只有在水泥水化后，析出氫氧化鈣（Ca（OH）2），在有水的條件下發(fā)生“二次”水化，并與空氣中的二氧化碳相結(jié)合，逐漸生成具有強度的硅酸鈣，所以粉煤灰混凝土只有在后期強度才明顯提高（與28d標養(yǎng)比，60d標養(yǎng)強度增加約30%，60d自然養(yǎng)護增加約20%），并隨時間延長不斷增長。粉煤灰混凝土尤其適用于采用其后期強度和大體積混凝土（延緩水化熱釋放時間，使混凝土絕熱升溫大幅度降低，可避免因溫度應力，引起裂縫），但設(shè)計部門主要是以28d標養(yǎng)強度作為設(shè)計標準值，所以采用何種措施提高粉煤灰混凝土前期強度是預拌混凝土廠家首先要考慮和研究的問題。1.3磨細礦渣粉磨細礦渣粉的活性比粉煤灰高，礦渣粉能較快析出的氫氧化鈣，可激發(fā)粉煤灰的活性，從而促進粉煤灰中鋁、硅溶解，使摻合料混凝土拌合物水化液相中鋁、硅的濃度增加，同時又可加速礦渣粉自身的水化過程，粉煤灰和礦渣粉是非常理想的摻合料組合。能充分發(fā)揮兩種摻合料的火山效應，形態(tài)效應和微骨料效應的疊加作用，比單摻任何一種摻合料的混凝土性能都好，尤其能彌補單摻粉煤灰混凝土早期強度偏低的缺陷；且能有效地提高混凝土的品質(zhì)，使硬化后的混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加密實，是配制高性能耐久性混凝土，抗?jié)B混凝土不可缺少的組分，并能改善混凝土拌合物的和易性、粘聚性。公司攪拌站，從今年開始已普遍采用粉煤灰加礦渣粉同時摻加方案配制混凝土。磨細礦渣粉的化學成分主要是氧化鈣、氧化硅和氧化鋁，其總量占90%以上，其活性主要組分是氧化鈣和氧化鋁，礦渣粉的活性指標是影響混凝土強度的關(guān)鍵，其活性指標主要是由礦渣粉中的活性組分和細度來決定。級別高的磨細礦渣粉（S115、S105），一般不適宜泵送混凝土，泵送混凝土一般采用S95級或S75級礦渣粉。磨細礦渣粉的品質(zhì)指標應符合國家標準《GB/T18046-2000》的規(guī)定，使用前應進行抽樣檢驗其技術(shù)指標是否符合相應級別的標準要求，并根據(jù)活性指標高低和比表面積大小，選擇摻量。集料2.1砂砂子的含泥量和砂率是影響混凝土強度的主要因素之一。泵送混凝土的砂率宜為35%-45%（中砂）。掌握砂子的篩分情況是調(diào)整最佳砂率的關(guān)鍵，當砂率一旦高于最佳砂率值3%以上，混凝土強度就會下降4%。選擇最佳砂率主要是根據(jù)砂的細度模數(shù)和通過0.315mm篩孔的顆粒含量多少來決定，目前我們使用的是粗砂，細度模數(shù)在3.3-3.6之間，通過0.315mm篩孔的含量約為8%，砂中≥5mm顆粒的含量約為6%-8%（屬于最小顆粒卵石）。《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ55-2000規(guī)定：泵送混凝土宜采用中砂，其通過0.315mm篩孔的顆粒含量不應小于15%。解決砂子細度模數(shù)偏大和通過0.315mm篩孔顆粒含量不足問題，簡單的做法是增加砂率，比較合理、科學的做法是在粗砂中增加一部分細沙復配成中砂和滿足通過0.315mm篩孔的顆粒含量的要求（細砂增加量可通過篩分試驗調(diào)整）；比較難處理的是砂含泥問題，也是最容易造成混凝土強度下降的問題，按《普通混凝土用砂質(zhì)量標準及檢驗方法》JGJ52的規(guī)定，≥C30混凝土含泥量不大于3%，＜C30混凝土含泥量不大于5%。經(jīng)攪拌站實驗室抽樣檢測，多數(shù)批量砂子的含泥量都超標，對于因砂含泥量超標影響混凝土強度降低問題，目前尚無可靠的技術(shù)手段來解決，只能嚴把砂子進倉質(zhì)量關(guān)或采用清洗方法來解決。