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浅谈预拌混凝土生产的质量管理
1 原材料的选用与管理
混凝土的组成材料为水泥、砂、石、掺合料、外加剂和拌合用水,这些材料各项性能指标的优劣及其质量稳定性,直接影响到混凝土的质量及性能的优劣,对原材料进行认真细致的筛选,是确保混凝土质量的基础。
在选用材料时,应以其性能价格比为依据(以每m3 混凝土的综合材料成本来分析) ,而不应仅仅注重其每一种单一材料的单价,这样才能选取到具有良好技术经济效益的混凝土生产材料。
1.1 水泥的选取及管理
水泥是混凝土中的主要胶凝材料,对混凝土质量影响重大,水泥质量控制的重点是稳定性控制。立窑水泥由于生产工艺较为落后,大部分存在强度低、稳定性差、控制手段缺乏、管理落后等问题,对这类水泥进行严格的质量控制就显得尤为重要。在实际生产中,大部分商品混凝土搅拌站难以做到真正意义上的分批储存及检后使用(如安定性、凝结时间或28 天龄期强度检验) ,实际上多数是即进、即入库、即用。因此,为确保预拌混凝土质量及提高生产水平,应从以下几个方面加以控制:
(1) 尽可能采用同一厂家、同一牌号的水泥。使用水泥切忌“朝三暮四”,不同厂家的水泥其成分及性能都有一定的差别,经常更换水泥牌号,不利于工程技术人员的熟练掌握和使用。
(2) 尽可能采用旋窑生产的水泥。总体来讲,旋窑生产的水泥特别是规模较大的旋窑厂,其水泥质量稳定,批与批之间强度及矿物组成波动小,有利于商品混凝土质量控制。
(3) 与水泥生产厂家保持良好的联络,及时将使用情况反馈给生产厂家,并要求其及时提供必要的信息等,以利于搅拌站及时采取相应的工艺应变措施。
(4) 将水泥强度富余量、水泥强度标准差、标准稠度用水量、初终凝时间、对多数减水剂的适应性和经时坍落度损失率等技术指标相结合,综合评价水泥质量的优劣。
(5) 运用统计方法对水泥的稳定性进行评价,并根据统计结果确定混凝土配合比设计及调整的依据。
通过上述五个方面的控制,才能使商品混凝土搅拌站做到优选水泥品牌,严控水泥质量,混凝土的生产水平才可能获得提高。
1.2 集料的选取及管理
在选择集料时应注意集料的强度、级配、粒径、针片状含量、含泥量及其它有害物质含量,这些都将对混凝土质量产生影响。如砂、石含泥量偏高,为保证原来的混凝土配制强度,需增加大约5 %的水泥用量;若石子针片状含量过高,会影响混凝土的流动性,易造成堵泵,并且降低混凝土强度。因此砂、石集料的质量必须给予充分的重视。采取砂、石分批堆放,远批检验,分批使用的方法,有利于提高混凝土的生产水平。此外,在砂、石存放场所搭设防雨棚,稳定砂、石的含水率,也有利于混凝土生产水平的提高。
1.3 拌合用水
拌合用水可使用自来水或不含有害杂质的天然水,不提倡使用经沉淀过滤处理的循环洗车废水,因为其中含有机油、外加剂等各种杂质,并且含量不确定,容易使预拌混凝土质量出现难以控制的波动现象。
1.4 掺合料的选取及管理
能够用于混凝土的掺合料有很多种,粉煤灰由于价廉物美得到了广泛的应用。但是,粉煤灰是火力发电厂燃煤形成的工业废渣,在其形成过程中一般未采取任何质量控制措施,因此性能指标波动较大,对混凝土的质量稳定不利。此外,不同火力发电厂的粉煤灰由于使用的煤种及采用的燃烧工艺不同,粉煤灰在混凝土中表现出来的性质也不同。
因此,选用粉煤灰应选择相对固定的厂家,并应首选大型火力发电厂的粉煤灰,因为其货源供应充足,质量波动相对较小。
1.5 混凝土外加剂的选取及管理
混凝土外加剂具有掺量小、价格低、影响大的特点,外加剂使用不当而造成的危害和经济损失远远大于其本身价值。商品混凝土搅拌站使用的大部分外加剂是复配制成的水剂产品,在进行质量控制时,往往受检测手段限制,仅能对其部分指标值(如比重、含固量、pH 值、水泥净浆流动度等) 进行简单的检验验收。然而,复配的外加剂组分较复杂,通常加入了不同化学成分的缓凝剂、引气剂、早强剂、保塑剂等组分,对这些掺加的组分,外加剂生产厂家往往不在说明书上说明,这样造成使用上较难把握。同时,外加剂还存在与水泥相容性的问题,通常外加剂说明书给出的技术指标值及质量检验结果都是相对于基准水泥而言的,实际使用时这些数据仅起参考作用。因此,商品混凝土搅拌站在选择外加剂时,不仅要考虑外加剂的品质、单价,更重要的是考查外加剂质量的稳定性及生产厂的质量保证体系及售前、售后服务。
水泥的品质和混凝土质量的关系- -
作者: 廉慧珍,梁文泉 单位:清华大学土木水利学院,北京100084;.武汉大学水力电力学院,湖北武汉430072 [2003-4-11]
关键字:水泥品质-抗裂性-含碱量
摘要:在传统上,混凝土是按强度进行设计,对混凝土的质量的最终标准主要是强度。因此混凝土生产者对水泥品质的要求也是强调强度;强度越高的水泥被认为质量也越高。如此的发展,造成近年来混凝土结构出现裂缝尤其是早期开裂的现象日益普遍。其原因很复杂。单从水泥来说,比表面积、矿物组成中C3A、C3S、碱含量的增加,热水泥的出厂,都增加了开裂的敏感性,降低了流变性能,是原材料中影响混凝土质量主要原因。应当把抗裂性作为水泥品质的重要要求,并限制出厂水泥的温度。
