浅析混凝土质量控制思维导图

混凝土是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料;与水(加或不加外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土,也称普通混凝土,它广泛应用于土木工程。它具有一定的弹性、黏性和塑性,一般可使用“和易性”或“稠度”来综合说明混凝土拌和物在这方面的性能。

和易性是指新拌水泥混凝土易于各工序施工操作(搅拌、运输、浇灌、捣实等)并能获得质量均匀、成型密实的性能。和易性是一项综合的技术性质,它与施工工艺密切相关,通常,包括有流动性、保水性和粘聚性三方面的含义。

新拌混凝土的和易性是流动性、粘聚性和保水性的综合体现,新拌混凝土的流动性、粘聚性和保水性之间既互相联系,又常存在矛盾。因此,在一定施工工艺的条件下,新拌混凝土的和易性是以上三方面性质的矛盾统一。

混凝土拌合物成分相互分离,造成内部组成和结构不均匀的现象,称之为离析。但在施工中应通过采用适当的配合比和合理的操作工艺,尽可能做到减少离析。混凝土在运输、振捣、泵送的过程中出现粗骨料下沉,水分上浮的现象称为混凝土泌水。在混凝土采用分层施工浇筑工艺时,要清除这些泌水与浮浆,以免影响上下层混凝土之间的粘结能力。

混凝土的凝结硬化程度分成初凝和终凝两个阶段,混凝土拌合物由流动状态变为初步硬化状态叫初凝;完全变成固体状态,具有一定强度叫终凝。在初凝和终凝之间,混凝土常常发生表面泌水,骨料下沉,并出现初期收缩和水化升温等现象。任何混凝土的运输、浇筑、振捣,必须在混凝土初凝以前完成。

混凝土在凝结过程中,水泥的水化反应是一个放热反应。水化放热的周期很长,但大部分热量是在3 d内放出的,尤其是在混凝土发生凝结、硬化的初期放出。大多数情况下,硬化混凝土的早期体积变形,主要源于水泥的水化热温升,因此,降低混凝土的水化热是防止其早期开裂的有效途径。

混凝土在初凝后,具有初步抵抗外部荷载作用的强度,叫做混凝土的初期强度。

混凝土在硬化后会具有抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、握裹强度、疲劳强度、弹性模量、耐久性等。混凝土具有较高的抗压强度,因此,抗压强度是施工中控制和评定混凝土质量的主要指标。标准抗压强度系指按标准方法制作和养护的边长为150 mm立方体试件,在28 d龄期,用标准试验方法测得的,保证率为95 %的抗压强度。

通常对混凝土质量的基本要求是:满足混凝土结构设计的强度要求;满足施工所要求的和易性;具有与工程环境相适应的耐久性。

由于混凝土是由多种材料经拌和、水化和胶结后形成的一种独特的复合结构。那么在它成型的过程中,就与原材料的选用,混凝土配合比的控制,混凝土拌合过程,混凝土运输和浇筑过程,混凝土的养护方法等因素密不可分。因此,上述几方面的因素也就成为混凝土质量控制的关键。

原材料的选用主要依据工程结构设计中对混凝土构件的断面尺寸设计、配筋设计和混凝土构件的强度设计来确定。

原材料,就是形成混凝土构件所使用的各种材料,主要包括:水泥、砂、石、水和外加剂及掺合料等。

(1)水泥:水泥的品种和成分不同,其凝结时间、早期强度、水化热、吸水性和抗侵蚀的性能等也不相同,这些都直接影响混凝土的质量、性能和适用范围。

(2)砂:混凝土用砂的质量须符合细度模数、孔隙率、坚固性、有害杂质最大含量等方面的要求。

(3)石子:混凝土中常用的石子有卵石和碎石。碎石表面粗糙,空间率和总表面积较大,故所需的水泥浆较多,与水泥浆的粘结力强,因此用它拌制的混凝土强度较高。

(4)水:凡可饮用的水,都可以用来拌制和养护混凝土,要求水中不能有有害杂质、油脂和糖料物质。

(5)外加剂:外加剂有减水剂、引气剂、促凝剂、缓凝剂、防水剂、抗冻剂、保水剂等。

原材料进场检验是确保混凝土质量的第一个质量控制关,原材料进行随机抽样试验是保证混凝土质量连续性的重要手段。

混凝土配合比是根据结构设计中的强度等级和拌制混凝土所需原材料的试验制定,在试验室进行配制。

混凝土在实际使用的砂、石骨料一般都含有一些水份,而且含水量经常随气象条件发生变化。所以,在拌制时应及时测定砂、石骨料的含水量,并将设计配合比换算为骨料在实际含水量情况下的施工配合比。

当水灰比增大时,混凝土粘聚性、保水性差,而且硬化后多余的水分残留在混凝土中形成水泡或留下气孔,使混凝土密实性差,强度降低。若水灰比减少时,则混凝土流动性差,甚至影响成型后的密实,造成混凝土内部松散,表面产生蜂窝、麻面现象。因此,施工时应及时测定砂、石骨料的含水量,并将混凝土试验配合比换算为骨料在实际含水量的情况下的施工配合比至关重要。

原材料称量就是按照换算后的施工配合比中各种材料的配料重量,进行实际的计量工作。

(1)计量仪器的检测。计量仪器进场前必须进行校验,经校验合格的计量器具方可进行计量工作。在施工过程中,必须随时对材料称量进行抽样检查,以及对计量器具定期进行校验,确保计量工作准确无误。

(2)材料在称量过程中,严格控制称量偏差,对于水泥、掺合料、水和外加剂的称量偏差应控制在±2.0 %;砂、石的称量偏差应控制在±3.0 %。

搅拌混凝土可以采用人工拌制和机械拌制。人工拌制较差,混凝土质量得不到保证,仅在不得已的情况下采用。一般工程施工中均采用机械拌制混凝土。

混凝土搅拌机按其工作原理,可以分为自落式和强制式两大类。用何种类型的搅拌机,应根据混凝土的设计强度、配合比要求,以混凝土的运输方式确定。

用机械搅拌投料顺序:先倒砂子,再倒水泥,然后倒入石子,将水泥夹于砂子之间。

搅拌混凝土的目的,是使所有骨料的表面全都裹满水泥浆,从而使混凝土各种材料拌合成匀质体,因此控制好混凝土的搅拌时间是混凝土拌制过程中质量控制的重要一环。在一定的范围内混凝土随搅拌时间的延长而强度有所提高,但是过长时间的搅拌会影响到混凝土的和易性。