輝綠巖人工骨料碾壓混凝土的質(zhì)量控制
2005-04-26 00:00
[摘要] 重點(diǎn)介紹了輝綠巖人工骨料碾壓混凝土配合比試驗(yàn)及拌合工藝試驗(yàn)成果指導(dǎo)的基礎(chǔ)上，對(duì)百色大壩一枯碾壓混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量控制。
[關(guān)鍵詞] 輝綠巖 RCC 生產(chǎn) 質(zhì)量控制
1 概況
使用輝綠巖人工骨料在國(guó)內(nèi)大體積混凝土中的應(yīng)用尚屬首次，由于輝綠巖彈性模量高、硬度大、 加工難，且采用巴馬克干法生產(chǎn)的人工砂石粉含量高、顆粒級(jí)配不良、需水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于石灰?guī)r、花崗巖等的特性，對(duì)碾壓混凝土拌合物的性能造成了很大的影響，特別是嚴(yán)重縮短了碾壓混凝土的凝結(jié)時(shí)間，制約了碾壓混凝土的連續(xù)施工，同時(shí)也給混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量控制工作帶來(lái)了挑戰(zhàn)性。
混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量控制是工程施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是施工質(zhì)量控制和竣工評(píng)定驗(yàn)收工作中不可或缺的重要組成部分。只有做好混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量控制工作，才能保證拌制的碾壓混凝土質(zhì)量滿足要求，進(jìn)而加快施工進(jìn)度，提高工程施工質(zhì)量，為建設(shè)精品工程奠定基礎(chǔ)。
2 碾壓混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量控制階段
根據(jù)百色大壩工程的實(shí)際施工情況，為保證碾壓混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量，需要對(duì)以下4 個(gè)階段進(jìn)行管理和控制：
①輝綠巖碾壓混凝土配合比試驗(yàn)階段；
②碾壓混凝土拌合工藝試驗(yàn)階段；
③原材料檢驗(yàn)階段；
④出機(jī)口碾壓混凝土的質(zhì)量控制階段。
3 碾壓混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量管理和控制
3.1 輝綠巖碾壓混凝土配合比試驗(yàn)
3.1.1 水泥
水泥為廣西東泥股份有限公司生產(chǎn)的右江牌525#中熱硅酸鹽水泥，為保證試驗(yàn)質(zhì)量，我們對(duì)水泥的細(xì)度、標(biāo)稠、安定性、凝結(jié)時(shí)間、抗壓、抗折強(qiáng)度等物理力學(xué)性能和水化熱指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表1，結(jié)果表明：水泥各項(xiàng)指標(biāo)均符合GB200-89要求，且強(qiáng)度富裕量較大。
3.1.2 粉煤灰
粉煤灰為云南曲靖電廠生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰，為保證試驗(yàn)質(zhì)量，我們對(duì)粉煤灰品質(zhì)的細(xì)度、需水量比、燒失量、SO3含量進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2，結(jié)果表明：粉煤灰品質(zhì)符合DL/T5055-1996要求的Ⅱ級(jí)灰標(biāo)準(zhǔn)。
3.1.3 外加劑
外加劑為浙江龍游外加劑廠生產(chǎn)的ZB-1RCC15緩凝高效減水劑和河北石家莊外加劑廠生產(chǎn)的DH9引氣劑，外加劑性能試驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)表3 ，4 ，結(jié)果均滿足DL/T5100-1999要求。
3.1.4 細(xì)骨料
細(xì)骨料采用全干法工藝生產(chǎn)，由輝綠巖石料經(jīng)破碎成40mm以下粒徑后，再通過(guò)巴馬克生產(chǎn)制得。由于受輝綠巖巖性和生產(chǎn)工藝的影響，干法生產(chǎn)的人工砂石粉含量偏高， 215mm以上粗顆粒含量較多，中間顆粒較缺乏，級(jí)配不良。人工砂品質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5 。
另外需說(shuō)明的是： ①由于輝綠巖人工砂裹粉情況嚴(yán)重，常規(guī)的細(xì)骨料顆粒級(jí)配分析試驗(yàn)方法(干篩法) 已不適用，只能通過(guò)洗篩法進(jìn)行，即將烘干冷卻后稱量的500g人工砂通過(guò)0.16mm篩經(jīng)水洗后，再將0.16mm以上顆粒烘干冷卻后進(jìn)行篩分，則損失的重量即為石粉含量。
②由于人工砂石粉含量較高，特別是微石粉含量較多，細(xì)骨料的飽和面干吸水率試驗(yàn)方法已不適用于本工程使用。
在沒(méi)有更好的試驗(yàn)方法前提下，高石粉輝綠巖人工砂飽和面干吸水率只能通過(guò)目測(cè)法粗略估算求得，細(xì)骨料的表面含水率則采用搖瓶法直接進(jìn)行測(cè)定。
3.1.5 粗骨料