1 前言
水泥和混凝土的关系,可以比作食物和人的关系。食物被人消耗之后,应当变为组成人身体的各种必需的组分,不论近期还是长期都不应有什么有害的影响。并不是所有的人都清楚地知道自己应当对食物有什么要求。如果没有科学指导,那么双方都可能产生盲目性。水泥的强度,尤其是早期强度越来越高,虽然也是生产技术进步的一种表现,但也是一种盲目性追求市场的结果——即混凝土强度不断提高的要求。在传统上,由于人们对工程质量的所注重的就是强度,自然对水泥的要求也主要注重强度。尽管由于混凝土的耐久性问题开始显现,人们开始重视混凝土结构物的耐久性,但在实践中仍然把强度作为混凝土质量要求和验收的标准。尤其近两年来,混凝土施工中高效减水剂与水泥相容性不好的问题发生得比过去更多,地下连续墙和楼板甚至大梁开裂问题频频发生。其原因很复杂,涉及多方面,包括开发商、业主、建筑设计和结构设计、材料、管理。这些问题将另议。现但就材料本身来说,混凝土的质量不只是配合比的问题。配合比是与原材料性质相匹配的,质量差的原材料也很难作出高质量的配合比。因此有必要也从原材料找找原因。
暂不论骨料的品质,在原材料中,影响混凝土抗裂性的主要因素则是水泥。购进水泥时只检验强度(当然有时还可能复验一下凝结时间)是不能判断水泥对混凝土抗裂性影响的。如图1所示为两个不同厂家生产的相同品种水泥,B厂水泥的混凝土在约束条件下由于自收缩而产生较大的拉应力,使其对开裂敏感;A厂的水泥则应稍有膨胀而由较小的约束应力,抗裂性较好〖1〗。因此水泥的研究者和生产者应当除了关心按现行水泥标准规定的水泥性质外,更加关心水泥在混凝土中的行为,即对混凝土抗裂性能的影响。
图1这种现象主要是随着水泥强度不断提高后才发生的。不同水泥厂家采用了不同的方法满足强度(尤其是早期强度)的要求,例如提高比表面积,增加C3S、C3A的含量等,我国有的水泥厂甚至还采用一些什么“增强剂”之类的措施(注意正像一些食品添加剂,短期无害,长期不一定安全)。由于建筑业的需求,现代水泥的组成和细度发生了很大变化〖2〗。美国从1920年到1999年,70年中水泥和混凝土主要参数的变化的趋势是水泥中C3S含量从35%增加到50~60%,比表面积从220cm2/kg增加到340~600m2/kg,混凝土的水灰比从0.56~0.8增加到0.26~0.56〖2〗。水泥的7d抗压强度增长了几乎2.5倍〖3〗。近年来国外许多专家根据实际调查研究,对这种趋势提出了批评,指出当前混凝土结构不断增多的过早劣化现象主要原因是与此趋势有关。“20世纪混凝土业为满足越来越高的强度要求,不可避免地违背了材料科学的基本规律,即开裂与耐久性之间存在的密切关系。为了实现建设可持续发展的混凝土结构这个目标,有必要更新一些观念和建设实践。”〖3〗
我国水泥标准的修订的方针是“与国际接轨”,因此也是在按此趋势发展。回顾这段发展,分析其与混凝土结构耐久性的关系,会有助于我们更新观念,从关心强度转变到耐久性。从耐久性的角度评价水泥和混凝土的质量。
2 我国水泥品质变化的简单回顾
对水泥标准的修订能反映出水泥品质的变化(不说“质量”而说“品质”是为了避免对当前产品水泥质量的褒贬)。修订水泥标准的人的出发点当然是通过修订标准提高水泥的质量,但是由于缺乏和水泥的服务对象──混凝土结构工程的联系,以至于忽视了水泥的品质对提高混凝土质量(不能只看到强度更重要的是耐久性)的影响。20年来,我国水泥标准进行了三次修订。第一次修订的标准于1979年7月开始实施,第二次是1992年开始逐步实施,第三次,即最近的一次是1999年开始实施。各次修订的基本出发点都是“与国际接轨”(尽管前两次还没有这个词,而实质相同),促进我国水泥生产工艺的改进和产品质量的提高。
第一次修订是将我国使用了20多年的“硬练”强度检验方法和标准改为“软练”强度和标准。这次变化较大,主要变化如表1所示。
由表1可见,这次修订水泥标准的结果是增加了熟料中的C3S和C3A含量,水泥细度从比表面积平均300m2/kg增加到平均330m2/kg,提高了水泥强度,尤其是早期强度,同时也提高了水化热。因检验强度的水灰比大幅度增加,减小了掺入矿物掺和料后的强度的优势〖3〗。
第二次修订后的GB175-92、GB1344-92等强调了水泥的早期强度,28d强度均提高了2%,增加了R型水泥品种。该标准强化了3d早期强度意识,倡导多生产R型水泥〖4〗。普通水泥的细度进一步变细,从筛析法的<12%,改为<10%。
GB175(-1999)GB1344(-1990)等把强度检验的加水量…… 职称论文发表网http://www.issncn.com
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