混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平的評(píng)定及影響因素分析

    摘要：依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，闡明了混凝土質(zhì)量的廣義和狹義的內(nèi)涵，并結(jié)合珠江整治工程某標(biāo)段生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)混凝土質(zhì)量水平進(jìn)行評(píng)定，同時(shí)進(jìn)一步分析了影響混凝土質(zhì)量的有關(guān)因素，藉以建立能夠生產(chǎn)優(yōu)良質(zhì)量混凝土產(chǎn)品的工作條件。

    關(guān)鍵詞：質(zhì)量；內(nèi)涵；評(píng)定；影響；分析

    1 　混凝土質(zhì)量的內(nèi)涵

    混凝土生產(chǎn)是水利施工企業(yè)承建工程項(xiàng)目的主要施工任務(wù)之一，混凝土的質(zhì)量關(guān)系到工程的安全運(yùn)行與耐久性?；炷恋纳a(chǎn)質(zhì)量水平，反映施工企業(yè)的技術(shù)和管理水平，且直接影響企業(yè)的信譽(yù)與效益，質(zhì)量是企業(yè)生存與發(fā)展的基礎(chǔ)。

    廣義的混凝土質(zhì)量包括強(qiáng)度、耐久性和外觀質(zhì)量等內(nèi)容?；炷恋膹?qiáng)度有抗壓、抗拉、抗彎及抗剪；耐久性有抗?jié)B性、抗凍性、抗沖性、抗侵蝕性及抗風(fēng)化性等；外觀質(zhì)量包括蜂窩、麻面、狗洞、線型及平整度等。根據(jù)混凝土的功能特性，在混凝土強(qiáng)度中以抗壓強(qiáng)度為最大，其他各項(xiàng)性能強(qiáng)度都與抗壓強(qiáng)度成相應(yīng)關(guān)系。因此，對(duì)混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平的評(píng)定就可以狹義地歸納為以施工企業(yè)某一單元(部分)工程或某一時(shí)段內(nèi)施工過(guò)程取樣試塊28d 齡期的抗壓強(qiáng)度值作為評(píng)定對(duì)象。雖然某一試塊強(qiáng)度只是構(gòu)件在某一時(shí)段和某一部位的質(zhì)量參數(shù)，但同樣是構(gòu)件混凝土總體強(qiáng)度的均勻性和混凝土質(zhì)量評(píng)定的重要內(nèi)容之一。根據(jù)有關(guān)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)珠江整治工程某標(biāo)段的混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平及影響均勻性的因素試作簡(jiǎn)要評(píng)定分析。

    2 　混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平評(píng)定

    2. 1 　生產(chǎn)概況
    珠江整治工程某標(biāo)段有管理人員9人，生產(chǎn)工人41人，其中技術(shù)工人20人。生產(chǎn)設(shè)備主要有0.35m³混凝土攪拌機(jī)2臺(tái)，砂、石稱(chēng)量系統(tǒng)設(shè)備1套，雙輪推車(chē)10余輛，以及鋼筋切斷機(jī)、彎曲機(jī)及電焊機(jī)等設(shè)備。所生產(chǎn)的混凝土主要是L形擋墻，總計(jì)混凝土產(chǎn)量為7000m³ ，根據(jù)設(shè)備及產(chǎn)量規(guī)模屬于小型的混凝土生產(chǎn)。

    2. 2 　生產(chǎn)質(zhì)量水平的劃分
    混凝土是非勻質(zhì)材料，其質(zhì)量是波動(dòng)的。試驗(yàn)資料表明，混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)規(guī)律一般符合正態(tài)分布。因此，國(guó)家規(guī)定了混凝土強(qiáng)度波動(dòng)的范圍來(lái)劃分質(zhì)量水平[《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》( GBT 107287)] 。確切地說(shuō)，對(duì)混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平，就是根據(jù)統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差和強(qiáng)度不低于要求強(qiáng)度等級(jí)的百分率來(lái)劃分(表1) 。

    2. 3 　抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)
    2003年度珠江整治某標(biāo)段的取樣試塊共188組。根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，其統(tǒng)計(jì)周期可按1個(gè)月劃取，則全部試塊的強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)和質(zhì)量水平如表2所列。

    2. 4 　混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平
    從表2 可知，混凝土產(chǎn)品要求強(qiáng)度等級(jí)為C25，各個(gè)統(tǒng)計(jì)周期的抗壓強(qiáng)度平均值都較高，在30.5～36.5 MPa之間，標(biāo)準(zhǔn)差在2.8～5.0 MPa 之間。平均強(qiáng)度不低于要求強(qiáng)度等級(jí)的百分率，除2003年6月及12月分別為95%、96%外，其余為100%。

