轨道交通工程预拌混凝土质量控制

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1原材料质量控制

1.1骨料

砂的细度模数、空隙率、有害杂质等因素对混凝土强度、耐久性产生重要影响。砂中有害杂质对水泥有侵蚀作用，降低混凝土的强度、抗渗性及抗冻性，当砂中含有活性氧化硅时，能与水泥中的碱分起作用，发生碱骨料膨胀反应，使混凝土产生裂缝。石子的级配和最大粒径对混凝土质量影响较大。级配越好，其空隙率及总表面积越小，不仅能节约水泥用量，而且混凝土的和易性、密实性和强度也越高;石子粒径太大，增大水泥用量，导致混凝土收缩量加大，产生收缩裂缝。针对南京地区砂石料货源短缺，外地进购砂石料质量波动较大，提出轨道交通工程用细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗砂，不得使用海砂。粗骨料应采用二级或多级级配，粗骨料的压碎指标不大于10%，吸水率不大于2%。对于质量有明显外观差异或波动性较大的粗、细骨料，应该增加检验批次，骨料应隔仓堆放，各种不同规格材料，不得混堆。对于重要结构混凝土，应检验集料的碱活性。对粗骨料最大粒径的限制应按混凝土的不同结构和施工方法选取，粗骨料的最大粒径不得超过结构最小边尺寸的1/4，不得大于钢筋最小净距的3/4，对于混凝土实心板，骨料最大公称粒径不宜大于板厚的1/3，且不得大于40mm。在泵送施工的混凝土中使用的粗骨料，若使用碎石则要求其最大粒径不宜超过输送管道直径的1/3，若使用卵石时，则不宜超过输送管道直径的0.4倍。

1.2混凝土拌和及养护用水

混凝土中不得使用污水、工业废水、pH＜4的酸性水和硫酸盐含量超过水量1%的水。混凝土拌和及养护用水不得有损于混凝土的强度发展、影响混凝土的和易性及凝结;不得降低混凝土的耐久性能、加快钢筋腐蚀及导致预应力钢筋脆断;不得使混凝土表面污染。

1.3外加剂

掺加外加剂能够改善混凝土的性能。混凝土中掺入外加剂后，可以改善混凝土的抗冻性、抗渗性、降低泌水性、调节凝结时间、提高强度和改善耐久性。目前市场上的外加剂品种较多，部分假冒伪劣产品混入使用，另外，外加剂使用时少掺或超掺都会给工程带来极大的影响，能否合理及正确的使用外加剂，对混凝土性能的改善具有重要影响。为了确保宁和城际轨道交通工程用外加剂质量及使用效果，提出厂家提供的外加剂应随货提供以下技术文件或说明书:产品名称和型号，出厂日期，主要特性及成分，使用的范围及适宜的掺量，性能检测合格证，贮存条件及有效期，使用方法及注意事项等内容。外加剂应有厂家提供的推荐掺量与相应的减水率。应做好外加剂与水泥适应性试验，其合理掺量需通过试验确定，当同时使用2种或2种以上外加剂时，应对相容性进行检测。应定期清除外加剂贮仓中的沉渣，外加剂的储存、保管应防雨、防潮，避免受到污染。外加剂中的氯离子含量不得大于混凝土中胶凝材料总重的0.02%，总碱含量不大于0.75%，高效减水剂中硫酸钠含量不大于减水剂干重的15%。

1.4矿物掺合料

掺加矿物掺合料能够改善混凝土的和易性，减少离析、泌水现象的产生，降低由于水化热引起的混凝土温度升高，减少或消除混凝土中碱集料反应，同时，还可以节约水泥的用量，达到经济效果。然而由于燃煤电厂众多，煤种来源不同，煤质有较大差异，导致排出的粉煤灰品质、粗细不同，还会引起烧失量、需水量、颜色等性能的不同，质量差异较大的粉煤灰用于混凝土结构中使构件外观出现明显的色差和性质的的不稳定。针对此问题提出轨道交通工程采用的粉煤灰必须是质量稳定、均匀，同时轨道交通工程混凝土中采用的粉煤灰必须II级以上，粉煤灰的烧失量应不大于4%，三氧化硫含量不大于3%。磨细粒化高炉矿渣的比表面积不宜小于350m2/kg。

2混凝土配合比设计控制

在轨道交通工程预拌混凝土配合比设计管理过程中，可以从以下方面对预拌混凝土生产企业严格要求:

