杭州地鐵工程混凝土耐久性的質(zhì)量控制

1、杭州地鐵工程混凝土耐久性的質(zhì)量控制王章夫 周堂貴 凌金 周群（浙江華威建材集團(tuán)有限公司）摘要：地鐵工程結(jié)構(gòu)混凝土處于地下水腐蝕性環(huán)境，環(huán)境作用等級為C級。為確保地鐵百年工程混凝土耐久性，必須優(yōu)選原材料，其配合比設(shè)計(jì)應(yīng)按混凝土所處環(huán)境結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo)進(jìn)行，正確執(zhí)行混凝土配合比的符合性是工藝控制的主要目標(biāo)。整體工程結(jié)構(gòu)的混凝土耐久性，需由工程設(shè)計(jì)、混凝土供應(yīng)商和施工單位共同服務(wù)完成的。關(guān)鍵詞：工程混凝土耐久性；質(zhì)量控制一、杭州地鐵工程混凝土性能特點(diǎn)要求地鐵工程是我市正在進(jìn)行的大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施工程之一，其工程結(jié)構(gòu)混凝土處于地下水腐蝕性環(huán)境，環(huán)境作用等級為C級。為確保地鐵百年工程混凝土耐久性，根據(jù)設(shè)計(jì)對象

2、、施工單位已向預(yù)拌混凝土供應(yīng)商提交所需混凝土性能要求的書面文件。性能要求如下：1、氯鹽環(huán)境下的配筋混凝土采用大摻量礦物摻合料的低水膠比混凝土，迎土面混凝土為補(bǔ)償收縮防水混凝土。表1 結(jié)構(gòu)各部位混凝土要求結(jié)構(gòu)部位混凝土等級最大水膠比主體結(jié)構(gòu)頂、底板及梁、墻C30S80.400.45主體結(jié)構(gòu)中柱C40/C500.400.362、最大膠凝材料不大于450（400）kg/m3，最小膠凝材料不小于340kg/m3。3、混凝土含氣量3%。4、混凝土凝結(jié)時間10小時。5、混凝土抗氯離子侵入性指標(biāo)：56天電通量小于1200庫侖。工程結(jié)構(gòu)混凝土耐久性指標(biāo)的提供，是擺在我市預(yù)拌混凝土企業(yè)面前的一個重大課題，它有助

3、于促進(jìn)我市混凝土企業(yè)加強(qiáng)對混凝土材料耐久性研究，提高混凝土性能水準(zhǔn)，也要求我們對混凝土性能的管理轉(zhuǎn)變只按強(qiáng)度和坍落度兩個指標(biāo)進(jìn)行生產(chǎn)供應(yīng)的傳統(tǒng)思路?；炷列阅芤匾暬炷凉こ虒ο蟮男枨?，更要確保結(jié)構(gòu)混凝土的施工性能和耐久性能的要求。二、地鐵工程耐久性混凝土的配制思路和管理關(guān)鍵地鐵工程混凝土結(jié)構(gòu)包括地下、地上兩部分，不同結(jié)構(gòu)部位混凝土所處環(huán)境不同，對混凝土材料的耐久性要求不同。因此，選擇針對不同結(jié)構(gòu)部位的混凝土性能要求進(jìn)行配比設(shè)計(jì)是考慮的重點(diǎn)。其中，解決的關(guān)鍵是盡最大可能降低混凝土的單位用水量，達(dá)到設(shè)計(jì)提出的低水膠比和低漿體用量的要求。將單位用水量作為控制混凝土耐久性質(zhì)量的一項(xiàng)首要控制手段，貫穿

4、在混凝土生產(chǎn)的各項(xiàng)管理中。由于地鐵主體結(jié)構(gòu)混凝土所處環(huán)境、結(jié)構(gòu)的不同，對混凝土材料的耐久性要求也不一樣，因此必須從優(yōu)選原材料開始。1、優(yōu)選原材料1.1、水泥：針對目前水泥中加入大量的無可奉告的混合材料，造成水泥與混凝土外加劑相容性差，影響混凝土性能的現(xiàn)狀，將P.52.5水泥列入地鐵混凝土用水泥，確保在配制混凝土性能過程中，可以自主地充分利用現(xiàn)有的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、資源、設(shè)備來選用所需礦物摻合料，盡最大可能發(fā)揮礦物摻合料的作用，有效提高混凝土的耐久性能。水泥性能指標(biāo)見表2。表2 水泥性能指標(biāo)品種比表面積（m2/kg）CL-1含量（%）安定性標(biāo)準(zhǔn)稠度（%）3天抗壓強(qiáng)度（Mpa）28天抗壓強(qiáng)度（Mpa）P.

