在云南電力工程建設(shè)中,混凝土結(jié)構(gòu)在建筑工程中占有很大比重,在結(jié)構(gòu)的安全、可靠和耐久性方面起絕對(duì)的作用,由于云南省的地質(zhì)、地貌和氣候復(fù)雜多樣,高山河谷縱橫交錯(cuò),海拔從三千多米到幾百米,氣候呈立體變化,晝夜溫差大。因而電力設(shè)施受環(huán)境侵蝕的危害尤其嚴(yán)重,電網(wǎng)中一條輸變電線路跨越幾百公里,海拔高差上千米,其間受高寒高熱或干濕交替等惡劣氣候影響,對(duì)于線路塔基、變電所房屋建筑、構(gòu)架基礎(chǔ)和設(shè)備基礎(chǔ)等混凝土結(jié)構(gòu),從設(shè)計(jì)開始直到施工、使用和防護(hù)都應(yīng)考慮輸變電工程所處的特殊環(huán)境對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性要求。因此,電力工程建設(shè)中,監(jiān)理工程師對(duì)混凝土質(zhì)量的控制至關(guān)重要,本文就施工過程中如何控制混凝土質(zhì)量作一論述。
混凝土是由水泥、砂、石和水拌合后,水泥水化反應(yīng)形成凝膠,將砂、石膠結(jié)而成具有一定強(qiáng)度的固體復(fù)合材料。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為:水和水泥作用形成水泥漿,水泥漿包裹在砂的表面,并填充于砂的空隙中成為砂漿,砂漿又包裹在石子的表面,并填充砂子的空隙。水泥漿將砂、石牢固地膠結(jié)為一整體,使混凝土具有所需的強(qiáng)度、耐久性等性能?;炷恋慕Y(jié)構(gòu)是非均勻的,也十分復(fù)雜,這是由混凝土的組成材料決定的,由于混凝土的配合比及骨料級(jí)配等的不同,混凝土的宏觀結(jié)構(gòu)也有所不同,在有些混凝土中,水泥砂漿的含量超過骨料之間的空隙,粗骨料之間互不接觸,而有些混凝土中,粗骨料用量較多,骨料之間的水泥相對(duì)較少,甚至在骨料之間出現(xiàn)孔洞。從微觀上看,由于混凝土中各種材料分布不均勻,混凝土的密實(shí)度是不均勻的,有些區(qū)域是致密的,而有些區(qū)域則是多孔的。所以,混凝土在受力前就存在微裂紋,當(dāng)混凝土受力后,在微裂紋處產(chǎn)生應(yīng)力集中,使這些微裂紋不斷擴(kuò)展、逐漸匯合連通,形成較大裂縫而使混凝土破壞。
因此,監(jiān)理工程師應(yīng)對(duì)組成普通混凝土的原材料如水泥、砂、石、摻合料、外加劑及拌合水逐一按質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn),使之符合使用標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于細(xì)骨料要重點(diǎn)檢查其質(zhì)地、級(jí)配、細(xì)度及含泥量;對(duì)粗骨料,要重點(diǎn)檢查其質(zhì)地、級(jí)配、針片狀顆粒含量、最大粒徑及含雜質(zhì)量。對(duì)外加劑應(yīng)重點(diǎn)檢測(cè)質(zhì)量是否符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
一、水泥質(zhì)量控制
1、選擇適宜的水泥品種和水泥標(biāo)號(hào)。
目前在輸變電工程施工中,大多采用42.5強(qiáng)度等級(jí)的普通硅酸鹽水泥配制C15混凝土,由于水泥的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于混凝土的強(qiáng)度,施工單位為控制成本,往往減少水泥的用量,加大粗骨料的用量,骨料的重量占到混凝土總量的83%,使混凝土缺乏應(yīng)有的工作度,增加了施工難度,混凝土難以達(dá)到密實(shí)成型,盡管混凝土強(qiáng)度可達(dá)到設(shè)計(jì)等級(jí),但混凝土內(nèi)部孔隙率較大,對(duì)混凝土的耐久性造成嚴(yán)重的損害。由此,建議采用32.5強(qiáng)度等級(jí)的普通硅酸鹽水泥配制C15混凝土,適當(dāng)增加細(xì)骨料的用量,以減少離析、分層、泌水等帶來的不利影響,使混凝土具有良好的和易性,既有利于施工,又能增加混凝土的密實(shí)度。另外,在混凝土中摻加磨細(xì)粉煤灰對(duì)混凝土的抗?jié)B性能有明顯的改善,在水灰比為0.5的情況下,摻磨細(xì)粉煤灰比不摻或摻原狀粉煤灰,混凝土的抗?jié)B性能提高近1倍。
2、水泥生產(chǎn)廠家的選擇
對(duì)使用的水泥應(yīng)優(yōu)先采購旋窯生產(chǎn)的合格產(chǎn)品,如立窯生產(chǎn)的水泥應(yīng)認(rèn)真檢驗(yàn)其組成及主要指標(biāo)后使用;對(duì)進(jìn)場(chǎng)水泥在檢驗(yàn)生產(chǎn)廠家和保證資料時(shí)重點(diǎn)查看氧化鎂、二氧化硫含量及初凝時(shí)間;在安定性項(xiàng)中任一項(xiàng)不符合水泥質(zhì)量規(guī)定的均為廢品禁止使用,水泥產(chǎn)品的安定性是一項(xiàng)重要的指標(biāo),出廠檢驗(yàn)必須合格。為保證質(zhì)量,工程技術(shù)保證資料規(guī)定,施工所用的水泥必須經(jīng)過該地區(qū)有資質(zhì)的試驗(yàn)室復(fù)驗(yàn)合格后方可使用。