(1)原材料的性能以及控制是配合比设计的基础。配合比设计前应了解并掌握原材料的品种规格、质量及其波动情况、技术性能、供应能力和价格等信息。

(2)熟悉轨道交通工程建设概况和技术要求，了解工程结构部位、运输距离、施工方式等信息，同时还需考虑施工队伍的技术、管理和操作水平等因素。

(3)环境因素的综合考虑。混凝土质量受施工期间环境温度(冬季、夏季)、雨季施工、施工工程中可能存在的等待等因素影响。

(4)对标准、规范的理解掌握。由于目前我国现行的混凝土规范体系对于不同的行业要求不尽相同。这就要求城市轨道交通工程预拌混凝土生产企业在设计配合比时要根据城市轨道交通行业的特殊要求和合同规定进行设计。轨道交通工程预拌混凝土生产企业应根据混凝土等级、工作性能等要求选择原材料、配合比计算、配合比试配等过程。预拌混凝土生产企业进行配合比的初步设计，并提交计算书。相关监督单位对计算书进行复核。预拌混凝土生产企业应根据复核后的计算书进行试配，监督单位对试配过程共同见证，检测单位对主要结构的配合比进行平行验证，监理单位对混凝土试配结果进行审核，批准同意后方可使用。轨道交通工程混凝土配合比确定程序如下图1所示。设计配合比一经批准，商品混凝土公司不得擅自调整。但出现以下情况，预拌混凝土生产企业应对设计配合比进行优化或重新设计:

(1)气候条件的变化，如夏季施工或冬季施工。

(2)原材料生产厂家、品种进行更换或原材料质量发生较大变化。

(3)混凝土质量出现较大波动，不满足设计和规范要求。

(4)该配合比的混凝土生产间断半年以上。

3混凝土生产过程控制

3.1原材料储存控制

混凝土的质量隐患也存在于原材料储存管理过程中，场地设施以及硬化条件较差的混凝土生产企业即使进购的原材料质量符合要求也可能由于料场粉尘以及雨水导致原材料储存时二次污染，因此可以从以下几个方面对轨道交通工程预拌混凝土企业控制:

(1)轨道交通工程专用水泥应单独储存于独立的库房中，同时应具有明显标识，注明材料名称、规格型号、生产厂家、检测状态、进场日期等信息。水泥库应保证干燥、防风雨以及防潮湿，且具有足够容量，散装水泥应储存于专用的仓罐中。

(2)矿物掺和料储存时应注意与水泥等其他粉状材料混淆，同时具有明显标识，应进行防风雨及防潮等措施。

(3)轨道交通工程用外加剂应按生产厂家以及品种分别储存，定期清除外加剂贮仓中的沉渣，外加剂的储存、保管应注意防雨、防潮。

(4)为保证原材料进场和使用一致性应设置轨道交通工程专用仓，仓口显著位置设置标牌，标牌上注明该材料相关信息，包括材料名称、型号规格、检测状态、进场时间、出产地点等。

(5)为降低骨料进场后因雨水导致骨料含水率变化和粉尘导致骨料二次污染等现象，应设置轨道专用仓顶棚或使用防水性能较好覆盖物对骨料进行保护。

3.2骨料含水率测试

一些预拌混凝土生产企业质量控制意识淡薄，生产前未根据实际情况测试砂石含水率，直接凭经验估测砂石含水率导致混凝土性能发生变化。因此，轨道工程混凝土生产前应及时测定砂、石骨料的含水率。拌和混凝土期间，宜采取措施保持砂石骨料具有稳定的含水率。一般情况下，每一工作班应至少测定砂、石含水率一次，遇有雨雪天气，应增加测定次数，并应及时根据砂石含水率以及设计配合比确定施工配合比，使混凝土配合比符合设计要求。

3.3计量

原材料计量时误差超标将影响配合比执行的准确性，从而导致混凝土工作性能发生变化，不利于现场施工。因此，各组成材料的计量器具应经计量部门检定合格，并应有定期的校核检修制度，遇有搬迁时，应于迁移后机器校核。商品混凝土公司计量器具应做好自检和自效工作。普通计量衡器，每班工作前应校核一次，电子秤每周至少校核一次，并做好校核记录。

3.4搅拌

搅拌过程中，如搅拌时间较短，搅拌不均匀将导致混凝土和易性和强度降低，若搅拌时间过长将影响搅拌的生产效率，同时拌和物会产生离析现象。搅拌时间由搅拌机的类型、实际搅拌效果、混凝土运输时间、坍落度大小等因素确定。

