高性能混凝土的生產(chǎn)控制與管理

  長期以來，由于對混凝土耐久性缺乏足夠的認(rèn)識，建設(shè)者在設(shè)計(jì)和施工中只考慮強(qiáng)度，加之高速公路橋涵結(jié)構(gòu)所處的嚴(yán)酷環(huán)境，大量耐久性不足所導(dǎo)致的問題集中暴露出來。近年的研究及工程經(jīng)驗(yàn)表明，在設(shè)計(jì)階段即考慮預(yù)防性的保護(hù)措施，并在施工中加強(qiáng)質(zhì)量控制，是提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的有效手段。高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土耐久性基礎(chǔ)上，以耐久性作為配合比設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，采用現(xiàn)代化混凝土技術(shù)制作而成。針對不同的用途要求，高性能混凝土保證了耐久性、工作性、使用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等性能，同時(shí)對原材料和生產(chǎn)工藝提出了更嚴(yán)格的要求。

  高性能混凝土的主要構(gòu)成材料有水泥、礦物摻和料（粉煤灰、礦渣粉、硅灰等）、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑、攪拌用水等。如某高速公路高性能混凝土配合比采用42.5等級水泥、Ⅰ級粉煤灰、優(yōu)質(zhì)礦渣粉、高性能減水劑、碎石、河砂等材料配置而成。高性能混凝土在材料配置上的特點(diǎn)是低水膠比、低用水量、較低的水泥用量、較多的礦物摻和料用量，使混凝土有較高的密實(shí)性、抗裂性、抗化學(xué)腐蝕性和工作性，既提高了混凝土的耐久性，又充分利用了工業(yè)廢料和減少了水泥生產(chǎn)的能源消耗與污染。

  1.地材的質(zhì)量穩(wěn)定性

  由于砂石材料的質(zhì)量波動(dòng)，對普通混凝土性能影響不敏感，往往對其關(guān)注不足，導(dǎo)致地材的質(zhì)量穩(wěn)定性較差，主要表現(xiàn)在砂的細(xì)度模數(shù)波動(dòng)較大，粗細(xì)集料含泥量超標(biāo)、顆粒級配分布不穩(wěn)定。這種現(xiàn)象會(huì)引起高性能混凝土的穩(wěn)定性得不到保證，生產(chǎn)質(zhì)量有問題，必然導(dǎo)致施工過程中控制困難?？刂频夭馁|(zhì)量穩(wěn)定性，應(yīng)從控制料源入手，砂石材料的質(zhì)量波動(dòng)，往往是由于同品種、同規(guī)格的材料產(chǎn)自不同廠家，在原材料選廠階段對廠家的供貨能力估計(jì)過高，導(dǎo)致不能按照施工進(jìn)度供貨。因此，在原材料選廠時(shí)，應(yīng)選擇質(zhì)量穩(wěn)定、貨源充足、信譽(yù)良好的廠家或供貨商，不能片面追求利潤最大化。

  2.混凝土攪拌站的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

  攪拌站的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，對混凝土生產(chǎn)質(zhì)量提高有非常顯著的作用，標(biāo)準(zhǔn)化的理念，必須在攪拌站的建設(shè)上得到落實(shí)。首先，攪拌站按照標(biāo)準(zhǔn)化要求設(shè)置的標(biāo)牌，應(yīng)清楚地標(biāo)明攪拌站操作規(guī)程、按照當(dāng)日實(shí)際檢測含水量計(jì)算的施工配合比、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及崗位負(fù)責(zé)人等信息，不能流于形式。其次，砂石料倉分隔墻采用雙墻中空式（37墻，凈距50cm，高度不小于160cm。攪拌站配料機(jī)上料斗之間加設(shè)鋼隔板，高度不小于50cm，確保砂石料不混雜。砂石料倉、攪拌機(jī)配料斗應(yīng)設(shè)置避雨棚；料倉硬化必須按照中間高、四周低的原則合理設(shè)置，場地四周設(shè)置排水溝，溝底砂漿抹面，并設(shè)置不小于1.5%的縱坡，形成完善的防排水系統(tǒng)，減少降雨對集料含水量的影響。最后，配備滿足施工需要的水洗設(shè)備。C40及以上混凝土所用粗細(xì)集料全部采用機(jī)械水洗，嚴(yán)禁沖洗和水池投洗。

  3.混凝土的水膠比

  水膠比是高性能混凝土的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。施工過程中，攪拌好的混凝土若停放、運(yùn)輸時(shí)間過長，將導(dǎo)致坍落度損失過大。下料困難甚至難以振搗時(shí)，應(yīng)按規(guī)定廢棄，不得加水重塑，更不允許為貪圖施工方便而隨意增加單方用水量。

  4.標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化施工理念

  高性能混凝土仍然是用常規(guī)材料和常規(guī)工藝制造的水泥混凝土，但是需要制作上通過嚴(yán)格的質(zhì)量控制，使其達(dá)到良好的工作性、均勻性、密實(shí)性和體積穩(wěn)定性，以滿足耐久性的基本要求。管理及施工人員應(yīng)改變傳統(tǒng)觀念，提高質(zhì)量意識，進(jìn)一步規(guī)范生產(chǎn)及施工管理，樹立標(biāo)準(zhǔn)化施工、精細(xì)化施工的理念。

