港航工程施工中混凝土的质量控制策略探究

港航工程施工中混凝土的质量控制策略探究

张斌1张春伟2

1.中交第四航务工程勘察设计院有限公司广东广州510220；

2.三亚城市地下管廊投资有限公司广东广州510220

摘要：在港航工程施工中，混凝土质量控制是关键的环节之一，会对工程整体的质量产生极大的影响。因此必须采取有效措施控制混凝土施工质量。在施工过程中，必须严格按照相应施工标准开展相应环节，杜绝风险因素。对于混凝土施工过程中出现的风险和问题，大多数都可以通过有效的质量控制进行预防。本文主要分析了港航工程中混凝土质量控制的具体方法。

关键词：港航工程；混凝土；质量控制；措施

适当材料的选择、设计和质量控制对维修至关重要。评估维修材料和策略的适当模型也是必要的。混凝土桥面板和路面的安全性可以通过薄混凝土覆盖层提供更高的抗滑性来显着改善。叠加的经济性和可靠性的提高将有助于交通网络的管理。

1.港航工程施工中混凝土质量控制现状

多年来，混凝土覆盖层已被用于港航工程的施工中。常将混凝土用无粘结和粘结覆盖层。无粘结覆盖物使用现有的路面作为高质量的底基层支撑。港航工程中的混凝土覆盖物可以实现三个设计功能：它们可以加强结构，防止由于疲劳开裂而进一步恶化；它们可以改善平滑度，并且可以增加防滑性。在目前的实践中，后两种功能通常与沥青覆盖层合用。

当前港航工程中混凝土质量控制的做法涉及将混凝土送往施工现场时进行取样。采样的混凝土浇筑成圆筒，在作业现场固化24小时，然后运送到实验室，在规定的时间内在受控的温度和湿度下固化。然后在不同的时间间隔对钢瓶进行测试，以确定其抗压强度，从而符合规格要求。有时候，加速施工要求在混凝土浇筑后12小时或更少的时间内将混凝土路面开放交通。对于这些项目，混凝土吊罐在巷道一侧浇铸并固化。在打开通行通道之前，要测试吊罐的抗压强度要求。

2.混凝土的性质特点

混凝土是一种复合材料，由精细粗骨料与流动性水泥（水泥浆）粘结在一起组成，随着时间的推移硬化。所使用的大多数混凝土是石灰基混凝土，例如波特兰水泥混凝土或用其他水硬性水泥制成的混凝土，铝酸钙水泥。经常用于路面的沥青混凝土也是一类混凝土，其中水泥材料是沥青，并且有时使用聚合物混凝土，其中胶结材料是聚合物。

当骨料与干波特兰水泥和水混合在一起时，混合物形成易于倾倒并成型的流体浆料。水泥与水和其他成分发生化学反应形成坚硬的基质，将材料粘合在一起成为具有多种用途的耐用石材材料。通常，混合物中包含添加剂（如火山灰或超塑化剂）以改善混合物或成品材料的物理性能。大多数混凝土都浇注了嵌入的增强材料（如钢筋）以提供抗拉强度，从而产生钢筋混凝土。

3.混凝土的主要成分

许多类型的混凝土是可用的，以下面主要成分的比例来区分。以这种方式或通过替代水泥和聚集物，成品可以适合其应用。强度、密度以及化学和热阻都是影响混凝土性质的主要变量。

3.1骨料

骨料由混凝土混合物中的大块材料组成，通常是粗砂砾或碎石，如石灰石或花岗岩，以及细砂，如沙子。

3.2水泥

水泥是最普遍的硅酸盐水泥。其他材料也可用作混凝土中的水泥。这些替代水泥中最熟悉的一种是沥青混凝土。其他胶凝材料，如粉煤灰和矿渣水泥，有时会作为矿物掺合料添加——或与水泥预先混合，或直接作为混凝土组分，并成为骨料粘合剂的一部分。