輝綠巖粗骨料也采用全干法工藝生產(chǎn)。為改善混凝土的工作性、和易性，減少混凝土分離情況，降低混凝土彈性模量以利于抗震，粗骨料采用的最大粒徑為60mm (稱準(zhǔn)大石) ，相應(yīng)拌制的混凝土稱準(zhǔn)三級(jí)配混凝土。通過(guò)試驗(yàn)，準(zhǔn)三級(jí)配骨料比例為：準(zhǔn)大石∶中石∶小石= 30∶40∶30 ；二級(jí)配骨料比例為：中石∶小石= 55∶45 。粗骨料品質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6 。
3.1.6 拌合用水
3.1.7 碾壓混凝土施工配合比
碾壓混凝土施工配合比是在原有招標(biāo)設(shè)計(jì)科研試驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上，按照《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》(DL/ T5112-2000) 及《水工碾壓混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(SL48-94) 進(jìn)行試驗(yàn)。
考慮到百色工程長(zhǎng)期高溫施工的特點(diǎn)和碾壓混凝土在半塑性狀態(tài)下更易于充分泛漿以利于施工層面的良好結(jié)合，試驗(yàn)采用的VC值為3～8s，碾壓混凝土施工配合比參數(shù)見(jiàn)表8。
由于輝綠巖人工骨料拌制的碾壓混凝土初凝時(shí)間較短，無(wú)法滿足施工要求，為解決該問(wèn)題，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)排查原因得出，輝綠巖人工砂石粉是造成碾壓混凝土凝結(jié)時(shí)間嚴(yán)重縮短的關(guān)鍵因素，通過(guò)提高外加劑摻量可以延緩混凝土初凝時(shí)間，因此，為適應(yīng)工程施工要求，我們將混凝土配合比中的ZB-1RCC15摻量提高到了0.8%，并且通過(guò)大量試驗(yàn)得出以下結(jié)論： ①碾壓混凝土VC值每增/減1s，單位用水量相應(yīng)減/ 增1.5kg/m3，混凝土初凝時(shí)間相應(yīng)縮短/延長(zhǎng)0.5h； ②ZB-1RCC15摻量每增/ 減0.1%，碾壓混凝土VC值相應(yīng)減/ 增1s，混凝土初凝時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)/ 縮短1h； ③在保持VC值不變的條件下，氣溫每升高1 ℃，碾壓混凝土初凝時(shí)間相應(yīng)縮短0.5 h。
3.2 碾壓混凝土拌合工藝試驗(yàn)
碾壓混凝土拌合工藝試驗(yàn)定在大壩施工前進(jìn)行，以便取得碾壓混凝土拌合所需的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，為大壩碾壓混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量控制提供有效的參數(shù)。拌合工藝試驗(yàn)的主要內(nèi)容是確定碾壓混凝土的最佳投料順序及最少拌合時(shí)間兩個(gè)參數(shù)，以達(dá)到充分保證碾壓混凝土拌合均勻和節(jié)約經(jīng)濟(jì)的目的。
碾壓混凝土拌合工藝試驗(yàn)方法為初步選定一種投料順序，分別進(jìn)行不同拌合時(shí)間的試驗(yàn)，確定能滿足混凝土均勻性的最少拌合時(shí)間；然后在相同的拌合時(shí)間條件下，再分別進(jìn)行不同順序的投料方式，最終確定碾壓混凝土的最佳投料順序。碾壓混凝土拌合工藝試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9 。
碾壓混凝土拌合工藝試驗(yàn)結(jié)果表明：
①碾壓混凝土拌合時(shí)間為85s時(shí)，均勻性較好；碾壓混凝土拌合時(shí)間為90s時(shí)，均勻性更好。因此，大壩碾壓混凝土拌合時(shí)間采用90s。
②采用B 投料順序拌制的碾壓混凝土均勻性效果最佳，即人工砂、水泥、水、外加劑先同時(shí)投料拌制砂漿，再分別將小石、中石、準(zhǔn)大石按順序投入砂漿進(jìn)行拌制。
①碾壓混凝土拌合時(shí)間為85s時(shí)，均勻性較好；碾壓混凝土拌合時(shí)間為90s時(shí)，均勻性更好。因此，大壩碾壓混凝土拌合時(shí)間采用90s。
②采用B 投料順序拌制的碾壓混凝土均勻性效果最佳，即人工砂、水泥、水、外加劑先同時(shí)投料拌制砂漿，再分別將小石、中石、準(zhǔn)大石按順序投入砂漿進(jìn)行拌制。
3.3 原材料檢驗(yàn)
原材料檢驗(yàn)主要依據(jù)《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T5144-2001) 、《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》(DL/ T5112-2000) 、《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(DL/ T5150-2001) 及《水工碾壓混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(SL48-94) 進(jìn)行，原材料的檢測(cè)項(xiàng)目和檢測(cè)頻率見(jiàn)表10 。
