混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平的評定及影響因素分析

    摘要：依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，闡明了混凝土質(zhì)量的廣義和狹義的內(nèi)涵，并結(jié)合珠江整治工程某標(biāo)段生產(chǎn)實踐對混凝土質(zhì)量水平進行評定，同時進一步分析了影響混凝土質(zhì)量的有關(guān)因素，藉以建立能夠生產(chǎn)優(yōu)良質(zhì)量混凝土產(chǎn)品的工作條件。

    關(guān)鍵詞：質(zhì)量；內(nèi)涵；評定；影響；分析

    1 　混凝土質(zhì)量的內(nèi)涵

    混凝土生產(chǎn)是水利施工企業(yè)承建工程項目的主要施工任務(wù)之一，混凝土的質(zhì)量關(guān)系到工程的安全運行與耐久性?；炷恋纳a(chǎn)質(zhì)量水平，反映施工企業(yè)的技術(shù)和管理水平，且直接影響企業(yè)的信譽與效益，質(zhì)量是企業(yè)生存與發(fā)展的基礎(chǔ)。

    廣義的混凝土質(zhì)量包括強度、耐久性和外觀質(zhì)量等內(nèi)容。混凝土的強度有抗壓、抗拉、抗彎及抗剪；耐久性有抗?jié)B性、抗凍性、抗沖性、抗侵蝕性及抗風(fēng)化性等；外觀質(zhì)量包括蜂窩、麻面、狗洞、線型及平整度等。根據(jù)混凝土的功能特性，在混凝土強度中以抗壓強度為最大，其他各項性能強度都與抗壓強度成相應(yīng)關(guān)系。因此，對混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平的評定就可以狹義地歸納為以施工企業(yè)某一單元(部分)工程或某一時段內(nèi)施工過程取樣試塊28d 齡期的抗壓強度值作為評定對象。雖然某一試塊強度只是構(gòu)件在某一時段和某一部位的質(zhì)量參數(shù)，但同樣是構(gòu)件混凝土總體強度的均勻性和混凝土質(zhì)量評定的重要內(nèi)容之一。根據(jù)有關(guān)評定標(biāo)準(zhǔn)，對珠江整治工程某標(biāo)段的混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平及影響均勻性的因素試作簡要評定分析。

    2 　混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平評定

    2. 1 　生產(chǎn)概況
    珠江整治工程某標(biāo)段有管理人員9人，生產(chǎn)工人41人，其中技術(shù)工人20人。生產(chǎn)設(shè)備主要有0.35m³混凝土攪拌機2臺，砂、石稱量系統(tǒng)設(shè)備1套，雙輪推車10余輛，以及鋼筋切斷機、彎曲機及電焊機等設(shè)備。所生產(chǎn)的混凝土主要是L形擋墻，總計混凝土產(chǎn)量為7000m³ ，根據(jù)設(shè)備及產(chǎn)量規(guī)模屬于小型的混凝土生產(chǎn)。

    2. 2 　生產(chǎn)質(zhì)量水平的劃分
    混凝土是非勻質(zhì)材料，其質(zhì)量是波動的。試驗資料表明，混凝土強度的波動規(guī)律一般符合正態(tài)分布。因此，國家規(guī)定了混凝土強度波動的范圍來劃分質(zhì)量水平[《混凝土強度檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》( GBT 107287)] 。確切地說，對混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平，就是根據(jù)統(tǒng)計周期內(nèi)混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差和強度不低于要求強度等級的百分率來劃分(表1) 。

    2. 3 　抗壓強度統(tǒng)計
    2003年度珠江整治某標(biāo)段的取樣試塊共188組。根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，其統(tǒng)計周期可按1個月劃取，則全部試塊的強度統(tǒng)計和質(zhì)量水平如表2所列。

    2. 4 　混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平
    從表2 可知，混凝土產(chǎn)品要求強度等級為C25，各個統(tǒng)計周期的抗壓強度平均值都較高，在30.5～36.5 MPa之間，標(biāo)準(zhǔn)差在2.8～5.0 MPa 之間。平均強度不低于要求強度等級的百分率，除2003年6月及12月分別為95%、96%外，其余為100%。