为了从大多数水泥（不包括沥青）中生产混凝土，将水与干粉和骨料混合，产生可以成型的半液体浆料，通常通过将其浇注成型。通过水合作用的化学过程，混凝土凝固并硬化。水与水泥反应，将其他组分粘合在一起，形成坚固的石头状材料。

3.3化学添加剂

添加化学外加剂以实现不同的性能。这些成分可以加速或减缓混凝土硬化的速度，并赋予许多其他有用的性能，包括增加的拉伸强度，夹带空气和防水性。

3.4增强材料

混凝土中通常包含增强材料。混凝土可以配制具有高抗压强度，但总是具有较低的抗拉强度。出于这个原因，它通常用强度较高的材料加强，通常是钢筋。

近几十年来，矿物外加剂越来越受欢迎。由于日益严格的环保要求以及这些材料的互补特性，因此将回收材料用作混凝土成分的做法越来越受欢迎。其中最引人注目的是火力发电厂的副产品粉煤灰，磨碎的高炉矿渣，炼钢的副产品以及工业电弧炉副产品硅粉。这些材料在混凝土中的使用减少了所需资源的数量，因为矿物掺合料可以作为部分水泥替代物。这取代了一些水泥生产，同时减少了必须处理的工业废物量。矿物外加剂可以在生产过程中与水泥预先混合，作为混合水泥使用，或在混凝土生产时直接与其他组分混合使用。

混合料设计取决于正在建造的结构类型，混凝土如何混合和交付，以及它如何放置以形成结构。

4.港航工程施工中混凝土质量控制策略

混凝土生产是将各种成分（水，骨料，水泥和任何添加剂）混合在一起以生产混凝土的过程。混凝土生产对时间有着严格的要求。一旦配料混合在一起，工人必须在混凝土硬化之前将混凝土放置到位。在港航工程中，大多数混凝土生产都是在施工现场进行。

4.1合理选择加工设备

混凝土加工设备的选择会对其质量产生极大的影响。因此，在港航工程施工中，必须采取标准化的设备进行混凝土的生产。

通常，混凝土生产设备由大型储存料斗组成，这些料斗可用于加工各种活性成分，如水泥，用于散装材料如骨料和水的储存，添加各种添加剂和修正剂的机制，精确称量，移动和混合部分或全部这些成分的机器，以及将混凝土浇注到混凝土搅拌车上的设施。

现代混凝土通常被制备成粘性流体，以便它可以浇注成形式，这些形式是在现场竖立的容器，以使混凝土具有所需的形状。混凝土模板可以通过多种方式进行制备，如滑模成形和钢板结构。混凝土业可以混入干燥器，非流体形式并用于工厂设置，以制造预制混凝土产品。

各种各样的设备用于加工混凝土，从手工工具到重型工业机械。然而，无论哪个设备制造商使用，其目标都是生产所需的建筑材料；成分必须在时间限制内适当混合、放置、塑造和保留。浇注混凝土时的任何中断都会导致最初放置的材料在下一批添加到顶部之前开始设置。这就形成了一个水平的弱点，称为两批之间的冷关节。在混凝土准备过程中，各种技术细节可能会影响产品的质量和性质。

当最初混合时，波特兰水泥和水迅速形成交错结晶链的凝胶，并且凝胶的组分随着时间的推移继续反应。最初，凝胶是流体，它提高了可加工性并有助于材料的放置，但是随着混凝土凝固，晶体链结合成刚性结构，抵消凝胶的流动性并将凝聚物颗粒固定在适当位置。在固化期间，水泥在水合过程中继续与残余水反应。在适当配制的混凝土中，一旦该固化过程终止，该产品具有所需的物理和化学性质。影响混凝土品质的因素包括机械强度、低透湿性以及化学和体积稳定性。

4.2充分混合搅拌

彻底的混合对于生产均匀，高质量的混凝土是至关重要的。出于这个原因，设备和方法应该能够有效地混合含有最大特定骨料的混凝土材料，以产生实际工作中最低坍落度的均匀混合物。