3、水泥進(jìn)場(chǎng)時(shí)的檢驗(yàn)
在出廠合格證齊全和化驗(yàn)單符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,監(jiān)理工程師還需核驗(yàn)進(jìn)場(chǎng)水泥是否與質(zhì)保資料相符合,包裝標(biāo)志是否齊全,水泥是否錯(cuò)進(jìn)或混進(jìn),有否受潮結(jié)塊現(xiàn)象。在認(rèn)真檢查合格后,督促施工單位按批抽樣送檢,檢驗(yàn)項(xiàng)目全部合格后,方可準(zhǔn)予拌制混凝土。對(duì)于甲方提供的水泥,監(jiān)理工程師也不能放松其核檢。同時(shí)還應(yīng)根據(jù)混凝土工程的特點(diǎn)和所處的環(huán)境條件綜合考慮選擇水泥,對(duì)水泥強(qiáng)度一般應(yīng)是混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.5~2.0倍。
4、水泥的堆放管理
在許多建筑工地施工現(xiàn)場(chǎng),會(huì)有不同品種的水泥存放,為避免建筑施工現(xiàn)場(chǎng)由于操作人員責(zé)任性差,保管不嚴(yán)格,造成混合亂用,或在施工過程中因某種水泥短缺而工程又不能停止,便將不同品種水泥進(jìn)行補(bǔ)充等情況。要對(duì)不同品種的水泥分別堆放,并對(duì)水泥的品種類別、適用范圍、結(jié)構(gòu)物環(huán)境進(jìn)行具體分析才可使用,防止造成質(zhì)量事故。
二、骨料質(zhì)量控制
1、粗骨料的選擇
混凝土的組成材料中骨料所占的體積在75%以上,它是混凝土最主要的組成材料之一,骨料不僅構(gòu)成了結(jié)構(gòu)體的骨架,更重要的是決定著構(gòu)筑物的力學(xué)性能、安全性和耐久性。一般認(rèn)為骨料的滲透性要比水泥漿體低,而實(shí)際上某些骨料的滲透系數(shù)與水泥漿體的滲透系數(shù)相差不大。當(dāng)骨料的孔隙率達(dá)10%時(shí),其滲透性比水泥漿體還要高得多,選用低滲透骨料用于防水混凝土的施工是十分必要的。骨料的粒徑大小也影響著混凝土的抗?jié)B性,骨料粒徑較大時(shí)更容易在粘結(jié)界面上產(chǎn)生較大裂縫,另外在凝結(jié)硬化過程中骨料不收縮,包裹的水泥漿體產(chǎn)生不同收縮,顆粒越大收縮值越大,形成的裂縫也多,必然導(dǎo)致抗?jié)B性的下降,最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的破壞.
由于骨料多數(shù)是就地取材,因而材質(zhì)的差異較大,云南省境內(nèi)的天然石材多為灰?guī)r,是較好的建筑工程用石材,在選材時(shí)應(yīng)注意無風(fēng)化、水銹、溶蝕等情況,石材的強(qiáng)度應(yīng)滿足要求,控制粗骨料的最大粒徑和顆粒級(jí)配,減少針、片狀顆粒含量。對(duì)于中低強(qiáng)度的大體積混凝土,習(xí)慣上選擇大粒徑的骨料或添加20%~25%的毛石用以降低水化熱和降低成本,但通過對(duì)以往工程的質(zhì)量回訪發(fā)現(xiàn):粒徑過大會(huì)造成混凝土孔隙率增大,尤其添加毛石后混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻,界面裂縫較大,抗?jié)B性極差,易造成混凝土受侵蝕耐久性降低。如220kV羅平變電所一期工程于1996年開始施工建設(shè),1997年竣工投產(chǎn),2001年對(duì)羅平變電所進(jìn)行500kV升壓擴(kuò)建工程施工時(shí)發(fā)現(xiàn),一期工程中已有部分混凝土基礎(chǔ)發(fā)生破壞,分析后認(rèn)為:由于混凝土密實(shí)度低,水分滲入后造成混凝土凍脹破壞,同時(shí)加劇了混凝土碳化和堿-骨料反應(yīng)。因而,在施工時(shí)應(yīng)避免此種做法。
2、細(xì)骨料的選擇
對(duì)細(xì)骨料的選擇要注意以下幾點(diǎn):山砂、河砂等天然砂是建筑工程中的主要用砂,但應(yīng)控制泥和有機(jī)質(zhì)的含量,人工砂中含有較多的片狀顆粒及細(xì)粉,且成本較高,配制混凝土?xí)r應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,盡量選擇天然砂作為施工用砂,如天然砂的自然級(jí)配不符合要求時(shí),可將山砂、河砂和人工砂按一定比例摻合使用,并選擇合理砂率進(jìn)行混凝土的配制。
工程施工中,應(yīng)采用雜質(zhì)少、級(jí)配好、粒徑適中的粗骨料,并采用堅(jiān)固性好的粗、細(xì)骨料。