水利工程建設中混凝土試驗檢測及其質量控制

閆瑞

（中國水利水電第八工程局有限公司，長沙 410000）

1 引言

水利工程是為控制、 調節、 利用各種水資源而建設的工程，以水泥混凝土結構居多，特殊的建設條件很容易對混凝土結構產生破壞，引發一系列工程病害，所以，必須加強混凝土質量試驗檢測，控制建設過程中的不利因素，充分發揮各種材料的優越性能，提高水利工程的運行質量和使用壽命。

2 水利工程建設中混凝土試驗檢測要點

2.1 原材料質量檢測

進行水泥試驗檢測時，應先嚴格審核生產廠家、水泥型號等相關信息資料，保證產品手續齊全，再針對水泥的細度、凝結時間、體積安定性、強度、堿含量、水化熱等主要技術指標開展試驗工作，選擇適用于水利工程特點的產品。砂是水泥混凝土的細集料，在開展檢測試驗前，要充分掌握產品相關數據信息，針對砂的細度模數、有害雜質、粗細程度、顆粒級配、堅固性等方面進行檢測?？梢酝ㄟ^篩分法確定砂的粗細程度和顆粒級配，使用硫酸鈉溶液檢驗砂的堅固性。石子是水泥混凝土中的主要粗集料，應對有害雜質含量、最大粒徑、顆粒級配、強度、堅固性等方面進行試驗檢測，有害雜質含量不能超過規定標準?；炷劣盟軌蛴绊懟炷恋暮鸵仔?、耐久性、凝結硬化、強度發展，未經處理的海水嚴禁用于預應力混凝土和鋼筋混凝土。要對水泥膠結時間、水泥膠砂強度進行對比試驗，檢測水樣對水泥膠結效果產生的影響。

2.2 成品性能試驗檢測

2.2.1 混凝土強度

強度是表征混凝土性能的主要技術指標，在混凝土成品質量試驗檢測中，強度檢測是必不可少的工作環節。在相同的原材料配合比、養護條件情況下，通過測定混凝土試件的強度指標，能大概判斷混凝土工程的實際質量。

抗壓強度測試需要先制備混凝土立方體試件，在標準養護條件下養護一定時間，一般按照數理統計的方法確定試件的抗壓強度標準值。作為混凝土強度等級測定的主要依據，混凝土試件抗拉強度主要采用劈裂抗拉試驗的方法獲得[1]。

常見的混凝土強度無損檢測技術類型有非破損檢測法、半破損檢測法和綜合法。

非破損檢測法是在不影響混凝土任何性能的前提下，測試與混凝土強度相關的某些物理量，推算混凝土強度值，測試結果的可靠性主要取決于混凝土強度與被測物理量之間的相關性。在正式試驗檢測前，需要建立嚴格的、符合實際條件的計算公式，保證測算結果的可靠性。非破損檢測法包括回彈法、超聲波法等，一般會將二者結合使用，采用超聲回彈綜合法測定混凝土強度。

半破損法是在不影響混凝土承載力的基礎上進行的，通過在混凝土結構上進行局部破壞性試驗獲得試驗值，根據相關關系推算混凝土強度。這類方法更加直觀可靠，但是容易造成結構局部損壞，需要進行修補，在應用時受到一定的局限。常見的半破損檢測法有鉆芯法、后裝拔出法等。其中，后裝拔出法測得的混凝土強度與實際值比較接近，具有較好的適用性和精確度，在混凝土強度檢測中應用相對廣泛。

綜合法即采用非破損檢測法和半破損檢測法相結合的方式進行混凝土強度試驗，建立強度與多項物理參數的相互關系，從不同角度綜合評價混凝土強度，具有更高的可靠性和準確性。

2.2.2 混凝土缺陷檢測

混凝土缺陷主要指的是空洞、裂縫、不密實區、夾雜泥砂等破壞混凝土完整性和連續性的現象，其從一定程度上降低了混凝土的強度和耐久性。采用超聲法測量混凝土聲學參數，依據相關技術規程，針對這些缺陷進行判斷分析，可以全面掌握不同缺陷的分布范圍、具體位置、損傷程度等方面情況。在進行空洞和不密實區試驗檢測時，被檢測部位應該具有一對相互平行的測試面，測試范圍除了應超過一定區域外，還要與相同條件的正?；炷吝M行比對。嚴格控制測點數量，如果測距較大，可以采用預埋管或鉆孔檢測，通過預埋聲測管或鉆出豎向檢測孔，將兩個徑向振動式換能器分別置于測孔中，對每一測點的測距、主頻、波幅、聲時進行測量，然后計算分析所得數據。當某個測點的聲學參數被判斷為異常時，需要結合異常測點分布、波形狀況確定空洞和不密實區的具體范圍和位置。進行裂縫深度檢測時，被測裂縫中不得存在泥漿、 積水等情況。單面評測法適用于結構裂縫部位只有1 個可測平面而且裂縫深度不超過50 cm 的情況； 當結構裂縫部位有2 個相互平行的測試表面時，可以采用雙面穿透斜測法進行檢測。進行混凝土結合面質量檢測時，可以采用對測法和斜測法，保證測試范圍能夠覆蓋全面。測點間距應根據結合面外觀質量、結構尺寸確定?；炷帘砻鎿p傷層檢測主要針對化學腐蝕、高溫、凍害等原因引起的混凝土表面損傷厚度檢測，應選擇具有代表性的檢測部位，被測表面應平整、干燥，沒有飾面層和接縫，測得的結果還應該做局部破損驗證。