    混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平可劃分“優(yōu)良”、“一般”和“差”三個(gè)等級(jí)。而混凝土構(gòu)件質(zhì)量水平欲達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，就必須滿足標(biāo)準(zhǔn)差σ≤3.5MPa和P≥95%兩項(xiàng)要求。從表2中數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，能達(dá)到以上兩項(xiàng)要求的有4月、5月、6月、9月和10月，5個(gè)統(tǒng)計(jì)周期，因此，4～6月、9～10月的生產(chǎn)質(zhì)量水平可評(píng)定為優(yōu)良。其余5個(gè)月的標(biāo)準(zhǔn)差σ>3.5 MPa，未能達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)的要求，質(zhì)量水平僅符合一般標(biāo)準(zhǔn)。

    從表2可分析一個(gè)典型的情況:11月份統(tǒng)計(jì)周期的平均強(qiáng)度為36.5 MPa ，高于4～6、9～10月統(tǒng)計(jì)周期的平均強(qiáng)度。但11月份的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為4.7 MPa ，大于3.5 MPa而未能達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。由此表明，11月份的混凝土強(qiáng)度平均值雖高，但波動(dòng)較大，均勻性較差，這就說(shuō)明混凝土生產(chǎn)質(zhì)量并非強(qiáng)度越高就是質(zhì)量水平越高。而是要保證要求強(qiáng)度的前提下，使強(qiáng)度波動(dòng)小，均勻性好，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差σ也就越小，從而顯示質(zhì)量管理水平就越高。

    3 　影響生產(chǎn)質(zhì)量水平的因素
    混凝土的質(zhì)量是不均勻的。即使是同一強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，其抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)值也是波動(dòng)的。造成強(qiáng)度波動(dòng)的原因有: ①原材料質(zhì)量的波動(dòng)； ②施工配料精度的誤差； ③拌和條件及氣溫等的變化； ④試驗(yàn)方法及操作所造成的試驗(yàn)誤差等。在正常施工條件下，上述影響因素都是隨機(jī)的，因此，混凝土強(qiáng)度也是隨機(jī)變化的。作者從珠江整治工程某標(biāo)段的混凝土原料檢驗(yàn)報(bào)告及有關(guān)資料，就各種因素對(duì)混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平的影響程度作簡(jiǎn)要分析。

    3. 1 　原材料質(zhì)量的波動(dòng)
    (1) 水泥。水泥是混凝土的膠結(jié)材料，對(duì)混凝土的強(qiáng)度起主要作用。本標(biāo)段所采用的水泥為硅酸鹽32R 轉(zhuǎn)窯水泥，水泥用量約為2800t ，抽檢14次，強(qiáng)度從43.1～50.9MPa，波動(dòng)幅度7.8MPa。水泥強(qiáng)度對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響見(jiàn)圖1。

    從圖1 可知，5、6、8、10月4個(gè)月的水泥強(qiáng)度較高，在圖中呈高峰狀，混凝土強(qiáng)度在6、7、9、11月也相對(duì)較高，與之對(duì)應(yīng)地出現(xiàn)高峰狀。同樣，4、9月水泥強(qiáng)度出現(xiàn)低谷值，混凝土強(qiáng)度也相應(yīng)出現(xiàn)低谷值，表明混凝土強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度的一致性，水泥強(qiáng)度波動(dòng)，直接影響混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)。

    (2) 砂、石料。砂的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)中，一般細(xì)度模數(shù)與含泥量的變化對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響較明顯；石子的超遜徑、針片狀顆粒含量和含泥量對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生一定的影響。現(xiàn)將各統(tǒng)計(jì)周期對(duì)砂、石料的檢驗(yàn)結(jié)果列于表3 。

    由表3可知，砂的細(xì)度模數(shù)在2.45～2.65 之間，波動(dòng)幅度為0.2 ，可視為較好的中砂，超徑含量在1.1%～2.3%之間，波動(dòng)幅度1.2% ，含泥量為0.4%～0.8% ，波動(dòng)幅度為0.4 %。石子超徑含量為7.5 %～12.3% ， 波動(dòng)幅度為4.8%，針片狀含量2.1%～4.1% ，變化范圍2.0% ，含泥量0.2%～0.5% ，變幅為0.7%。以上各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)的參數(shù)變化幅度較小，質(zhì)量相當(dāng)穩(wěn)定，對(duì)各統(tǒng)計(jì)周期混凝土強(qiáng)度影響較小，也就是說(shuō)對(duì)混凝土質(zhì)量波動(dòng)影響較小。

    3.2 　配料精度的誤差
    (1) 水泥。水泥均采用袋裝水泥，經(jīng)多次抽檢，一次抽檢20包小包，質(zhì)量均在50±1kg之間。水泥量的控制相對(duì)較準(zhǔn)。