5、O42.53700.018合格27.825.448.5P.52.53800.016合格26.134.358.41.2、選擇低需水量比的礦物摻合料，針對不同混凝土所處環(huán)境，做好礦物摻合料的品種和摻量范圍的選擇。、礦粉：S95級，性能指標(biāo)見表3。表3 礦粉性能指標(biāo)密度（g/cm3）比表面積（m2/kg）流動度比（%）燒失量（%）7天抗壓強(qiáng)度比（%）28天抗壓強(qiáng)度比（%）含水率（%）氯離子含量（%）2.824261000.03789800.02、粉煤灰：優(yōu)質(zhì)級灰，性能指標(biāo)見表4。表4 粉煤灰性能指標(biāo)細(xì)度45um方孔篩篩余（%）需水量比（%）燒失量（%）堿含量（%）氯離子含量（%）5.31011.81

6、.07/1.3、優(yōu)選外加劑，對LS801-H和LS808兩種高效泵送劑進(jìn)行試對比，見表5。表5 LS801-H和LS808性能對比名稱減水率（%）28天抗壓強(qiáng)度比（%）收縮率比（%）泌水率比（%）堿含量（%）氯離子含量（%）含氣量（%）LS801-H20.1115125752.00.113.0LS80824.5150125351.00.052.91.4、重視粗細(xì)骨料的粒形和級配的合理搭配。本地區(qū)粗骨料以顎式破碎機(jī)生產(chǎn)為主，這種設(shè)備生產(chǎn)的粗骨料針片狀含量大，空隙率大；細(xì)骨料由于天然砂資源日趨減少，攪拌站生產(chǎn)以人工砂居多，而人工砂的粒形和級配不好，使混凝土單位用水量增加，滿足不了地鐵工程的需求。因

7、此，進(jìn)行合理的骨料搭配，在保證混凝土施工性能的前提下最大限度地減少單位用水量，是配制混凝土耐久性的關(guān)鍵。表6 細(xì)骨料物理性能及用其配制的混凝土的工作性能和強(qiáng)度砂名稱細(xì)度模數(shù)空隙率（%）用水量（kg/m3）砂率（%）坍落度/擴(kuò)展度（mm）28天強(qiáng)度（Mpa）人工砂3.54317047離析43.1天然細(xì)砂1.94717038175/31043.6人工砂（摻15%細(xì)砂）3.34217043200/42041.4人工砂（摻20%細(xì)砂）3.24017043210/45042.2人工砂（摻30%細(xì)砂）339041.62、耐久性混凝土配合比地鐵主體結(jié)構(gòu)、頂、底板、梁、墻混凝土配比設(shè)

8、計(jì)的主要目標(biāo)，采用大摻量礦物摻合料的低水膠比的補(bǔ)償收縮混凝土為主的設(shè)計(jì)思路，達(dá)到降低水化熱，增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，提高防水能力。C40、C50主體中柱采用低水膠比、低碳化的耐久性混凝土。2.1、混凝土配合比（試驗(yàn)室試驗(yàn)）見表7。表7 混凝土配合比編號強(qiáng)度水膠比砂率%總膠凝材料 kg砂 kg石 kg水 kgS1C300.4444007881002160S2C300.4444007881002160S3C300.48433667741026175S4C400.44423987471031175S5C500.36404586971039165說明：S1、S2水泥是P·O42.5，S3-S5水

9、泥是P.52.5。 2.2、混凝土性能見表8。表8 混凝土性能編號強(qiáng)度坍落度（mm）抗壓強(qiáng)度（MPa）含氣量（%）電通量（庫侖）碳化深度（mm）7d28d60d3d7d14d28dS1C30190/51034.465.965.62.8724/S2C30210/58035.161.971.32.8658/S3C30190/39018.936.646.82.78650.91.16.06.1S4C40190/38024.543.046.92.79660.40.51.84.7S5C50200/39040.562.171.52.97311.51.92.53.32.3、試驗(yàn)結(jié)果依據(jù)原材料的控制要求和配比的

10、設(shè)計(jì)思路，試驗(yàn)結(jié)果表明混凝土能滿足地鐵工程提出的耐久性指標(biāo)。 三、耐久性混凝土生產(chǎn)供應(yīng)過程的質(zhì)量控制耐久性混凝土生產(chǎn)過程控制與傳統(tǒng)預(yù)拌混凝土一樣，包括混凝土材料的計(jì)量、攪拌、拌合物出廠質(zhì)量檢驗(yàn)、運(yùn)輸、泵送及交貨過程等工序的質(zhì)量控制。要確?；炷恋哪途眯裕谏a(chǎn)過程控制中，正確執(zhí)行混凝土配合比的符合性至關(guān)重要。因此，必須采取有效措施進(jìn)行嚴(yán)控：1、使用符合混凝土耐久性設(shè)計(jì)要求的原材料；2、采取有效措施，保護(hù)砂石含水率的相對穩(wěn)定，加強(qiáng)砂石堆場的管理，嚴(yán)格分倉進(jìn)料和使用；3、加強(qiáng)對工藝員工藝控制的抽查，抽查點(diǎn)為：實(shí)際砂石含水率與測試含水率誤差1%、實(shí)際砂率的控制；4、運(yùn)輸過程嚴(yán)禁在混凝土中隨意加水；5