2.2碎石粗骨料的質(zhì)量應符合現(xiàn)行國家標準《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標準及檢驗方法》JGJ53的規(guī)定。對于泵送混凝土，應符合“粗骨料最佳級配曲線”的要求，且其針、片狀含量不宜大于10%。目前常用5-31.5mm連續(xù)級配碎石，分級顆粒級配不合理，與最佳含量要求比，5-10mm石子偏少約45%，10-20mm石子偏少約15%，20-31.5mm石子偏多約105%，由于分級顆粒級配差異大，尤其是20-31.5mm石子含量超過一倍多，造成石子空隙率偏大（空隙率為50%-52%，一般品質(zhì)好的混凝土，要求石子的空隙率不應大于42%為宜），且針、片狀石子含量偏多，形態(tài)較差，不但影響混凝土泵送效果，最主要的是會造成混凝土強度降低（當針、片顆粒含量在10%、15%、20%時，可分別降低混凝土強度3.3%、9.9%、13.3%），尤其是依靠混凝土界面粘結(jié)強度和石子本身強度，強度等級較高的混凝土，其強度降低更為明顯，所以C40以上混凝土宜采用5-25mm或5-20mm的石子。造成石子形態(tài)較差，針、片狀偏多，顆粒級配不好的原因，是目前碎石生產(chǎn)廠家均采用落后的鄂式碎石機生產(chǎn)碎石，若采用錘擊式或反擊式碎石機，其生產(chǎn)的碎石粒形好，接近方形或圓形，針、片狀石子含量很少，石子空隙小，不但適宜混凝土泵送要求，而且對提高混凝土強度十分有利，目前解決石子空隙率偏大、級配不合理的方法，是在現(xiàn)用石子中添加部分5-10mm或5-20mm的石子（內(nèi)摻法），不但可調(diào)整石子分級顆粒的含量，使級配相對合理，還可以改善石子存在空隙率偏大的問題。3混凝土配合比3.1混凝土配制強度的確定按《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ55-2000，、3.0.2、3.0.3條規(guī)定：1、混凝土配制強度應按下式計算Fcu，o≥Fcu，k+1.645σ式中Fcu，o--混凝土配制強度Fcu，k--混凝土立方體抗壓強度標準值（MPa）σ--混凝土強度標準差（MPa）2、遇有下列情況時應提高混凝土配制強度。1）現(xiàn)場條件與試驗室條件有顯著差異時；2)C30級及其以上強度等級的混凝土，采用非統(tǒng)計方法評定時；3、強度標準差σ的選用當不具有近期的同一品種混凝土強度資料時，其混凝土強度標準差σ可按下表取用：混凝土強度等級低于C20C20-C35高于C35σ4.05.06.0（按上述公式計算，混凝土強度等級為C15時，混凝土配制強度為21.6Mpa，C30時，配制強度為38.2Mpa，C40時，配置強度為49.9Mpa）3.2混凝土試配試配是確?；炷翉姸鹊年P(guān)鍵，施工用的混凝土配合比，必須是經(jīng)試配檢驗，符合混凝土強度等級所規(guī)定的混凝土配制強度要求和滿足可泵性的條件下才能使用。這是控制混凝土強度的必要手段。盲目配比必然造成質(zhì)量失控，混凝土生產(chǎn)單位應建立以試配臺賬和工程臺帳為中心的質(zhì)量管理體系，試配試塊可按7d、28d、60d強度留置，7d強度主要是為了掌握和積累采用不同原材料、不同配比、不同混凝土強度等級與其對應的28d強度增長情況，60d主要是了解混凝土強度后期增長情況，作為混凝土生產(chǎn)企業(yè)應逐步建立起，采用7d強度推算28d強度的規(guī)律曲線，為生產(chǎn)服務。如果28天強度符合要求，可參考作為施工用的混凝土配合比，但不是唯一的依據(jù)，因為從試配到混凝土強度報告出來時，時間已將近一個月，其原材料可能發(fā)生變化，因此，仍需經(jīng)論證調(diào)整才能最后確定施工用的混凝土配合比。4外加劑的使用混凝土外加劑的使用應符合《混凝土外加劑應用技術(shù)規(guī)范》GBJ119的規(guī)定。