    (2) 砂、石。砂與石子均采用工人通過(guò)手推車(chē)作為參照容器進(jìn)行進(jìn)料入倉(cāng)。由于工人的素質(zhì)參差不齊，這就要求現(xiàn)場(chǎng)施工員對(duì)此進(jìn)行嚴(yán)格控制。由統(tǒng)計(jì)表2可見(jiàn)，由于混凝土生產(chǎn)前期(4、5、6月) 施工員控制比較嚴(yán)格，對(duì)砂、石料的控制比較到位，混凝土質(zhì)量就比較有保證，而之后由于天氣較熱，施工員和工人對(duì)砂、石料的控制有所放松，7、8 月質(zhì)量有所下降。

    (3) 水。水是通過(guò)攪拌機(jī)操作手進(jìn)行控制，本標(biāo)段拌和機(jī)操作工人是相對(duì)固定的熟練工人，對(duì)用水量的控制比較好，使混凝土坍落度在3±2cm之間，實(shí)測(cè)坍落度為2～4cm之間。

    以上情況表明，本標(biāo)段配料精度水泥及水的用量相對(duì)較穩(wěn)定，不會(huì)使混凝土質(zhì)量造成較大的波動(dòng)，而砂、石料的精度的波動(dòng)，直接影響了混凝土質(zhì)量，這就要求施工員對(duì)質(zhì)量長(zhǎng)抓不懈，不能有所放松，不達(dá)到要求應(yīng)及時(shí)給予規(guī)范。

    3.3 　拌和及氣溫的影響
    (1) 本標(biāo)段采用0.35m³混凝土拌和機(jī)，一般攪拌時(shí)間約為3min ，生產(chǎn)的混凝土質(zhì)量已符合要求。由于拌和機(jī)操作工人是相對(duì)固定的熟練工人，這樣由于拌和對(duì)混凝土質(zhì)量的影響將控制得比較好。

    (2) 混凝土試塊是置于室外露天水桶養(yǎng)護(hù)。混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)與溫度成正比。因此，氣溫的變化會(huì)引起混凝土強(qiáng)度波動(dòng)。

    由此可見(jiàn)，拌和條件及氣溫的變化會(huì)對(duì)強(qiáng)度產(chǎn)生影響，但影響不大，不是引起強(qiáng)度波動(dòng)的重要原因。

    3. 4 　試驗(yàn)方法及操作所造成的誤差
    本工程的試驗(yàn)儀器設(shè)備可供混凝土拌和物凝結(jié)時(shí)間、坍落度檢測(cè)及抗壓試塊取樣。但沒(méi)有安排專(zhuān)職的實(shí)驗(yàn)人員，也缺少有關(guān)規(guī)程和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，僅由當(dāng)班施工員取樣，盡管每人都盡職盡責(zé)地按照自己認(rèn)為最好的方法制備試塊，但由于各人操作方法不一致而產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)操作有誤差。由于對(duì)坍落度、溫度以及制作人員等未做記錄，也就很難分析其誤差所產(chǎn)生的影響程度。

    4 　結(jié)語(yǔ)
    (1) 本標(biāo)段在統(tǒng)計(jì)周期的混凝土平均強(qiáng)度較高，但波動(dòng)變化較大，優(yōu)良率僅為50%，總體混凝土質(zhì)量水平屬于“一般”。

    (2) 混凝土強(qiáng)度在統(tǒng)計(jì)周期之間的波動(dòng)，受水泥強(qiáng)度波動(dòng)的影響較大，混凝土的強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度波動(dòng)相同。混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量在配料精度方面，尤其在砂、石料的配料精度方面的控制，對(duì)混凝土生產(chǎn)質(zhì)量影響較大。而混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)受材料質(zhì)量、水泥、水的配料精度及拌和條件氣溫的影響較小，試驗(yàn)方法及操作所造成的試驗(yàn)誤差影響較大。

    (3) 提高混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平的途徑是縮小強(qiáng)度的波動(dòng)范圍。一是水泥強(qiáng)度盡可能波動(dòng)小，同時(shí)根據(jù)水泥強(qiáng)度調(diào)整混凝土配合比；二是作好現(xiàn)場(chǎng)工人的管理，對(duì)工人的質(zhì)量意識(shí)長(zhǎng)抓不懈，使人為對(duì)混凝土質(zhì)量影響降到最低；三是混凝土抗壓試塊應(yīng)設(shè)專(zhuān)職試驗(yàn)員按規(guī)范操作實(shí)施，使其對(duì)混凝土質(zhì)量反映的影響降到最低。