注冊設(shè)備監(jiān)理工程師

本文根據(jù)多年實(shí)際工作總結(jié)，對(duì)土建專業(yè)中重點(diǎn)之一的混凝土工程及其質(zhì)量控制進(jìn)行了較全面細(xì)致的分析討論，混凝土結(jié)構(gòu)在建筑工程中占有很大比重，在結(jié)構(gòu)的安全、可靠和耐久性方面起絕對(duì)的作用，本文從混凝土組成成分如水泥、外加劑、粗細(xì)骨料等對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不同影響，說明混凝土工程質(zhì)量控制監(jiān)理工作應(yīng)該從生產(chǎn)混凝土的原材料的質(zhì)量開始把關(guān)，對(duì)混凝土的質(zhì)量控制是一個(gè)全過程的監(jiān)控過程，監(jiān)理工作也應(yīng)始終跟蹤，供借鑒。
在云南電力工程建設(shè)中，混凝土結(jié)構(gòu)在建筑工程中占有很大比重，在結(jié)構(gòu)的安全、可靠和耐久性方面起絕對(duì)的作用，由于云南省的地質(zhì)、地貌和氣候復(fù)雜多樣，高山河谷縱橫交錯(cuò)，海拔從三千多米到幾百米，氣候呈立體變化，晝夜溫差大。因而電力設(shè)施受環(huán)境侵蝕的危害尤其嚴(yán)重，電網(wǎng)中一條輸變電線路跨越幾百公里，海拔高差上千米，其間受高寒高熱或干濕交替等惡劣氣候影響，對(duì)于線路塔基、變電所房屋建筑、構(gòu)架基礎(chǔ)和設(shè)備基礎(chǔ)等混凝土結(jié)構(gòu)，從設(shè)計(jì)開始直到施工、使用和防護(hù)都應(yīng)考慮輸變電工程所處的特殊環(huán)境對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性要求。因此，電力工程建設(shè)中，監(jiān)理工程師對(duì)混凝土質(zhì)量的控制至關(guān)重要，本文就施工過程中如何控制混凝土質(zhì)量作一論述。
混凝土是由水泥、砂、石和水拌合后，水泥水化反應(yīng)形成凝膠，將砂、石膠結(jié)而成具有一定強(qiáng)度的固體復(fù)合材料。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為：水和水泥作用形成水泥漿，水泥漿包裹在砂的表面，并填充于砂的空隙中成為砂漿，砂漿又包裹在石子的表面，并填充砂子的空隙。水泥漿將砂、石牢固地膠結(jié)為一整體，使混凝土具有所需的強(qiáng)度、耐久性等性能?；炷恋慕Y(jié)構(gòu)是非均勻的，也十分復(fù)雜，這是由混凝土的組成材料決定的，由于混凝土的配合比及骨料級(jí)配等的不同，混凝土的宏觀結(jié)構(gòu)也有所不同，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(duì)較少，甚至在骨料之間出現(xiàn)孔洞。從微觀上看，由于混凝土中各種材料分布不均勻，混凝土的密實(shí)度是不均勻的，有些區(qū)域是致密的，而有些區(qū)域則是多孔的。所以，混凝土在受力前就存在微裂紋，當(dāng)混凝土受力后，在微裂紋處產(chǎn)生應(yīng)力集中，使這些微裂紋不斷擴(kuò)展、逐漸匯合連通，形成較大裂縫而使混凝土破壞。
因此，監(jiān)理工程師應(yīng)對(duì)組成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(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，使之符合使用標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于細(xì)骨料要重點(diǎn)檢查其質(zhì)地、級(jí)配、細(xì)度及含泥量；對(duì)粗骨料，要重點(diǎn)檢查其質(zhì)地、級(jí)配、針片狀顆粒含量、最大粒徑及含雜質(zhì)量。對(duì)外加劑應(yīng)重點(diǎn)檢測質(zhì)量是否符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
一、水泥質(zhì)量控制
1、選擇適宜的水泥品種和水泥標(biāo)號(hào)。
目前在輸變電工程施工中，大多采用42.5強(qiáng)度等級(jí)的普通硅酸鹽水泥配制C15混凝土，由于水泥的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于混凝土的強(qiáng)度，施工單位為控制成本，往往減少水泥的用量，加大粗骨料的用量，骨料的重量占到混凝土總量的83%，使混凝土缺乏應(yīng)有的工作度，增加了施工難度，混凝土難以達(dá)到密實(shí)成型，盡管混凝土強(qiáng)度可達(dá)到設(shè)計(jì)等級(jí)，但混凝土內(nèi)部孔隙率較大，對(duì)混凝土的耐久性造成嚴(yán)重的損害。由此，建議采用32.5強(qiáng)度等級(jí)的普通硅酸鹽水泥配制C15混凝土，適當(dāng)增加細(xì)骨料的用量，以減少離析、分層、泌水等帶來的不利影響，使混凝土具有良好的和易性，既有利于施工，又能增加混凝土的密實(shí)度。另外，在混凝土中摻加磨細(xì)粉煤灰對(duì)混凝土的抗?jié)B性能有明顯的改善，在水灰比為0.5的情況下，摻磨細(xì)粉煤灰比不摻或摻原狀粉煤灰，混凝土的抗?jié)B性能提高近1倍。