3.5出场混凝土拌和物质量控制

3.5.1混凝土拌和物均匀性混凝土拌和物均匀性差会致使硬化后混凝土各部位的收缩不一致，容易产生收缩裂缝。轨道交通工程混凝土生产过程中应经常检查混凝土拌和物的均匀情况。检查时应在每盘混凝土的卸料过程中，在卸料流的1/4到3/4之间部分采取试样进行检测，测试结果应符合以下规定:

(1)混凝土拌和物中砂浆密度2次测值的相对误差不应大于0.8%。

(2)单位体积混凝土拌和物中粗骨料含量2次测值的相对误差不应大于5%。

3.5.2混凝土拌和物的稠度

混凝土坍落度为混凝土拌和物工作性的重要指标，为了避免由于坍落度不合适造成施工无法顺利进行的现象，应注意以下几个方面:

(1)坍落度试验适用于骨料最大粒径不大于40mm、坍落度值不小于10mm的混凝土拌和物。在测定坍落度的同时，需判定混凝土拌和物的粘聚性以及保水性，从而全面判定拌和物的和易性。

(2)坍落度实测结果允许偏差值应符合表3规定。如实测值超过允许偏差值时，应根据拌和物的和易性，分析查明原因，并提出改进措施。

4运输过程控制

对于轨道交通工程用混凝土运输过程质量控制，应从以下几个方面控制:

(1)首先需保证混凝土的浇注量。在不允许留施工缝的情况下，混凝土运输过程中应保证其在浇注过程中能够连续进行。

(2)运输过程中，应控制混凝土不离析、不分层和组成成分不发生变化，并应控制混凝土拌和物性能满足施工要求。运输过程中应以最少的转动次数和最短的时间将混凝土从搅拌地点运至浇注现场，应在混凝土初凝之前浇注完混凝土，混凝土从搅拌机卸出到浇注完毕的延续时间不能超过表4的规定。

5施工前混凝土质量控制程序

针对轨道交通工程预拌混凝土的特殊性以及为了确保浇注前轨道交通工程混凝土质量，混凝土生产全过程中施工单位、监理单位均应有专人在混凝土公司和施工现场做好混凝土质量监管工作。相关主管部门针对混凝土生产应做好抽查工作，监督各参建单位做好质量管理工作。

6混凝土施工质量控制

6.1浇注成型质量控制

(1)浇注混凝土前，应检查并控制模板、钢筋、保护层和预埋件等的尺寸、规格、数量和位置。

(2)浇注过程中，应有效控制混凝土的均匀性、密实性和整体性。

(3)混凝土运输、浇注及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。

(4)相关监督机构按相关规定要求对到场混凝土拌和物的工作性能进行检查。

(5)不同配合比或不同强度等级泵送混凝土在同一时间段交替浇注时，输送管中的混凝土不得混入其他不同配合比或不同强度等级混凝土。(6)应根据混凝土拌和物特性及混凝土结构选择适当的振捣方式和振捣时间。

(7)混凝土自由倾落高度超过2m时，应采用串筒、斜槽、溜管下料，避免混凝土分层离析。在浇注过程中，应控制混凝土浇注的均匀性和密实性。不能出现露筋、空洞、冷缝、夹渣等现象。

(8)夏季混凝土搅拌时，宜采取措施控制混凝土入模温度，有条件的情况下，尽可能在傍晚和夜间生产混凝土，以满足混凝土的入模要求。

6.2施工现场混凝土养护

(1)应在浇注完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护。

(2)混凝土浇水养护的时间:对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7天;对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14天。

(3)浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态，混凝土强度达到1.2MPa前，不得踩踏或安装模板及支架。

(4)严禁在养护期间在板面堆放钢筋、钢模板等重物。

(5)对于现浇梁、板混凝土养护主要采用浇水养护法，每个施工段安排专人负责混凝土养护。

7结语

(1)原材料的质量控制是预拌混凝土质量控制的重要环节，本研究确定了城市轨道交通工程用原材料质量控制指标及浮动范围，同时加强对原材料贮存的控制，严格控制原材料的质量，保证城市轨道交通工程预拌混凝土的综合性能。

(2)为提高混凝土拌和过程中的质量控制水平，必须对混凝土配合比、原材料计量、混凝土搅拌、拌和物质量以及运输几个方面提出相应的控制措施。

(3)对于混凝土施工中的质量控制，本文从混凝土拌和物的浇注和养护等方面进行施工控制，防止因施工造成混凝土性能的劣化。

作者：杨树荣杨飞飞何宏荣单位：南京重大路桥建设指挥部江苏省交通科学研究院股份有限公司