在将这些材料与骨料混合之前，将水泥和水混合成糊料可以增加所得混凝土的抗压强度。通常将浆料在高速剪切型混合器中以w/cm（水与水泥比）质量为0.30至0.45混合。水泥浆料预混物可以包括混合物，如促进剂或缓凝剂、超增塑剂、颜料或硅灰。然后将预混膏与聚集体和任何剩余的批量水混合，并在常规混凝土搅拌设备中完成最终混合。

4.3提高可操作性

混凝土可加工性取决于含水量、骨料（形状和尺寸分布）、胶凝物含量

和时间，并且可以通过添加化学外加剂如超塑化剂来改变。提高含水量或添加化学外加剂可提高混凝土的可加工性。过量的水会导致骨料分离，进而导致混凝土质量下降。

可加工性可以通过混凝土坍落度试验来测量，这是根据ASTMC143或EN12350-2测试标准测量一批新混凝土的可塑性的简单度量。坍落度通常通过用来自新批混凝土的样品填充“Abrams锥体”来测量。圆锥体的宽端向下放置在水平的非吸收性表面上。然后填充三层等体积的层，每层用钢棒夯实以巩固层。当小心地提起锥体时，由于重力的原因，封闭材料会有一定程度的滑动。相对干燥的样品非常小，其一英尺（305毫米）的坍落值为1或2英寸（25或50毫米）。相对潮湿的混凝土样品可能会坍塌多达8英寸。可行性也可以通过流量表测试来测量。

在不改变水灰比的情况下，可通过添加增塑剂或超塑化剂等化学外加剂来增加坍落度。其他一些外加剂，特别是引气剂，会增加混合料的坍落度。

高流动混凝土，如自密实混凝土，通过其他流量测量方法进行测试。其中一种方法包括将锥体放在较窄的一端，并观察混合物在逐渐升起时如何通过锥体流动。混合后，混凝土是一种流体，可以泵送到需要的地方。

4.4固化

固化可使混凝土达到最佳强度和硬度。固化是混凝土浇筑后发生的水化过程。在化学方面，固化可以形成硅酸钙水合物（C-S-H）。为了充分获得强度和硬化，混凝土养护需要时间。在大约4周内，通常达到最终强度的90％以上。随着时间的推移，混凝土中的氢氧化钙由于二氧化碳的吸收而转化为碳酸钙，进一步增强了混凝土的性能，并使其更具抵抗力。然而，这种碳酸化反应会降低水泥孔隙溶液的pH值，并会腐蚀钢筋。

前三天混凝土的水化和硬化至关重要。由于放置过程中风的蒸发等因素导致异常快速的干燥和收缩，可能会导致拉伸应力增加，此时拉伸应力尚未获得足够的强度，从而导致更大的收缩开裂。如果在固化过程中保持湿度，混凝土的早期强度可以提高。在固化之前减少应力可以最大限度地减少开裂。高强混凝土的设计是为了更快地进行水合，通常通过增加使用水泥来增加收缩和开裂。具体变化的强度（增加）长达三年。它取决于元素的横截面维度和结构开发的条件。添加短切聚合物纤维可以改善（减少）固化过程中由收缩引起的应力并提高早期和最终的压缩强度。

正确固化混凝土会导致强度增加和渗透性降低，并避免表面过早干燥。还必须注意避免由于水泥放热而导致的冻结或过热。不正确的固化会导致结垢、强度降低、耐磨性差和开裂。

5.结语

在经济快速发展的今天，我国港航工程的建设规模也在不断扩大，作为基础设施的重要组成部分，其施工质量也在很大程度上影响着我国现代化建设的进度和水平。混凝土在港航工程施工中有着广泛的作用，做好混凝土质量控制能从根本上保障港航工程的整体质量。施工单位必须重视这一点，制定有效的质量管理方案，确保混凝土的质量。

参考文献

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