混凝土工程施工質(zhì)量的控制及監(jiān)理

　　本文根據(jù)多年實際工作總結(jié)，對土建專業(yè)中重點之一的混凝土工程及其質(zhì)量控制進行了較全面細致的分析討論，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的作用，本文從混凝土組成成分如水泥、外加劑、粗細骨料等對混凝土內(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)，對混凝土的質(zhì)量控制是一個全過程的監(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，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)計開始直到施工、使用和防護都應(yīng)考慮輸變電工程所處的特殊環(huán)境對混凝土結(jié)構(gòu)的強度和耐久性要求。因此，電力工程建設(shè)中，監(jiān)理工程師對混凝土質(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)量檢驗標準檢驗，使之符合使用標準。對于細骨料要重點檢查其質(zhì)地、級配、細度及含泥量；對粗骨料，要重點檢查其質(zhì)地、級配、針片狀顆粒含量、最大粒徑及含雜質(zhì)量。對外加劑應(yīng)重點檢測質(zhì)量是否符合相應(yīng)的標準。

一、水泥質(zhì)量控制

　　1、選擇適宜的水泥品種和水泥標號。

　　目前在輸變電工程施工中，大多采用42.5強度等級的普通硅酸鹽水泥配制C15混凝土，由于水泥的強度遠高于混凝土的強度，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，混凝土難以達到密實成型，盡管混凝土強度可達到設(shè)計等級，但混凝土內(nèi)部孔隙率較大，對混凝土的耐久性造成嚴重的損害。由此，建議采用32.5強度等級的普通硅酸鹽水泥配制C15混凝土，適當增加細骨料的用量，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度。另外，在混凝土中摻加磨細粉煤灰對混凝土的抗?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)認真檢驗其組成及主要指標后使用；對進場水泥在檢驗生產(chǎn)廠家和保證資料時重點查看氧化鎂、二氧化硫含量及初凝時間；在安定性項中任一項不符合水泥質(zhì)量規(guī)定的均為廢品禁止使用，水泥產(chǎn)品的安定性是一項重要的指標，出廠檢驗必須合格。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)的試驗室復(fù)驗合格后方可使用。

　　3、水泥進場時的檢驗

　　在出廠合格證齊全和化驗單符合相應(yīng)標準的基礎(chǔ)上，監(jiān)理工程師還需核驗進場水泥是否與質(zhì)保資料相符合，包裝標志是否齊全，水泥是否錯進或混進，有否受潮結(jié)塊現(xiàn)象。在認真檢查合格后，督促施工單位按批抽樣送檢，檢驗項目全部合格后，方可準予拌制混凝土。對于甲方提供的水泥，監(jiān)理工程師也不能放松其核檢。同時還應(yīng)根據(jù)混凝土工程的特點和所處的環(huán)境條件綜合考慮選擇水泥，對水泥強度一般應(yīng)是混凝土強度等級的1.5~2.0倍。

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　　4、水泥的堆放管理

　　在許多建筑工地施工現(xiàn)場，會有不同品種的水泥存放，為避免建筑施工現(xiàn)場由于操作人員責任性差，保管不嚴格，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行補充等情況。要對不同品種的水泥分別堆放，并對水泥的品種類別、適用范圍、結(jié)構(gòu)物環(huán)境進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)筑物的力學性能、安全性和耐久性。一般認為骨料的滲透性要比水泥漿體低，而實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。當骨料的孔隙率達10%時，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，在選材時應(yīng)注意無風化、水銹、溶蝕等情況，石材的強度應(yīng)滿足要求，控制粗骨料的最大粒徑和顆粒級配，減少針、片狀顆粒含量。對于中低強度的大體積混凝土，習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，但通過對以往工程的質(zhì)量回訪發(fā)現(xiàn)：粒徑過大會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年對羅平變電所進行500kV升壓擴建工程施工時發(fā)現(xiàn)，一期工程中已有部分混凝土基礎(chǔ)發(fā)生破壞，分析后認為：由于混凝土密實度低，水分滲入后造成混凝土凍脹破壞，同時加劇了混凝土碳化和堿-骨料反應(yīng)。因而，在施工時應(yīng)避免此種做法。