11、、若遇坍落度小，可采用現(xiàn)場加外加劑的二次流化法進(jìn)行，供應(yīng)過程應(yīng)確?；炷恋倪B續(xù)性；6、要督促施工單位做好新拌混凝土的質(zhì)量驗(yàn)收，其中交貨過程的質(zhì)量控制必須按混凝土耐久性能要求指標(biāo)進(jìn)行。四、混凝土在實(shí)際工程中的應(yīng)用混凝土在實(shí)際工程中的應(yīng)用見表9，碳化性能見表10。表9 實(shí)際工程中混凝土的各項(xiàng)性能日期強(qiáng)度等級水膠比總膠凝材料（kg）單位用水量（kg）凝結(jié)時間28d抗壓強(qiáng)度（Mpa）56d電通量（C）初凝終凝08.3.20C500.3547016515h30min18h50min58.573808.4.11C300.4142617512h25min14h40min37.695108.4.17C300.

12、4142617512h40min15h10min38.584508.4.17C300.4540018014h10min16h10min36.6119808.4.18C300.4540018014h25min16h30min36.6109208.4.18C300.4540018014h30min16h55min36.499608.4.23C300.4439817512h5min14h45min40.9118908.4.24C300.4439817512h30min14h50min40.21153注： P.52.5水泥。表10 C50混凝土的碳化性能日期強(qiáng)度等級水膠比28天抗壓強(qiáng)度（Mpa）碳化深

13、度（mm）3d7d14d28d08.3.20C500.3558.81.93.63.94.3實(shí)際工程供應(yīng)的耐久性混凝土堿含量3.0kg/m3，氯離子電通量1200庫侖，上部結(jié)構(gòu)混凝土碳化值較小，能滿足百年工程耐久性需要。五、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的施工管理整體工程結(jié)構(gòu)的混凝土耐久性，需由工程設(shè)計(jì)、混凝土供應(yīng)商和施工單位共同服務(wù)并完成。工程設(shè)計(jì)根據(jù)結(jié)構(gòu)所處環(huán)境提出所需混凝土的性能要求，在施工前做好施工單位和混凝土供方的質(zhì)量控制文件的協(xié)調(diào)?；炷凉?yīng)商根據(jù)設(shè)計(jì)所需的混凝土性能，優(yōu)化原材料，選擇合理的材料配合比、攪拌、運(yùn)輸工藝，生產(chǎn)供應(yīng)符合工程需要的新拌混凝土。要確?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性，作為施工、監(jiān)理單位，

14、首先要對進(jìn)場新拌混凝土按工程要求進(jìn)行工作性能的合格驗(yàn)收。強(qiáng)調(diào)合理的養(yǎng)護(hù)方法和養(yǎng)護(hù)制度，確保被養(yǎng)護(hù)結(jié)構(gòu)的溫濕度。六、耐久性混凝土需政府有關(guān)部門的監(jiān)管和政策扶植地鐵工程為我市百年大型基礎(chǔ)設(shè)施工程，其質(zhì)量關(guān)乎百年工程的優(yōu)劣，對此，杭州市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站將通過連網(wǎng)的各攪拌站混凝土質(zhì)量信息管理系統(tǒng)，加強(qiáng)對地鐵混凝土的材料配比實(shí)施計(jì)量監(jiān)控，監(jiān)控范圍：最大、最小膠凝材料用量，單位拌合用水（即水膠比的控制），為確?；炷僚浔扰c實(shí)際生產(chǎn)控制的一致性提供有力的監(jiān)管依據(jù)。對混凝土施工質(zhì)量的監(jiān)管，從事后工程質(zhì)量檢查轉(zhuǎn)為過程工程質(zhì)量監(jiān)管，如澆筑后混凝土的養(yǎng)護(hù)檢查，現(xiàn)場抽樣成型試件，每月按批送樣做強(qiáng)度、電通量試驗(yàn)；加強(qiáng)對工程竣工后的結(jié)構(gòu)耐久性能的檢測等。混凝土的耐久性能，意味著混凝土質(zhì)量水準(zhǔn)的提高，因此，還需要混凝土定額標(biāo)準(zhǔn)的配合。我市的混凝土定額標(biāo)準(zhǔn)，目前只考慮市場原材料價格的波動，沒有考慮工程結(jié)構(gòu)性能所需引起的原材料質(zhì)量的嚴(yán)格要求和水膠比的降低而提高的材料用量。定額的費(fèi)用支出除考慮上述兩個因素外，還需考慮由于性能的提高其混凝土攪拌時間、養(yǎng)護(hù)時間都將延長引起的費(fèi)用增加。因此，合理的混凝土定額標(biāo)準(zhǔn)對確?；炷聊途眯?，防止低價競爭起到至關(guān)重要的作用。七、結(jié)論1、耐久性混凝土必須優(yōu)選原材料，其配比設(shè)計(jì)應(yīng)按混凝土所處環(huán)境結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo)進(jìn)行，正確執(zhí)行混凝土配合比的符合性是工藝控制的主要目標(biāo)。2、耐久