泵送混凝土所使用的混凝土泵送劑的主要組分有：減水組分、緩凝組分、引氣組分、保水組分，有時為抑制混凝土初期裂縫，還慘加抗裂纖維素或膨脹劑，以及冬期施工參加的防凍劑等。外加劑使用時，應參照廠家提供的使用說明書外，仍應提前抽樣試驗，檢驗其各項技術(shù)性能指標是否符合國家標準要求，并檢驗其與水泥、摻合料的相容性的適應問題。以下介紹容易引起混凝土強度、性能變化的外加劑使用時應注意的事項。4.1引氣劑1引氣劑的作用機理：引氣劑中含有大量微小、獨立的氣泡，這些球狀氣泡如同滾珠一樣改善了混凝土內(nèi)集料間相對運動的摩擦阻力，使新拌混凝土的和易性和流動性明顯改善，且能減少混凝土坍落度損失，對泵送混凝土十分有利，是泵送劑不可缺少的組分。同時也是配制高性能耐久性混凝土、抗?jié)B混凝土時為保證混凝土性能所采用的手段之一，引氣劑小氣泡的直徑小于20μm，間隙系數(shù)在0.1mm-0.2mm。在混凝土硬化中的微小氣泡具有一定彈性能緩沖因水的凍結(jié)而產(chǎn)生的膨脹壓力，減少冰凍破壞，且均勻小氣泡有一定的保溫作用，因此混凝土的抗凍融性能得到明顯改善，從而提高混凝土的耐久性（比不摻引氣劑的混凝土提高1-5倍）。同時，在混凝土拌合物中有均勻分布的微小氣泡能有效地防止混凝土拌合物的泌水和沉降，且細小的氣泡互不相通，能有效隔斷混凝土中毛細孔通道，達到防止水分滲透的目的，從而提高了混凝土的抗?jié)B性能。2引氣劑使用時應注意的事項：1）引氣劑產(chǎn)生的小氣泡，在混凝土中的含量不是越多越好，當混凝土中的含氣量超過一定比例時，就容易造成氣泡相通，反而影響混凝土的抗?jié)B性，同時由于氣泡增多減少了水泥漿體的有效面積，從而削弱了水泥石與集料間粘結(jié)強度，造成混凝土抗壓強度降低，當1m3混凝土含氣量超過6%以后（體積比），混凝土中含氣量每增加1%，混凝土抗壓強度約降低4%-6%，所以《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ55-2000規(guī)定：摻用引氣型外加劑時，其混凝土含氣量不宜大于4%，因此，要嚴格控制好引氣劑的摻量。2）引氣劑的摻量非常微小，應準確計量，其摻量應按廠家說明使用。一般應先配成溶液，在稀釋成一定濃度后搖勻加入。3）膠凝材料含堿量高，細度大，以及有吸附作用的摻合料（如粉煤灰）會降低引氣量，應適當增加引氣劑的摻量。4）料溫每增加10℃，含氣量約減少20%-30%，炎熱季節(jié)適當增加引氣劑的摻量。（基準料溫以20℃計）。5)一般混凝土攪拌時間長，可使含氣量增加，但過長會減少，高頻振動過振會使含氣量損失大。4.2防凍劑使用時應注意事項：1、防凍劑的品種和摻量，應滿足本地區(qū)冬季最低溫度要求；使混凝土早期在臨界強度之前不受凍害。2、混凝土入模溫度不得低于5℃，使混凝土澆筑完畢后有一段正溫期，有利于混凝土的強度增長，使混凝土盡早達到臨界強度。3、混凝土保溫養(yǎng)護的溫度不得低于防凍劑規(guī)定的溫度4、混凝土保養(yǎng)時間不得小于混凝土設(shè)計溫度的負溫最短養(yǎng)護時間。5、在規(guī)定的負溫養(yǎng)護期間，應防止混凝土經(jīng)受多次凍融。一般混凝土解凍后，后期強度損失值在5%以內(nèi)，若出現(xiàn)多次凍融，其強度損失值約為一次的1-3倍，強度低的混凝土損失比強度高的混凝土大。5混凝土施工過程質(zhì)量控制5.1施工過程中嚴禁向混凝土拌合物中添加水。5.2混凝土布料時應頻繁移動布料桿的位置，防止布料點處的石子成堆，而附近部位缺少石子，尤其是梁板澆筑時，更應引起重視，當出現(xiàn)上述情況時，應用人工鏟平，使石子均勻，否則，灰漿多缺少石子的部位，混凝土容易出現(xiàn)裂縫。5.3應掌握好混凝土的振搗時間。采用插入式振搗泵送混凝土時，應根據(jù)混凝土坍落度的大小，選定振搗時間，一般坍落度為80～120mm，振搗時間為15～20秒，120～180mm為10～15秒