混凝土的是质量控制研究的论文

浅谈钢纤维混凝土路面施工技术与质量控制措施论文

摘要： 笔者结合钢纤维混凝土路面施工技术实践，浅谈钢纤维混凝土路面施工技术与质量控制措施。

关键词： 施工技术与质量控制措施

钢纤维混凝土是将钢纤维掺入到普通混凝土中制得的一种复合型混凝土，是一种新型路用材料。钢纤维混凝土路面在动荷载下具有良好的抗冲击力、抗弯、抗拉、耐磨性能，疲劳寿命长，并具有良好的阻止和抑制因温度应力引起裂缝产生与扩展的能力。此外钢纤维混凝土的抗冻性能良好。在普通混凝土中掺入一定剂量的钢纤维，可以明显减薄路面结构层厚度，改善路用性能，节约成本。

一、钢纤维混凝土原材料的选择及配合比设计

（一）水泥

一般可采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。水泥的技术指标要求：

（1）氧化镁含量：≤5%

（2）三氧化硫含量：≤

（3）细度指标：80μm方孔筛余＞10%

（4）初凝时间不得早于45min

（5）终凝时间不得迟于10h。因钢纤维混凝土路面特殊的工作条件、厚度小，故路面混凝土应尽可能采用强度高、干缩性小、抗磨性及抗冻性好的水泥。

（二）集料

粗骨料（粒径大于7mm），宜采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、表面粗糙，近立方体颗粒的碎石，最大粒径不宜大于20mm和钢纤维长度的2/3.（钢纤维长度一般为3-4cm），含泥量不大于1%，细长、扁平颗粒及风化石、针片状含量不大于10%，不宜采用石灰岩碎石，必要时应将含有土颗粒的碎石用水冲洗。

细集料（粒径小于5mm）宜采用天然中粗砂或机制砂，沙粒必须坚硬、洁净、干燥、无杂质、颗粒均匀，细度模数为，含泥量不大于3%，含泥量超过标准的砂必须过筛。细集料的洁净程度，天然砂以不小于含量的百分比表示，机制砂以砂当量或亚甲蓝值表示，其质量必须满足规范要求。

（三）水和外掺剂

同普通混凝土一样，无污染的自然水或自来水，混凝土用水量约为130-180kg/m3，为保证混凝土具有足够的强度和密实度，水灰比宜为，水灰比低时，混凝土和易性差，可增加减水剂或塑化剂，为使路面提早开放交通，可在混凝土中掺加适量早强剂，为提高混凝土的和易性、抗冻性，可掺入适量加气剂。

（四）钢纤维类型及尺寸

采用的钢纤维为碳钢纤维，路面用钢纤维宜用：熔抽型、剪切性。其抗拉强度应不低于550Mpa，纤维直径一般为，长度一般为直径的50-70倍。

（五）配合比设计

钢纤维混凝土的配合比是指钢纤维混凝土中各组成材料之间的比例关系。其设计的基本目的是将其组成的材料(包括钢纤维、水泥、水、粗细骨料及外加剂等)合理配合，使所设计配置的钢纤维混凝土满足结构设计和质量验收的强度要求，在路面工程的实际运用中，钢纤维混凝土的配合比设计应直接基于钢纤维混凝土的性能与使用进行设计，即在使用钢纤维混凝土配合比设计中，以钢纤维混凝土的抗折强度作为配合比设计指标，寻求制约钢纤维混凝土抗折强度的主要因素，如钢纤维掺入量，钢纤维长径比，水泥标号与水灰比之间的比例关系，通过上述因素的调整，控制钢纤维的抗折强度。

钢纤维混凝土配合比设计时，必须满足路面设计要求的拌和性能及硬化后的性能、钢纤维混凝土路面结构的`设计要求决定，通常为抗压强度、抗折强度、弯曲韧度等，通常路面结构设计时以抗折强度、抗压强度为主要强度指标，为提高钢纤维混凝土的韧性，应尽可能选用与混凝土基体粘结强度较高的钢纤维。路面钢纤维混凝土配合比的强度试验，应根据路面等级和工程要求分别进行抗压与抗折试验。

