高性能混凝土的生产控制与管理

  长期以来，由于对混凝土耐久性缺乏足够的认识，建设者在设计和施工中只考虑强度，加之高速公路桥涵结构所处的严酷环境，大量耐久性不足所导致的问题集中暴露出来。近年的研究及工程经验表明，在设计阶段即考虑预防性的保护措施，并在施工中加强质量控制，是提高混凝土结构耐久性的有效手段。高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土耐久性基础上，以耐久性作为配合比设计的主要指标，采用现代化混凝土技术制作而成。针对不同的用途要求，高性能混凝土保证了耐久性、工作性、使用性、强度、体积稳定性、经济性等性能，同时对原材料和生产工艺提出了更严格的要求。

  高性能混凝土的主要构成材料有水泥、矿物掺和料（粉煤灰、矿渣粉、硅灰等）、细骨料、粗骨料、外加剂、搅拌用水等。如某高速公路高性能混凝土配合比采用42.5等级水泥、Ⅰ级粉煤灰、优质矿渣粉、高性能减水剂、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点是低水胶比、低用水量、较低的水泥用量、较多的矿物掺和料用量，使混凝土有较高的密实性、抗裂性、抗化学腐蚀性和工作性，既提高了混凝土的耐久性，又充分利用了工业废料和减少了水泥生产的能源消耗与污染。

  1.地材的质量稳定性

  由于砂石材料的质量波动，对普通混凝土性能影响不敏感，往往对其关注不足，导致地材的质量稳定性较差，主要表现在砂的细度模数波动较大，粗细集料含泥量超标、颗粒级配分布不稳定。这种现象会引起高性能混凝土的稳定性得不到保证，生产质量有问题，必然导致施工过程中控制困难。控制地材质量稳定性，应从控制料源入手，砂石材料的质量波动，往往是由于同品种、同规格的材料产自不同厂家，在原材料选厂阶段对厂家的供货能力估计过高，导致不能按照施工进度供货。因此，在原材料选厂时，应选择质量稳定、货源充足、信誉良好的厂家或供货商，不能片面追求利润最大化。

  2.混凝土搅拌站的标准化建设

  搅拌站的标准化建设，对混凝土生产质量提高有非常显著的作用，标准化的理念，必须在搅拌站的建设上得到落实。首先，搅拌站按照标准化要求设置的标牌，应清楚地标明搅拌站操作规程、按照当日实际检测含水量计算的施工配合比、质量标准及岗位负责人等信息，不能流于形式。其次，砂石料仓分隔墙采用双墙中空式（37墙，净距50cm，高度不小于160cm。搅拌站配料机上料斗之间加设钢隔板，高度不小于50cm，确保砂石料不混杂。砂石料仓、搅拌机配料斗应设置避雨棚；料仓硬化必须按照中间高、四周低的原则合理设置，场地四周设置排水沟，沟底砂浆抹面，并设置不小于1.5%的纵坡，形成完善的防排水系统，减少降雨对集料含水量的影响。最后，配备满足施工需要的水洗设备。C40及以上混凝土所用粗细集料全部采用机械水洗，严禁冲洗和水池投洗。

  3.混凝土的水胶比

  水胶比是高性能混凝土的一个关键指标。施工过程中，搅拌好的混凝土若停放、运输时间过长，将导致坍落度损失过大。下料困难甚至难以振捣时，应按规定废弃，不得加水重塑，更不允许为贪图施工方便而随意增加单方用水量。

  4.标准化、精细化施工理念

  高性能混凝土仍然是用常规材料和常规工艺制造的水泥混凝土，但是需要制作上通过严格的质量控制，使其达到良好的工作性、均匀性、密实性和体积稳定性，以满足耐久性的基本要求。管理及施工人员应改变传统观念，提高质量意识，进一步规范生产及施工管理，树立标准化施工、精细化施工的理念。

  高性能混凝土质量波动因素较为繁杂，但是重点仍集中在生产管理阶段，主要体现在原材料、配合比及生产工艺上。

  1.原材料源头控制

  要建立健全材料管理制度。入库时应对原材料的品种、规格、数量以及质量证明文件等进行验收检查，按照有关规定取样复检，经检验合格后方可使用，对不合格的产品应清降出场。不同品种、规格、来源的原材料应分仓储存，并用明显的标识标注出品名、产地、厂家、生产日期、进货日期等必要信息。

  粗细骨料应按照不同品种分别堆放。细骨料优先选用级配合理，空隙率小的河砂，若当地地材难以满足要求，可考虑满足要求的机制砂。粗骨料优先选用坚固密实、粒型良好的碎石，宜由二至三个粒级组成合理级配。

  水泥、粉煤灰、矿渣粉等粉状材料采用罐装储存，应做好保温防潮措施。高性能混凝土必须掺加优质的掺和料，尽可能选用Ⅰ级粉煤灰和优质矿渣粉。

  外加剂宜选用聚羧酸类高性能减水剂，使用前必须进行适用性检验。当复合使用减水剂、引气剂、缓凝剂、膨胀剂、阻锈剂及防腐剂时，应事先专门测定它们之间的相容性。外加剂的验收除按规范规定的指标进行检验外，还应增加在试验室进行试拌检验。试拌时采用选定的配合比、已进场的原材料，验证混凝土的工作性。工作性满足要求作为高性能混凝土验收通过的指标，否则分析各种原材料（外加剂除外）的影响因素，逐个解决排除。由于外加剂的质量对日照、温度比较敏感，应设置专门的仓库储存。

  2.配合比过程控制

  配合比管理的关键，在于控制原材料品质的稳定及计量设备的精确。原材料性质的变化，对高性能混凝土性能影响较为敏感。工地试验室在原材料进场检验时，应收集汇总材料的各项检验指标，认真分析材料性质的变化。如果水泥强度、水泥成分，减水剂减水率、矿物掺和料需水量、减水剂引气量、骨料含泥量等指标发生变化时，需要试验室针对原材料性能试配调整配合比。通过对混凝土的使用情况进行分析，也可以反映出原材料指标变化，例如高性能混凝土在坍落度满足要求前提下，太黏稠则不便于施工，可以通过减少1%至2%砂率的方法进行调整。如非砂率原因，可要求外加剂供应厂家对外加剂的组分进行调整。

  计量准确是保证混凝土质量的关键。目前，混凝土搅拌站计量设备精度多数能满足要求，但由于设备使用时间长（检定周期一般为1年）、工作量大等原因，也可能导致计量不准确。搅拌站应配备几个常用砝码，在检定周期内定期和不定期对计量系统进行核查，检验其计量精度，发现问题及时解决。

  3.搅拌过程管理

  监理人员与搅拌站、试验室、质检人员，根据当日生产计划、砂石含水量和原材料情况，结合混凝土的运距、气温、混凝土使用部位，提出混凝土的配比通知单。开盘前，应测定粗细骨料的含水量，以便确定施工配合比，每工班抽测2次，雨天随时抽测，并根据测定结果，及时调整混凝土施工配合比。高性能混凝土搅拌时间较普通混凝土搅拌时间长约30秒，适当延长搅拌时间可显著提高混凝土的工作性。搅拌站必须安装打印机，可随机打印配料单供管理人员分析生产质量，搅拌站应规范操作、及时保养。高性能混凝土搅拌专业性较强，要求操作人员具有很强的责任心并具有一定专业知识，应加强操作手的专业培训。