3 水利工程建設中混凝土質量控制的主要措施

3.1 嚴格控制原材料質量

1）隨著水泥產業的不斷發展壯大，水泥的種類越來越多，選擇時，應明確各種水泥的適用情況，掌握水泥強度等級與混凝土強度等級之間的關系，根據工程特點選擇合適的水泥品種。比如，泵送混凝土不宜使用火山灰質硅酸鹽水泥，可以使用普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等；在大體積混凝土以及與堿溶液接觸的混凝土工程中，不宜采用鋁酸鹽水泥；在高溫施工以及處于高溫環境的混凝土工程，不宜采用硫鋁酸鹽水泥。在此基礎上，結合混凝土強度、 耐久性等工程力學性能要求，確定水泥標號，盡可能減少水泥用量。同時，還要加強水泥的運輸與存儲管理，做好防水、防潮措施，對于受潮結塊的水泥，要嚴格進行試驗檢測。

2）加強砂的質量控制，保證質地堅硬、級配良好、含水率穩定。石子中的有害雜質含量不能超過規定標準。

3）嚴格控制最大粒徑和顆粒級配，保證混凝土的凝聚性和流動性良好，石子的抗壓強度應比配置的混凝土強度至少高20%。

4）充分重視水的影響，可以通過加入一定量的外加劑，改善混凝土的流變性能、硬化性能、耐久性能、凝結時間，降低水灰比，提高耐久性。

5）做好混凝土配合比設計，滿足強度等級、施工和易性、使用耐久性、降低成本等諸多方面的要求，著重控制水灰比、單位用水量、砂率等參數指標。

6）對于特殊工程建設，可以采用高性能混凝土、高強混凝土、輕骨料混凝土、防水混凝土、碾壓混凝土、纖維混凝土、聚合物混凝土等特種混凝土，以更好地應對不同外界條件和建設需求[2]。

3.2 加強生產運輸管理

1）加強混凝土生產過程質量管理，在混凝土攪拌時，為了提高工作效率，應盡可能采用機械攪拌的方式。自落式攪拌機械適用于攪拌塑性混凝土，強制式攪拌機械適用于攪拌干硬性混凝土和輕骨料混凝土。

2）嚴格控制進料容量、投料順序、攪拌時間，進料容量一般為出料容量的1.5 倍。投料順序又可以分為一次投料法和二次投料法兩種情況，相對而言，二次投料法生產的混凝土強度更好，在相同強度要求下，可以有效節約水泥用量。

3）拌制混凝土時，應嚴格按照配合比設計進行配料，嚴格控制水和水泥的計量值，盡可能減小誤差。攪拌時間的控制關系到混凝土拌和的均勻度和生產效率，攪拌時間過長，可能會出現離析現象；攪拌時間過短，可能達不到均質性要求，應根據攪拌機類型、骨料品種、坍落度要求等綜合因素確定攪拌時間。一般情況下，相對于強制式攪拌機，采用自落式攪拌機應該適當延長攪拌時間。當有礦物摻合料和外加劑時也要延長攪拌時間。

4）在拌和過程中，還應定時檢測骨料含水量，如果出現配合比錯誤、原材料計量失控、拌和不均勻、坍落度超標等情況，應將混凝土按不合格處理。

5）選擇合適的運輸設備，做好運輸方案管理，盡可能控制不利因素產生的影響，避免因設備故障導致的混凝土施工停頓。當混凝土需求量較大、運距較遠時，應采用混凝土攪拌運輸車和自卸汽車，以防止出現分層離析問題。在低溫天氣要做好保溫、遮蓋措施，降低低溫因素的影響。

3.3 混凝土現場施工控制

1）在自由傾落高度較大的情況下，混凝土容易產生離析現象，需要使用串筒、溜管、溜槽等裝置控制混凝土下落速度，保證混凝土的均勻性。

2）同一施工段的混凝土應連續澆筑，分層澆筑時，需要在底層混凝土初凝之前完成上一層混凝土澆筑，否則會降低混凝土的抗滲、抗剪性能。在澆筑豎向結構混凝土時，應在底部填充一定厚度，且與混凝土內砂漿成分相同的水泥砂漿。

3）對于大體積混凝土結構澆筑，要嚴格控制溫度，一般情況下，混凝土入模溫度不能超過30 ℃，混凝土澆筑體最大溫升值不能超過50 ℃，混凝土的降溫速率不能超過2 ℃/d。

4）施工縫的留置至關重要，作為新舊混凝土的結合面，也是混凝土結構的薄弱環節，由于施工組織上與施工技術的原因，需要在合適位置設置施工縫，一般留在結構受剪力較小且便于施工的部位。在施工縫處繼續澆筑混凝土時，已澆筑的混凝土抗壓強度要滿足要求，在施工縫處涂刷水泥漿，使新舊混凝土能夠充分緊密結合。

5）根據混凝土結構類型、澆筑厚度等因素，選擇合適的振搗設備，保證混凝土密實成型效果，對于深度和厚度較大的結構構件，一般采用插入式振動器，控制插入深度、插拔速度；對于鋼筋密集、斷面較小的結構構件，一般采用外部振動器，在薄壁結構構件中可以采用表面振動器進行處理。

6）加強混凝土養護管理，根據實際情況，靈活采用標準養護、加熱養護、自然養護等方式。在混凝土強度達到一定數值前，不得堆放荷載、隨意踩踏，達到養護時間和強度標準后，才能拆模進行下一步施工[3]。

4 結語

綜上所述，水利工程建設對混凝土施工質量要求較高，必須加強原材料質量檢測和成品性能試驗檢測，根據各項參數指標，科學準確地評價混凝土強度、耐久性以及缺陷程度，在混凝土質量控制上，要從原材料控制、生產運輸控制、施工過程控制等方面著手，盡可能降低不利因素產生的影響，保證水利工程混凝土施工效果能夠達到規范要求。