　　2、細骨料的選擇

　　對細骨料的選擇要注意以下幾點：山砂、河砂等天然砂是建筑工程中的主要用砂，但應(yīng)控制泥和有機質(zhì)的含量，人工砂中含有較多的片狀顆粒及細粉，且成本較高，配制混凝土時應(yīng)根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況，盡量選擇天然砂作為施工用砂，如天然砂的自然級配不符合要求時，可將山砂、河砂和人工砂按一定比例摻合使用，并選擇合理砂率進行混凝土的配制。

　　工程施工中，應(yīng)采用雜質(zhì)少、級配好、粒徑適中的粗骨料，并采用堅固性好的粗、細骨料。

三、配合比控制

　　混凝土配合比的控制是不容忽視的，往往先嚴后松，質(zhì)量不穩(wěn)定情況時有發(fā)生，對配合比的控制還應(yīng)根據(jù)設(shè)計規(guī)定有關(guān)要求及工程結(jié)構(gòu)混凝土的特點，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)嚴格控制，以滿足拌合物流動性為準。

　　對現(xiàn)場拌制的混凝土，監(jiān)理工程師應(yīng)要求施工單位對現(xiàn)場原材料抽樣，送有資質(zhì)的試驗單位進行試樣試驗及混凝土配合比的設(shè)計試配，同時還應(yīng)審查出具的試配后的混凝土性能，當確實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)抽查實際配制情況，防止操作人員素質(zhì)低出現(xiàn)任意性。

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四、外加劑的控制

　　在實際施工中，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，以及水泥對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，應(yīng)采取有效措施，加強對外加劑產(chǎn)品質(zhì)量的管理。

　　監(jiān)理工程師必須重視對外加劑的質(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；在核驗質(zhì)保資料時，檢查是否有法定檢測單位出具的有效期內(nèi)摻用指標報告，生產(chǎn)廠家一般只是提供產(chǎn)品說明書或勻質(zhì)試驗數(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)實際效果的試驗，以確定外加劑與使用水泥是否達到設(shè)計性能要求，這是防止誤用或錯用的保證。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，應(yīng)嚴格控制摻量，一般為0.2%~0.3%.使用該劑后，在混凝土拌合物流動性和水泥用量不變的情況下，可減少用水量10%，28d強度提高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，混凝土強度下降。冬季施工或氣溫低于5oC時，要與早強劑復(fù)合使用，不宜單獨使用。

五、混凝土施工中的質(zhì)量控制

　　對于面廣量大的施工現(xiàn)場配制混凝土，監(jiān)理工程師在每次拌制前根據(jù)進場砂石料的檢驗情況，將試驗室配合比換算成施工配合比，再進行計算出每拌合盤各原材料的用量，抄寫在牌上；要求施工單位嚴格計量，拌和機上的進水表提前校驗，不允許憑感覺加水的錯誤操作，對水泥應(yīng)散裝稱量，外加劑更應(yīng)稱量準確；對量較大的砂石不得在小推車上劃線計量，堅持每車稱量；應(yīng)不定期的抽查拌合物的坍落度、和易性等，按規(guī)定督促混凝土強度試塊的取樣。采用機械攪拌可使拌合物的各種材料分布更加均勻，特別是對水灰比較小的混凝土拌合物，在其它條件相同時，采用機械攪拌的混凝土與采用人工攪拌的混凝土相比，強度可提高約10%.采用機械振搗成型時，機械振搗作用可破壞水泥的凝聚結(jié)構(gòu)，降低水泥漿體的粘度，從而提高混拌合物的流動性，有利于獲得致密結(jié)構(gòu)，這對水灰比小的混凝土或流動性小的混凝土尤為重要。對于輸變電工程來說，由于絕大部分鐵塔位于高山上，施工條件相當惡劣，在采用施工機具時應(yīng)選擇簡單、輕便、可拆裝的機械設(shè)備，便于搬運，盡量做到機械施工，保證工程質(zhì)量。

　　混凝土澆筑前，監(jiān)理工程師應(yīng)對其澆筑方法程序、澆筑的強度要有嚴格的控制，明確水電供應(yīng)的保證措施；各環(huán)節(jié)崗位人員的配備安排；振動工具、數(shù)量是否滿足本次澆灌的需求；尤其是模板的支撐和剛度、外形尺寸的準確將直接影響結(jié)構(gòu)的外觀合格程度；對已綁扎到位鋼筋品種、數(shù)量及保護層是否合格，密集部位可否振搗不出現(xiàn)問題，監(jiān)理工程師必須詳細做出記錄。在澆筑過程中，還應(yīng)經(jīng)常抽查拌合物的性能，及時調(diào)整配合比；振動棒的走向及布料厚度要明確控制，不允許把振動棒作為布料工具使用，振搗必須到位，防止漏振、過振；同時在施工過程中嚴格遵循工藝流程，按順序澆筑，保持分塊，分層搭接，不形成冷縫，在初凝前澆接；對試塊制作及抽樣數(shù)量按比例進行，并做好試塊的養(yǎng)護。