  高性能混凝土質(zhì)量波動(dòng)因素較為繁雜，但是重點(diǎn)仍集中在生產(chǎn)管理階段，主要體現(xiàn)在原材料、配合比及生產(chǎn)工藝上。

  1.原材料源頭控制

  要建立健全材料管理制度。入庫時(shí)應(yīng)對原材料的品種、規(guī)格、數(shù)量以及質(zhì)量證明文件等進(jìn)行驗(yàn)收檢查，按照有關(guān)規(guī)定取樣復(fù)檢，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可使用，對不合格的產(chǎn)品應(yīng)清降出場。不同品種、規(guī)格、來源的原材料應(yīng)分倉儲存，并用明顯的標(biāo)識標(biāo)注出品名、產(chǎn)地、廠家、生產(chǎn)日期、進(jìn)貨日期等必要信息。

  粗細(xì)骨料應(yīng)按照不同品種分別堆放。細(xì)骨料優(yōu)先選用級配合理，空隙率小的河砂，若當(dāng)?shù)氐夭碾y以滿足要求，可考慮滿足要求的機(jī)制砂。粗骨料優(yōu)先選用堅(jiān)固密實(shí)、粒型良好的碎石，宜由二至三個(gè)粒級組成合理級配。

  水泥、粉煤灰、礦渣粉等粉狀材料采用罐裝儲存，應(yīng)做好保溫防潮措施。高性能混凝土必須摻加優(yōu)質(zhì)的摻和料，盡可能選用Ⅰ級粉煤灰和優(yōu)質(zhì)礦渣粉。

  外加劑宜選用聚羧酸類高性能減水劑，使用前必須進(jìn)行適用性檢驗(yàn)。當(dāng)復(fù)合使用減水劑、引氣劑、緩凝劑、膨脹劑、阻銹劑及防腐劑時(shí)，應(yīng)事先專門測定它們之間的相容性。外加劑的驗(yàn)收除按規(guī)范規(guī)定的指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)外，還應(yīng)增加在試驗(yàn)室進(jìn)行試拌檢驗(yàn)。試拌時(shí)采用選定的配合比、已進(jìn)場的原材料，驗(yàn)證混凝土的工作性。工作性滿足要求作為高性能混凝土驗(yàn)收通過的指標(biāo)，否則分析各種原材料（外加劑除外）的影響因素，逐個(gè)解決排除。由于外加劑的質(zhì)量對日照、溫度比較敏感，應(yīng)設(shè)置專門的倉庫儲存。

  2.配合比過程控制

  配合比管理的關(guān)鍵，在于控制原材料品質(zhì)的穩(wěn)定及計(jì)量設(shè)備的精確。原材料性質(zhì)的變化，對高性能混凝土性能影響較為敏感。工地試驗(yàn)室在原材料進(jìn)場檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)收集匯總材料的各項(xiàng)檢驗(yàn)指標(biāo)，認(rèn)真分析材料性質(zhì)的變化。如果水泥強(qiáng)度、水泥成分，減水劑減水率、礦物摻和料需水量、減水劑引氣量、骨料含泥量等指標(biāo)發(fā)生變化時(shí)，需要試驗(yàn)室針對原材料性能試配調(diào)整配合比。通過對混凝土的使用情況進(jìn)行分析，也可以反映出原材料指標(biāo)變化，例如高性能混凝土在坍落度滿足要求前提下，太黏稠則不便于施工，可以通過減少1%至2%砂率的方法進(jìn)行調(diào)整。如非砂率原因，可要求外加劑供應(yīng)廠家對外加劑的組分進(jìn)行調(diào)整。

  計(jì)量準(zhǔn)確是保證混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵。目前，混凝土攪拌站計(jì)量設(shè)備精度多數(shù)能滿足要求，但由于設(shè)備使用時(shí)間長（檢定周期一般為1年）、工作量大等原因，也可能導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)確。攪拌站應(yīng)配備幾個(gè)常用砝碼，在檢定周期內(nèi)定期和不定期對計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行核查，檢驗(yàn)其計(jì)量精度，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

  3.攪拌過程管理

  監(jiān)理人員與攪拌站、試驗(yàn)室、質(zhì)檢人員，根據(jù)當(dāng)日生產(chǎn)計(jì)劃、砂石含水量和原材料情況，結(jié)合混凝土的運(yùn)距、氣溫、混凝土使用部位，提出混凝土的配比通知單。開盤前，應(yīng)測定粗細(xì)骨料的含水量，以便確定施工配合比，每工班抽測2次，雨天隨時(shí)抽測，并根據(jù)測定結(jié)果，及時(shí)調(diào)整混凝土施工配合比。高性能混凝土攪拌時(shí)間較普通混凝土攪拌時(shí)間長約30秒，適當(dāng)延長攪拌時(shí)間可顯著提高混凝土的工作性。攪拌站必須安裝打印機(jī)，可隨機(jī)打印配料單供管理人員分析生產(chǎn)質(zhì)量，攪拌站應(yīng)規(guī)范操作、及時(shí)保養(yǎng)。高性能混凝土攪拌專業(yè)性較強(qiáng)，要求操作人員具有很強(qiáng)的責(zé)任心并具有一定專業(yè)知識，應(yīng)加強(qiáng)操作手的專業(yè)培訓(xùn)。