2、水泥生產(chǎn)廠家的選擇對(duì)使用的水泥應(yīng)優(yōu)先采購旋窯生產(chǎn)的合格產(chǎn)品，如立窯生產(chǎn)的水泥應(yīng)認(rèn)真檢驗(yàn)其組成及主要指標(biāo)后使用；對(duì)進(jìn)場水泥在檢驗(yàn)生產(chǎn)廠家和保證資料時(shí)重點(diǎn)查看氧化鎂、二氧化硫含量及初凝時(shí)間；在安定性項(xiàng)中任一項(xiàng)不符合水泥質(zhì)量規(guī)定的均為廢品禁止使用，水泥產(chǎn)品的安定性是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，出廠檢驗(yàn)必須合格。為保證質(zhì)量，工程技術(shù)保證資料規(guī)定，施工所用的水泥必須經(jīng)過該地區(qū)有資質(zhì)的試驗(yàn)室復(fù)驗(yàn)合格后方可使用。
3、水泥進(jìn)場時(shí)的檢驗(yàn)在出廠合格證齊全和化驗(yàn)單符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，監(jiān)理工程師還需核驗(yàn)進(jìn)場水泥是否與質(zhì)保資料相符合，包裝標(biāo)志是否齊全，水泥是否錯(cuò)進(jìn)或混進(jìn)，有否受潮結(jié)塊現(xiàn)象。在認(rèn)真檢查合格后，督促施工單位按批抽樣送檢，檢驗(yàn)項(xiàng)目全部合格后，方可準(zhǔn)予拌制混凝土。對(duì)于甲方提供的水泥，監(jiān)理工程師也不能放松其核檢。同時(shí)還應(yīng)根據(jù)混凝土工程的特點(diǎn)和所處的環(huán)境條件綜合考慮選擇水泥，對(duì)水泥強(qiáng)度一般應(yīng)是混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.5~2.0倍。
4、水泥的堆放管理在許多建筑工地施工現(xiàn)場，會(huì)有不同品種的水泥存放，為避免建筑施工現(xiàn)場由于操作人員責(zé)任性差，保管不嚴(yán)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(jìn)行補(bǔ)充等情況。要對(duì)不同品種的水泥分別堆放，并對(duì)水泥的品種類別、適用范圍、結(jié)構(gòu)物環(huán)境進(jìn)行具體分析才可使用，防止造成質(zhì)量事故。
二、骨料質(zhì)量控制
1、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(gòu)成了結(jié)構(gòu)體的骨架，更重要的是決定著構(gòu)筑物的力學(xué)性能、安全性和耐久性。一般認(rèn)為骨料的滲透性要比水泥漿體低，而實(shí)際上某些骨料的滲透系數(shù)與水泥漿體的滲透系數(shù)相差不大。當(dāng)骨料的孔隙率達(dá)10%時(shí)，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?jié)B性，骨料粒徑較大時(shí)更容易在粘結(jié)界面上產(chǎn)生較大裂縫，另外在凝結(jié)硬化過程中骨料不收縮，包裹的水泥漿體產(chǎn)生不同收縮，顆粒越大收縮值越大，形成的裂縫也多，必然導(dǎo)致抗?jié)B性的下降，最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。
由于骨料多數(shù)是就地取材，因而材質(zhì)的差異較大，云南省境內(nèi)的天然石材多為灰?guī)r，是較好的建筑工程用石材，在選材時(shí)應(yīng)注意無風(fēng)化、水銹、溶蝕等情況，石材的強(qiáng)度應(yīng)滿足要求，控制粗骨料的最大粒徑和顆粒級(jí)配，減少針、片狀顆粒含量。對(duì)于中低強(qiáng)度的大體積混凝土，習(xí)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(duì)以往工程的質(zhì)量回訪發(fā)現(xiàn)：粒徑過大會(huì)造成混凝土孔隙率增大，尤其添加毛石后混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，界面裂縫較大，抗?jié)B性極差，易造成混凝土受侵蝕耐久性降低。如220kV羅平變電所一期工程于1996年開始施工建設(shè)，1997年竣工投產(chǎn)， 2001年對(duì)羅平變電所進(jìn)行500kV升壓擴(kuò)建工程施工時(shí)發(fā)現(xiàn)，一期工程中已有部分混凝土基礎(chǔ)發(fā)生破壞，分析后認(rèn)為：由于混凝土密實(shí)度低，水分滲入后造成混凝土凍脹破壞，同時(shí)加劇了混凝土碳化和堿-骨料反應(yīng)。因而，在施工時(shí)應(yīng)避免此種做法。