　　對已成型的混凝土結(jié)構(gòu)，監(jiān)理工程師應(yīng)督促及時覆蓋及養(yǎng)護；冬季施工混凝土應(yīng)及早制定防凍措施；炎熱季節(jié)的防護、大體積混凝土的降溫措施、測點的布置等后期保護應(yīng)采取專門的技術(shù)措施。長期以來，施工單位對于混凝土的養(yǎng)護工作未加重視，由于使用的水泥強度較混凝土設(shè)計強度高，混凝土強度較易達到設(shè)計要求，因此，施工單位經(jīng)常會忽視養(yǎng)護工作，只在日照強烈、氣候干燥時才對混凝土進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間常常達不到規(guī)范要求。致使混凝土表面產(chǎn)生微裂縫，受到有害物質(zhì)的侵蝕。來源：考試大

　　養(yǎng)護溫度高，水泥的水化速度快，早期強度高，但28d 及28d以后的強度與水泥的品種有關(guān)。普通硅酸鹽水泥混凝土和硅酸鹽混凝土在高溫養(yǎng)護后，再轉(zhuǎn)入常溫養(yǎng)護至28 d，其強度較一直在常溫或標準養(yǎng)護溫度下養(yǎng)護至28 d的強度低10%~15%；而摻活性混合材料的混凝土經(jīng)高溫養(yǎng)護后，28d強度可提高10%~40%.當溫度低于0oC時，水泥水化停止后，混凝土強度停止發(fā)展，同時還會受到凍脹破壞作用，嚴重影響混凝土的早期強度和后期強度，受凍越早，凍脹破壞作用越大，強度損失越大。當平均氣溫連續(xù)5d低于5oC時，應(yīng)按冬期施工的規(guī)定進行。

　　環(huán)境濕度越高，混凝土的水化程度越高，混凝土的強度越高。反之，造成混凝土干縮開裂，結(jié)構(gòu)疏松，混凝土強度損失較大，耐久性降低。

　　由此可見，混凝土澆筑完后并不意味著混凝土施工的結(jié)束，按規(guī)范要求加強養(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護也是保證混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵。

　　監(jiān)理工程師對已拆除模板構(gòu)件的外觀進行檢查，對出現(xiàn)的蜂窩、孔洞、麻面、夾渣及裂縫和露筋等質(zhì)量缺陷在用目觀、實測進行驗評的基礎(chǔ)上，結(jié)合試塊強度的評定，原材料、配合比、攪拌、養(yǎng)護的監(jiān)理情況，綜合評定分項工程的質(zhì)量等級，這種全過程的監(jiān)理更重要。

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　　當結(jié)構(gòu)混凝土在某方面出現(xiàn)不影響使用性能的缺陷時，監(jiān)理工程師要求施工單位不能擅自處理，而應(yīng)做好實測記錄，經(jīng)監(jiān)理工程師現(xiàn)場檢查后，根據(jù)缺陷對結(jié)構(gòu)的影響程度制定出處理方法，再進行處理。

　　加強事前控制是達到有效控制的前提，事前控制表現(xiàn)在審查施工技術(shù)文件、督促施工單位按質(zhì)量管理程序辦事，建立健全質(zhì)保體系、要有完善的質(zhì)量檢測和計量器具，從提高施工管理和技術(shù)管理的基礎(chǔ)深入工作；同時嚴格監(jiān)理工作程序，對混凝土分項工程而言，質(zhì)量監(jiān)理細則中的控制內(nèi)容，要求施工單位在自檢基礎(chǔ)上再由監(jiān)理工程師核驗；監(jiān)理工程師可根據(jù)監(jiān)理規(guī)定及國家規(guī)范、設(shè)計文件，對工程材料和施工質(zhì)量進行全面控制，并具有質(zhì)量確認和否決權(quán)，在行使這種權(quán)利時應(yīng)權(quán)衡得當，質(zhì)量否決不是目的，重要的是通過質(zhì)量的否決或不確認，達到質(zhì)量有效的控制的目的。