    混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平可劃分“優(yōu)良”、“一般”和“差”三個等級。而混凝土構(gòu)件質(zhì)量水平欲達到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，就必須滿足標(biāo)準(zhǔn)差σ≤3.5MPa和P≥95%兩項要求。從表2中數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，能達到以上兩項要求的有4月、5月、6月、9月和10月，5個統(tǒng)計周期，因此，4～6月、9～10月的生產(chǎn)質(zhì)量水平可評定為優(yōu)良。其余5個月的標(biāo)準(zhǔn)差σ>3.5 MPa，未能達到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)的要求，質(zhì)量水平僅符合一般標(biāo)準(zhǔn)。

    從表2可分析一個典型的情況:11月份統(tǒng)計周期的平均強度為36.5 MPa ，高于4～6、9～10月統(tǒng)計周期的平均強度。但11月份的強度標(biāo)準(zhǔn)差為4.7 MPa ，大于3.5 MPa而未能達到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。由此表明，11月份的混凝土強度平均值雖高，但波動較大，均勻性較差，這就說明混凝土生產(chǎn)質(zhì)量并非強度越高就是質(zhì)量水平越高。而是要保證要求強度的前提下，使強度波動小，均勻性好，強度標(biāo)準(zhǔn)差σ也就越小，從而顯示質(zhì)量管理水平就越高。

    3 　影響生產(chǎn)質(zhì)量水平的因素
    混凝土的質(zhì)量是不均勻的。即使是同一強度等級的混凝土，其抗壓強度試驗值也是波動的。造成強度波動的原因有: ①原材料質(zhì)量的波動； ②施工配料精度的誤差； ③拌和條件及氣溫等的變化； ④試驗方法及操作所造成的試驗誤差等。在正常施工條件下，上述影響因素都是隨機的，因此，混凝土強度也是隨機變化的。作者從珠江整治工程某標(biāo)段的混凝土原料檢驗報告及有關(guān)資料，就各種因素對混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平的影響程度作簡要分析。

    3. 1 　原材料質(zhì)量的波動
    (1) 水泥。水泥是混凝土的膠結(jié)材料，對混凝土的強度起主要作用。本標(biāo)段所采用的水泥為硅酸鹽32R 轉(zhuǎn)窯水泥，水泥用量約為2800t ，抽檢14次，強度從43.1～50.9MPa，波動幅度7.8MPa。水泥強度對混凝土強度的影響見圖1。

    從圖1 可知，5、6、8、10月4個月的水泥強度較高，在圖中呈高峰狀，混凝土強度在6、7、9、11月也相對較高，與之對應(yīng)地出現(xiàn)高峰狀。同樣，4、9月水泥強度出現(xiàn)低谷值，混凝土強度也相應(yīng)出現(xiàn)低谷值，表明混凝土強度與水泥強度的一致性，水泥強度波動，直接影響混凝土強度的波動。

    (2) 砂、石料。砂的各項質(zhì)量指標(biāo)中，一般細度模數(shù)與含泥量的變化對混凝土強度的影響較明顯；石子的超遜徑、針片狀顆粒含量和含泥量對混凝土強度產(chǎn)生一定的影響?，F(xiàn)將各統(tǒng)計周期對砂、石料的檢驗結(jié)果列于表3 。

    由表3可知，砂的細度模數(shù)在2.45～2.65 之間，波動幅度為0.2 ，可視為較好的中砂，超徑含量在1.1%～2.3%之間，波動幅度1.2% ，含泥量為0.4%～0.8% ，波動幅度為0.4 %。石子超徑含量為7.5 %～12.3% ， 波動幅度為4.8%，針片狀含量2.1%～4.1% ，變化范圍2.0% ，含泥量0.2%～0.5% ，變幅為0.7%。以上各項質(zhì)量指標(biāo)的參數(shù)變化幅度較小，質(zhì)量相當(dāng)穩(wěn)定，對各統(tǒng)計周期混凝土強度影響較小，也就是說對混凝土質(zhì)量波動影響較小。