二、施工技术

（一）拌和

拌和是保证钢纤维混凝土在混凝土基体中均匀分布的重要环节，因此，钢纤维混凝土路面施工须采用机械搅拌，一般采用强制式或反锥式搅拌机，为保证钢纤维混凝土搅拌均匀，防止钢纤维结团，采取先干后湿的工艺。其投料顺序为：砂—钢纤维—石子—水泥的顺序投料。首先在搅拌机里干拌1-2min，在加水湿拌2min左右。总搅拌时间控制在6min内。搅拌时间过长会形成纤维结团，且每次的搅拌量控制在搅拌机容量的1/3以下。

（二）运料

钢纤维混凝土运输采用自卸运输车，由于钢纤维混凝土在运输过程中受到振动，使钢纤维下沉、坍落度和含气量都会有损失，影响钢纤维混凝土的均匀性，因此，应尽量缩短运送的时间和距离，运输中要防止钢纤维混凝土受污染，运输的最长时间以试验提供的水泥初凝时间并给予施工留有足够的操作时间为限。 （三）浇筑

当混合料运送至指定地点后，一般直接倒入安装好模板的路槽内，并用人工找平，落料时应避免同一处大堆落下，在规定的连续施工区段内，必须连续进行，不能中断，否则会造成钢纤维沿接缝隙表面排列，不能产生增强作用，易产生裂缝。

（四）振捣

钢纤维混凝土的振捣机具宜用平板振捣器。若板厚在以内可一次摊铺成型，振动时间一般以表面振出砂浆、混合料不再下沉为度，严禁漏振，再用两端置于外侧模板的振动梁，沿摊铺方向振动压平，振动过程中，多余混合料被刮出，低凹处应随时补足，最后用置于两侧模板上的无缝钢管滚筒，沿纵向滚压提浆，以确保路面的平整度。

（五）表面处理

为防止钢纤维外露或竖直伸出表面，以保证车辆及行人安全，在整平前可用凸棱的金属压滚或其它方法，将竖起或外露的钢纤维压入后再整平，抹面和压纹时也不得将钢纤维带出，抹平的表面应在初凝前进行压纹和拉毛，压纹和拉毛工具，宜使用压滚和刷子，不得使用竹扫帚。路面切缝宜采用割缝机割出要求深度的槽口，割槽时间不宜过早或过迟，在钢纤维抹面后12-48小时左右，抗压强度达到5-10Mpa作为切缝时间。

（六）养生

钢纤维混凝土与普通混凝土一样，应及时养生。当混凝土抹面2小时后，当其表面具有一定硬度，用手指轻压不出现痕迹时，可以开始养生。可采用草袋、麻袋或湿砂（约20-30mm）覆盖于混凝土表面，每天均匀洒水数次，使其保持潮湿状态，养护不得低于7天。也可用不透水的薄膜粘附于表面，从而阻止混凝土中水分蒸发，以保证钢纤维混凝土的水化作用正常进行。

三、钢纤维混凝土的质量控制

为保证钢纤维混凝土的施工质量，应注意以下事项：

1.对每一批进场的原材料都应该进行严格的检验，必须使用合格的原材料；

2.事先应检测土基的密实度，基层的强度、刚度和均匀性；

3.现场测定砂、石料的含水量，根据试验配合比，以适当调整施工配合比；

4.摊铺前，应检查基层的平整度、路拱横坡、模板标高等；

5.试件制作。每铺筑400方的钢纤维混凝土，应制作2组抗折试件（以作7天和28天强度试验强度）每增铺1000-2000m3钢纤维混凝土，增做一组试件，备作验收或检查后期强度时用，试件在现场与路面相同条件下进行湿法养生，施工中应及时测定7天龄期试件强度，检查是否达到28天龄期强度的70%以上，否则，查明原因，立即采取措施，以达到设计要求。

四、钢纤维混凝土路面接缝设置

因钢纤维抗拉性能好，阻裂能力和抗收缩性能好，在施工条件许可时，一般7-9m宽的路面勿需设纵缝，可用整幅施工，横向缩缝按15-20m间距设置。

钢纤维混凝土由于其自身就具有的优异性能，目前已得到广泛应用，但是钢纤维混凝土路面的施工较普通混凝土路面复杂，如果在施工过程中控制不好，很容易出现钢纤维结团，拌合物工作性差等问题，反而降低了路面质量。所以在使用钢纤维混凝土时，一定要严格控制原材料的质量、拌和、运料、浇筑、振捣、养生等施工环节，只有这样才能有效发挥钢纤维混凝土的优越性能，提高其社会和经济效益，为国民发展服务。

