高性能混凝土的生產控制與管理

  長期以來，由于對混凝土耐久性缺乏足夠的認識，建設者在設計和施工中只考慮強度，加之高速公路橋涵結構所處的嚴酷環(huán)境，大量耐久性不足所導致的問題集中暴露出來。近年的研究及工程經(jīng)驗表明，在設計階段即考慮預防性的保護措施，并在施工中加強質量控制，是提高混凝土結構耐久性的有效手段。高性能混凝土是一種新型高技術混凝土，是在大幅度提高普通混凝土耐久性基礎上，以耐久性作為配合比設計的主要指標，采用現(xiàn)代化混凝土技術制作而成。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、強度、體積穩(wěn)定性、經(jīng)濟性等性能，同時對原材料和生產工藝提出了更嚴格的要求。

  高性能混凝土的主要構成材料有水泥、礦物摻和料（粉煤灰、礦渣粉、硅灰等）、細骨料、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性、抗裂性、抗化學腐蝕性和工作性，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的能源消耗與污染。

  1.地材的質量穩(wěn)定性

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

  2.混凝土攪拌站的標準化建設

  攪拌站的標準化建設，對混凝土生產質量提高有非常顯著的作用，標準化的理念，必須在攪拌站的建設上得到落實。首先，攪拌站按照標準化要求設置的標牌，應清楚地標明攪拌站操作規(guī)程、按照當日實際檢測含水量計算的施工配合比、質量標準及崗位負責人等信息，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。攪拌站配料機上料斗之間加設鋼隔板，高度不小于50cm，確保砂石料不混雜。砂石料倉、攪拌機配料斗應設置避雨棚；料倉硬化必須按照中間高、四周低的原則合理設置，場地四周設置排水溝，溝底砂漿抹面，并設置不小于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備。C40及以上混凝土所用粗細集料全部采用機械水洗，嚴禁沖洗和水池投洗。

  3.混凝土的水膠比

  水膠比是高性能混凝土的一個關鍵指標。施工過程中，攪拌好的混凝土若停放、運輸時間過長，將導致坍落度損失過大。下料困難甚至難以振搗時，應按規(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.標準化、精細化施工理念

  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格的質量控制，使其達到良好的工作性、均勻性、密實性和體積穩(wěn)定性，以滿足耐久性的基本要求。管理及施工人員應改變傳統(tǒng)觀念，提高質量意識，進一步規(guī)范生產及施工管理，樹立標準化施工、精細化施工的理念。

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

  1.原材料源頭控制

  要建立健全材料管理制度。入庫時應對原材料的品種、規(guī)格、數(shù)量以及質量證明文件等進行驗收檢查，按照有關規(guī)定取樣復檢，經(jīng)檢驗合格后方可使用，對不合格的產品應清降出場。不同品種、規(guī)格、來源的原材料應分倉儲存，并用明顯的標識標注出品名、產地、廠家、生產日期、進貨日期等必要信息。

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

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

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

  2.配合比過程控制

  配合比管理的關鍵，在于控制原材料品質的穩(wěn)定及計量設備的精確。原材料性質的變化，對高性能混凝土性能影響較為敏感。工地試驗室在原材料進場檢驗時，應收集匯總材料的各項檢驗指標，認真分析材料性質的變化。如果水泥強度、水泥成分，減水劑減水率、礦物摻和料需水量、減水劑引氣量、骨料含泥量等指標發(fā)生變化時，需要試驗室針對原材料性能試配調整配合比。通過對混凝土的使用情況進行分析，也可以反映出原材料指標變化，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%砂率的方法進行調整。如非砂率原因，可要求外加劑供應廠家對外加劑的組分進行調整。

  計量準確是保證混凝土質量的關鍵。目前，混凝土攪拌站計量設備精度多數(shù)能滿足要求，但由于設備使用時間長（檢定周期一般為1年）、工作量大等原因，也可能導致計量不準確。攪拌站應配備幾個常用砝碼，在檢定周期內定期和不定期對計量系統(tǒng)進行核查，檢驗其計量精度，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

  3.攪拌過程管理

  監(jiān)理人員與攪拌站、試驗室、質檢人員，根據(jù)當日生產計劃、砂石含水量和原材料情況，結合混凝土的運距、氣溫、混凝土使用部位，提出混凝土的配比通知單。開盤前，應測定粗細骨料的含水量，以便確定施工配合比，每工班抽測2次，雨天隨時抽測，并根據(jù)測定結果，及時調整混凝土施工配合比。高性能混凝土攪拌時間較普通混凝土攪拌時間長約30秒，適當延長攪拌時間可顯著提高混凝土的工作性。攪拌站必須安裝打印機，可隨機打印配料單供管理人員分析生產質量，攪拌站應規(guī)范操作、及時保養(yǎng)。高性能混凝土攪拌專業(yè)性較強，要求操作人員具有很強的責任心并具有一定專業(yè)知識，應加強操作手的專業(yè)培訓。