    3.2 　配料精度的誤差
    (1) 水泥。水泥均采用袋裝水泥，經(jīng)多次抽檢，一次抽檢20包小包，質(zhì)量均在50±1kg之間。水泥量的控制相對較準(zhǔn)。

    (2) 砂、石。砂與石子均采用工人通過手推車作為參照容器進行進料入倉。由于工人的素質(zhì)參差不齊，這就要求現(xiàn)場施工員對此進行嚴格控制。由統(tǒng)計表2可見，由于混凝土生產(chǎn)前期(4、5、6月) 施工員控制比較嚴格，對砂、石料的控制比較到位，混凝土質(zhì)量就比較有保證，而之后由于天氣較熱，施工員和工人對砂、石料的控制有所放松，7、8 月質(zhì)量有所下降。

    (3) 水。水是通過攪拌機操作手進行控制，本標(biāo)段拌和機操作工人是相對固定的熟練工人，對用水量的控制比較好，使混凝土坍落度在3±2cm之間，實測坍落度為2～4cm之間。

    以上情況表明，本標(biāo)段配料精度水泥及水的用量相對較穩(wěn)定，不會使混凝土質(zhì)量造成較大的波動，而砂、石料的精度的波動，直接影響了混凝土質(zhì)量，這就要求施工員對質(zhì)量長抓不懈，不能有所放松，不達到要求應(yīng)及時給予規(guī)范。

    3.3 　拌和及氣溫的影響
    (1) 本標(biāo)段采用0.35m³混凝土拌和機，一般攪拌時間約為3min ，生產(chǎn)的混凝土質(zhì)量已符合要求。由于拌和機操作工人是相對固定的熟練工人，這樣由于拌和對混凝土質(zhì)量的影響將控制得比較好。

    (2) 混凝土試塊是置于室外露天水桶養(yǎng)護。混凝土強度的增長與溫度成正比。因此，氣溫的變化會引起混凝土強度波動。

    由此可見，拌和條件及氣溫的變化會對強度產(chǎn)生影響，但影響不大，不是引起強度波動的重要原因。

    3. 4 　試驗方法及操作所造成的誤差
    本工程的試驗儀器設(shè)備可供混凝土拌和物凝結(jié)時間、坍落度檢測及抗壓試塊取樣。但沒有安排專職的實驗人員，也缺少有關(guān)規(guī)程和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，僅由當(dāng)班施工員取樣，盡管每人都盡職盡責(zé)地按照自己認為最好的方法制備試塊，但由于各人操作方法不一致而產(chǎn)生實驗操作有誤差。由于對坍落度、溫度以及制作人員等未做記錄，也就很難分析其誤差所產(chǎn)生的影響程度。

    4 　結(jié)語
    (1) 本標(biāo)段在統(tǒng)計周期的混凝土平均強度較高，但波動變化較大，優(yōu)良率僅為50%，總體混凝土質(zhì)量水平屬于“一般”。

    (2) 混凝土強度在統(tǒng)計周期之間的波動，受水泥強度波動的影響較大，混凝土的強度與水泥強度波動相同。混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量在配料精度方面，尤其在砂、石料的配料精度方面的控制，對混凝土生產(chǎn)質(zhì)量影響較大。而混凝土強度的波動受材料質(zhì)量、水泥、水的配料精度及拌和條件氣溫的影響較小，試驗方法及操作所造成的試驗誤差影響較大。

    (3) 提高混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平的途徑是縮小強度的波動范圍。一是水泥強度盡可能波動小，同時根據(jù)水泥強度調(diào)整混凝土配合比；二是作好現(xiàn)場工人的管理，對工人的質(zhì)量意識長抓不懈，使人為對混凝土質(zhì)量影響降到最低；三是混凝土抗壓試塊應(yīng)設(shè)專職試驗員按規(guī)范操作實施，使其對混凝土質(zhì)量反映的影響降到最低。