你可在百度上下载《混凝土质量控制标准》GB50164-2011。 混凝土质量控制--学习新规范《混凝土质量控制标准》GB50164-2011按时间顺序分，混凝土质量控制分：事前（生产准备）控制、事中（生产）控制、事后（合格）控制。事前控制主要有二个方面，一是原材料质量检验与控制，二是配合比控制。事中控制主要有计量、搅拌、运输、浇筑和养护控制。事后控制指对混凝土质量按有关规范、规程进行验收评定。 以下主要从搅拌站角度进行归纳，原材料仅选用搅拌站常用原材料。 §1 事前控制 一、事前原材料质量检验与控制 1、原材料质量证明文件的检验 原材料进场时，应按规定批次验收：型式检验报告、出厂检验报告、合格证。外加剂产品还应具有使用说明书。 2、进场复验 为了保证进场材料的真实质量，进场材料必须进行复验。 进场原材料复验检验批量应符合下列要求： ①散装水泥应按每500t为一个检验批；粉煤灰或粒化高炉矿渣粉等矿物掺合料应按每200t为一个检验批；砂、石骨料按每400m3或每600t为一个检验批；外加剂按每50t为一个检验批；水按同一水源不少于一个检验批。 ②当符合下列条件之一时，可将检验批扩大一倍。 对经产品认证机构认证符合要求的产品。 来源稳定且连续三次检验合格。 同一厂家的同批出厂材料，用于同时施工且属于同一工程项目的多个单位工程。 ③不同批次或非连续供应的不足一个检验批量的混凝土原材料应作为一个检验批。 3、质量主要控制项目 ⑴水泥 质量主要控制项目--凝结时间、安定性、胶砂强度、氧化镁和氯离子含量，碱含量低于的水泥主要控制项目还应包括碱含量，中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥主要控制项目还应包括水化热。 水泥应用还应符合下列规定：宜采用新型干法窑水泥；应注明水泥中的混合材品种和掺加量；用于生产混凝土的水泥温度不宜高于60℃。 ⑵粗骨料 质量主要控制项目--颗粒级配、针片状颗粒含量、含泥量、泥块含量、压碎值指标和坚固性。用于高强混凝土的粗骨料还应包括岩石抗压强度。 粗骨料应用还应符合下列规定： 宜采用连续级配； 对于混凝土结构，粗骨料最大公称粒径不得大于构件截面最小尺寸的1/4，且不得大于钢筋最小净间距的3/4；对于混凝土实心板，骨料的最大公称粒径不宜大于板厚的1/3，且不得大于40㎜；对于大体积混凝土，粗骨料最大公称粒径不宜小于㎜。 对于有抗渗、抗冻、抗腐蚀、耐磨或其他特殊要求 的混凝土，粗骨料中的含泥量泥块含量分别不应大于和；坚固性检验的质量损失不应大于8%。 对于高强混凝土，粗骨料的岩石抗压强度应至少比混凝土设计强度高30%；最大公称粒径不宜大于25㎜，针片状颗粒含量不宜大于5%且不应大于8%；含泥量和泥块含量分别不应大于和。 对于粗骨料或用于制作粗骨料的岩石，应进行碱活性检验，包括碱—硅酸反应活性检验和碱—碳酸盐反应活性检验；对于有预防止混凝土碱—骨料反应要求的混凝土工程，不宜采用有碱活粗骨料。 ⑶细骨料 质量主要控制项目--颗粒级配、细度模数、含泥量、泥块含量、坚固性、氯离子含量和有害物质含量；海砂还应包括贝壳含量；人工砂还应包括石粉含量和压碎值指标，人工砂主要控制项目可不包括氯离子含量和有害物质含量。 细骨料应用还应符合下列规定： 泵送混凝土宜采用中砂，且300µm筛孔的颗粒通过量不宜少于15%； 对于有抗渗、抗冻或其他特殊要求混凝土，砂中的含泥量和泥块含量分别不应大于和；坚固性检验的质量损失不应大于8%。 对于高强混凝土，砂的细度模数宜控制在～范围内，含泥量和泥块含量分别不应大于和； 钢筋混凝土和预应力混凝土用砂的氯离子含量分别不应大于和。 河砂和海砂应进行碱—硅酸反应活性检验；对于有预防混凝土碱-骨料反应要求的工程，不宜采用有碱活性的砂。 ⑷矿物掺合料 粉煤灰质量主要控制项目---细度、需水量比、烧失量和三氧化硫含量，C类粉煤灰还应包括游离氧化钙含量和安定性。 粒化高炉矿渣质量主要控制项目---比表面积、活性指数、流动度比。 矿物掺合料质量主要控制项目还应包括放射性。 矿物掺合料应用还应符合下列规定： 掺用矿物掺合料的混凝土，宜采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。 在混凝土中掺用矿物掺合料时，矿物掺合料的种类和掺量应经试验确定。 矿物掺合料宜与高效减水剂同时使用。 对于高强混凝土或有抗渗、抗冻、抗腐蚀、耐磨等其他要的混凝土，不宜采用低于Ⅱ级的粉煤灰。 ⑸外加剂 外加剂质量主要控制项目分掺外加剂混凝土性能和外加剂匀质性两方面。 掺外加剂混凝土性能主要控制项目—减水率、凝结时间差、抗压强度比。 外加剂匀质性主要控制项目—pH值、氯离子含量和碱含量；膨胀剂还应包括凝结时间、限制膨胀率和抗压强度。 外加剂应用还应符合下列规定： 在混凝土中掺用外加剂时，外加剂应与水泥具有良好的适应性，其种类和掺量应经试验确定。 高强混凝土宜采用高性能减水剂，大体积混凝土宜采用缓凝剂或缓凝型减水剂。 外加剂中的氯离子含量和碱含量应满足混凝土设计要求。 宜采用液态外加剂。 外加剂的送检样品应与工程大批量进货一致。 ⑹水 水的质量主要控制项目--pH值、不溶物含量、可溶物含量、硫酸根离子含量、氯离子含量、水泥凝结时间差和水泥胶砂强度比。当混凝土骨料为碱活性时，还应包括碱含量。 二、事前配合比控制 1、混凝土配合比设计应符合现行行业标准【普通混凝土配合比设计规程】JGJ55—2011的有关规定。 2、混凝土配合比设计应满足混凝土施工性能要求，强度及其力学性能和耐久性应符合设计要求。 3、对首次使用、使用间隔时间超过三个月的配合比应进行开盘鉴定，开盘鉴定应符合下列规定： 生产的原材料与配合比设计一致； 混凝土拌和物性能应满足施工要求； 混凝土强度评定应符合设计要求； 混凝土耐久性能应符合设计要求。 4、在混凝土配合比使用过程中，应根据混凝土质量的动态信息及时调整。 三、制定技术方案 混凝土生产前，应制定完整的技术方案，并应做好各项准备工作。 §2 事中控制 一、计量 1、计量设备 应具有计量部门签发的有效检定证书，并应定期校验。 混凝土生产单位每月应自检一次。 每一工作班开始前，应对计量设备进行零点校准。 2、原材料计量允许偏差原材料种类 计量允许偏差 原材料种类 计量允许偏差胶凝材料 ±2 拌合用水 ±1粗细骨料 ±3 外加剂 ±1 3、生产配合比 应根据粗细骨料含水率变化，及时调整粗细骨料和用水量。 二、搅拌 1、原材料投料方式应满足混凝土搅拌技术要求和混凝土拌合质量要求。 2、混凝土搅拌的最短时间按下表采用：混凝土坍落度㎜ 搅拌机机型 搅拌机出料量（L） ﹤250 250～500 ﹥500≦40 强制式 60 90 120﹥40且﹤100 强制式 60 60 90≧100 强制式 60 60 60 当搅拌高强混凝土时，搅拌时间应适当延长。对于双卧轴强制式搅拌机，可保证搅拌均匀的情况下适当缩短搅拌时间。混凝土搅拌时间应每班检查二次。 3、同一盘混凝土的搅拌匀质性应符合下列规定：混凝土中砂浆密度两次测值的相对误差不应大于；混凝土稠度两次测值的差值不应大于下表规定的混凝土拌合物稠度允许偏差的绝对值：拌合物性能 允许偏差坍落度（㎜） 设计值 ≦40 50～90 ≧100 允许偏差 ±10 ±20 ±30扩展度（㎜） 设计值 ≧350 允许偏差 ±30 三、运输 1、在运输过程中，应控制混凝土不离析、不分层，并应控制混凝土拌合物性能满足施工要求。 2、采用搅拌罐车运送混凝土拌合物时，卸料前应采用快档旋转搅拌罐不少于20秒。因运距过远、交通或现场等问题造成坍落度损失较大而卸料困难时，可采用在混凝土拌合物中掺入适量减水剂并快档旋转搅拌罐的措施，减水剂掺量应有经试验确定的预案。 