2、細(xì)骨料的選擇對(duì)細(xì)骨料的選擇要注意以下幾點(diǎn)：山砂、河砂等天然砂是建筑工程中的主要用砂，但應(yīng)控制泥和有機(jī)質(zhì)的含量，人工砂中含有較多的片狀顆粒及細(xì)粉，且成本較高，配制混凝土?xí)r應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，盡量選擇天然砂作為施工用砂，如天然砂的自然級(jí)配不符合要求時(shí)，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(jìn)行混凝土的配制。
工程施工中，應(yīng)采用雜質(zhì)少、級(jí)配好、粒徑適中的粗骨料，并采用堅(jiān)固性好的粗、細(xì)骨料。
三、配合比控制混凝土配合比的控制是不容忽視的，往往先嚴(yán)后松，質(zhì)量不穩(wěn)定情況時(shí)有發(fā)生，對(duì)配合比的控制還應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定有關(guān)要求及工程結(jié)構(gòu)混凝土的特點(diǎn)，確定相應(yīng)的材料選擇。
在輸變電工程施工中，C15混凝土的水灰比通常采用0.68，但由于混凝土結(jié)構(gòu)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(guī)范規(guī)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(shù)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，使得混凝土基礎(chǔ)拆模以后，在基礎(chǔ)陽角處常常發(fā)生缺角掉邊和石子外露現(xiàn)象，影響混凝土的外觀質(zhì)量和耐久性。而用水量過多，會(huì)產(chǎn)生流漿、泌水、離析和分層等現(xiàn)象，同樣使混凝土拌合物的粘聚性和保水性降低，并易產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象，混凝土強(qiáng)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?；炷涟韬衔锏挠盟繎?yīng)嚴(yán)格控制，以滿足拌合物流動(dòng)性為準(zhǔn)。
對(duì)現(xiàn)場拌制的混凝土，監(jiān)理工程師應(yīng)要求施工單位對(duì)現(xiàn)場原材料抽樣，送有資質(zhì)的試驗(yàn)單位進(jìn)行試樣試驗(yàn)及混凝土配合比的設(shè)計(jì)試配，同時(shí)還應(yīng)審查出具的試配后的混凝土性能，當(dāng)確實(shí)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(yīng)抽查實(shí)際配制情況，防止操作人員素質(zhì)低出現(xiàn)任意性。[Page]
四、外加劑的控制在實(shí)際施工中，由于外加劑本身的質(zhì)量效果，或由于外加劑品種選擇不當(dāng)，以及水泥對(duì)外加劑的適用性等問題，出現(xiàn)因此造成質(zhì)量事故的現(xiàn)象。所以，在應(yīng)用普及外加劑的同時(shí)，應(yīng)采取有效措施，加強(qiáng)對(duì)外加劑產(chǎn)品質(zhì)量的管理。
監(jiān)理工程師必須重視對(duì)外加劑的質(zhì)量控制。首先檢查外加劑的生產(chǎn)廠家是否有生產(chǎn)許可證；在核驗(yàn)質(zhì)保資料時(shí)，檢查是否有法定檢測單位出具的有效期內(nèi)摻用指標(biāo)報(bào)告，生產(chǎn)廠家一般只是提供產(chǎn)品說明書或勻質(zhì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，這是不夠的；其次，在外加劑的使用前，要安排作出有關(guān)實(shí)際效果的試驗(yàn)，以確定外加劑與使用水泥是否達(dá)到設(shè)計(jì)性能要求，這是防止誤用或錯(cuò)用的保證。目前建筑工程中經(jīng)常使用的外加劑多為木質(zhì)素磺酸鈣（簡稱木鈣），木鈣因其原料廣、成本低，而廣泛地用于混凝土工程作為緩凝引氣減水劑，使用木鈣時(shí)，應(yīng)嚴(yán)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(dòng)性和水泥用量不變的情況下，可減少用水量10%，28d強(qiáng)度提高10%~20%，并可使混凝土的抗凍性、抗?jié)B性等耐久性有明顯提高。但摻量過多，會(huì)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(qiáng)度下降。冬季施工或氣溫低于5oC時(shí)，要與早強(qiáng)劑復(fù)合使用，不宜單獨(dú)使用?？荚囌搲?BR> 五、混凝土施工中的質(zhì)量控制對(duì)于面廣量大的施

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