通過(guò)對(duì)原材料的檢驗(yàn)，首先保證了拌制混凝土使用的原材料質(zhì)量合格，其次，如通過(guò)檢測(cè)粗骨料的超、遜徑含量來(lái)調(diào)整各級(jí)粗骨料的比例，通過(guò)檢測(cè)外加劑溶液的濃度來(lái)調(diào)整外加劑的實(shí)際用量，通過(guò)檢測(cè)骨料的表面含水率來(lái)調(diào)整實(shí)際用水量等，為調(diào)整混凝土施工配合比提供了有效的依據(jù)。
3.4 出機(jī)口碾壓混凝土的質(zhì)量控制
依據(jù)施工單位出具的混凝土要料單，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)人員根據(jù)對(duì)原材料的檢測(cè)結(jié)果計(jì)算混凝土配料單，混凝土配料單的填寫(xiě)必須有兩人完成，一人計(jì)算，一人校核后，送到拌合樓，執(zhí)行“一驗(yàn)三檢”制，即輸入配料單之前，試驗(yàn)人員應(yīng)驗(yàn)證衡量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，確認(rèn)后由拌合樓操作人員將配料單輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行“一檢”，拌合班長(zhǎng)進(jìn)行“二檢”，試驗(yàn)人員進(jìn)行 “三檢”，以核對(duì)配料稱量數(shù)字的準(zhǔn)確性。為保證混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量，則應(yīng)加強(qiáng)對(duì)出機(jī)口碾壓混凝土的檢測(cè)，出機(jī)口碾壓混凝土的檢測(cè)項(xiàng)目和檢測(cè)頻率見(jiàn)表11 。
在拌合系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定及原材料不改變的前期下，碾壓混凝土的可碾性與VC值關(guān)系最為密切，而碾壓混凝土的初凝時(shí)間是制約現(xiàn)場(chǎng)施工的重要因素，因此，為保證生產(chǎn)的混凝土能滿足質(zhì)量及施工要求，出機(jī)口主要控制碾壓混凝土VC值及初凝時(shí)間。
(1) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及施工實(shí)際情況，倉(cāng)面碾壓混凝土的VC 值控制在3～6s 范圍內(nèi)，碾壓效果最佳，且碾壓混凝土初凝時(shí)間宜控制在6h以上。由于受到運(yùn)距、氣候條件等因素的影響，為保證倉(cāng)面碾壓混凝土的質(zhì)量，則出機(jī)口碾壓混凝土的VC 值實(shí)行動(dòng)態(tài)控制，并根據(jù)試驗(yàn)得出了不同氣溫條件下出機(jī)口碾壓混凝土VC 值的控制要求，見(jiàn)表12 。
備注：如天氣陰涼或碾壓混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中采取了遮蓋等保護(hù)措施，機(jī)口VC 值可以相應(yīng)放大1～2 s 。
(2) 碾壓混凝土初凝時(shí)間宜控制在6 h 以上，以滿足施工要求。根據(jù)混凝土配合比試驗(yàn)資料得出：在陰天或晚上且氣溫小于25 ℃的條件下，外加劑摻018%；在太陽(yáng)曝曬且溫度大于25 ℃的條件下施工時(shí)，提高外加劑摻量，同時(shí)減小VC值，可以延長(zhǎng)碾壓混凝土初凝時(shí)間以滿足施工要求。
出機(jī)口碾壓混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量水平控制以28 d 抗壓強(qiáng)度為準(zhǔn)，通過(guò)百色大壩一枯碾壓混凝土的28d抗壓強(qiáng)度資料，進(jìn)行了數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，得出出機(jī)口碾壓混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平見(jiàn)表13，根據(jù)《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》(DL/T5112-2000) 對(duì)碾壓混凝土生產(chǎn)質(zhì)量管理水平的衡量標(biāo)準(zhǔn)，出機(jī)口碾壓混凝土施工質(zhì)量管理水平評(píng)定等級(jí)為優(yōu)，表明了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室對(duì)出機(jī)口碾壓混凝土質(zhì)量控制的水平較高。
4 結(jié)語(yǔ)
由于百色大壩使用的輝綠巖人工骨料在國(guó)內(nèi)大體積混凝土中的應(yīng)用尚屬首次，且輝綠巖本身的巖性及生產(chǎn)工藝對(duì)碾壓混凝土拌合物性能造成了很大的影響。因此，輝綠巖碾壓混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量控制工作也在不斷摸索和總結(jié)當(dāng)中，且相關(guān)單位已專門(mén)組織對(duì)輝綠巖特性及其拌制的碾壓混凝土進(jìn)行了科研試驗(yàn)研究，以解決今后輝綠巖人工骨料在大體積混凝土中的應(yīng)用。
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