3、采用泵送混凝土时，混凝土运输应保证混凝土连续泵送，并应符合现行行业标准【混凝土泵送施工技术规程】JGJ/T10的有关规定。 4、混凝土拌合物从搅拌机卸出至施工现场接收的时间间隔不宜大于90分钟。 四、浇筑成型 1、在浇筑过程中，应有效控制混凝土的均匀性、密实性和整体性。 2、泵送混凝土输送管道的最小内径宜符合下表规定，混凝土输送泵泵压应与混凝土拌合物特性和泵送高度相匹配。粗骨料最大公称料径㎜ 输送管道最小内径㎜ 25 125 40 150 3、不同配合比或不同强度等级泵送混凝土在同一时间段并替浇筑时，输送管道中的混凝土不得混入其他不同配合比或不同强度等级混凝土。 4、混凝土拌合物从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时间（分）不宜超过下表规定：混凝土生产地点 气温 ≦25℃ ﹥25℃预拌混凝土搅拌站 150 120 强制性条文：混凝土拌合物在运输和浇筑成型过程中严禁加水。 五、混凝土拌合物性能检验 1、质量要求 ①混凝土拌合物应在满足施工要求的前提下，尽可能采用较小的坍落度，泵送混凝土拌合坍落度设计值不宜大于180㎜。 ②泵送高强混凝土的扩展度不宜小于500㎜。 ③混凝土拌合物的经时损失不应影响混凝土的正常施工。泵送混凝土拌合物坍落度经时损失不宜大于30㎜/h。 ④混凝土拌合物应具有良好的和易性，并不得离析或泌水。 ⑤混凝土拌合物的凝结时间应满足施工要求和混凝土性能要求。 ⑥混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量应符合下表要。混凝土拌合物中水溶性氯离子含量应按现行行业标准【水运工程混凝土试验规程】JTJ270中混凝土拌合物中氯离子含量的快速测定方法或其他准确度更高好的方法进行测定。混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量（水泥用量的质量百分比，%）环境条件 水溶性氯离子最大含量 钢筋混凝土 预应力混凝土 素混凝土干燥环境 潮湿但不含氯离子的环境 潮湿且含氯离子的环境、盐渍土环境 除冰盐等侵蚀性物质的腐蚀环 2、在生产施工过程中，应在搅拌地点和浇筑地点分别对混凝土拌合物抽样检验。搅拌地点检验属控制性自检。 3、混凝土拌合物的检验频率应符合下列规定： 坍落度取样频率应符合现行国家标准〖混凝土强度检验评定标准〗GB/T50107的有关规定。同一工程、同一配合比、采用同批水泥和外加剂的混凝土的凝结时间至检验一次。同一工程、同一配合比的混凝土的氯离子含量应至少检验一次。 六、养护 生产和施工单位应根据结构、构件或制品情况、环境条件、原材料情况及对混凝土性能的要求等，提出施工养护方案或生产养护制度，并应严格执行。 七、生产控制水平 混凝土生产控制水平按强度标准差σ和实测强度达到强度标准值的组数百分P表征。 1、混凝土强度标准差宜符合下表规定：生产场所 强度标准差 ﹤C20 C20～C40 ≧C45预拌混凝土搅拌站 ≦ ≦ ≦统计周期内相同强度等级混凝土试件组数，不应小于30组。 2、实测强度达到强度标准值的组数百分P不应小于95%。 3、预拌混凝土搅拌站统计周期可取一个月。 §3 事后控制—合格控制（混凝土质量检验与评定） 一、混凝土拌合物 在生产施工过程中，应在搅拌地点和浇筑地点分别对混凝土拌合物抽样检验。浇筑地点检验属验收检验。 二、硬化后混凝土1、强度检验评定应符合现行国家标准【混凝土强度检验评定标准】GB/T50107的有关规定，其他力学性能检验应符合设计要求和有关标准规定。2、耐久性检验评定应符合现行行业标准【混凝土耐久性检验评定标准】JGJ/T193。3、长期性能检验规则可按现行行业标准【混凝土耐久性检验评定标准】JGJ/T193。