从小浪底工程浅议三峡工程混凝土质量控制

从小浪底工程浅议三峡工程混凝土质量控制杨富亮摘要小浪底工程的国外承包商对混凝土原材料、混凝土性能及相应的质量管理都有一套成熟的严格的要求，可供三峡工程借鉴。

三峡工程规模宏大，技术复杂，建设周期长，这些特点决定了对三峡工程混凝土的质量控制提出了更高的要求。

关键词质量控制混凝土小浪底工程三峡工程1 切实做好原材料的质量控制三峡工程所用原材料已经过试验论证，水泥、粉煤灰及外加剂的品种和供应厂家已确定，骨料的开采、加工及运输方案也已确定。

由于三峡工程施工承包商多，这就要求各施工单位加强对原材料、配合比设计、配料及拌和工艺，运输过程等的质量控制，严禁不合格的材料、半成品进入工程。

1.1 水泥及粉煤灰的质量控制小浪底工程水泥和粉煤灰的供应，外商所采取的控制措施是：加强抽样频率，以200t为一抽样单位，同时业主试验室每星期对所供应的各种水泥进行抽验，并要求外商定期汇报检测结果。

外商也很注重水泥的温度，若供应的水泥温度超过50℃，或退回、或待水泥温度降至所控制的温度时，才允许打入水泥储料罐，以保证混凝土的出机温度。

粉煤灰的质量控制，很重要的一关就是控制粉煤灰的细度，只有细度达到所需粉煤灰的等级时其它指标才有可能达到同等级的粉煤灰要求。

为此外商要求送粉煤灰的司机每车取样做细度试验，只有试验室技术人员出具合格的细度试验结果后，才能到磅房过磅卸货，否则退回厂家。

三峡工程混凝土主要采用花岗岩人工骨料，因加工出来的骨料表面粗糙，且粒形不好，混凝土单位用水量较天然骨料高30%以上。

为有效降低混凝土单位用水量，三峡工程二阶段主体工程混凝土在采用高效减水剂和引气剂联掺条件下，又确定使用有“固体减水剂”之称的优质I级粉煤灰。

为确保细度、需水量比、烧失量等满足I级粉煤灰要求，施工单位对所供应的粉煤灰应按批进行检验，必要时加密抽检，使其满足中国长江三峡工程质量标准TGPS04—1998的质量要求。

对不同厂家不同品种的粉煤灰一般不得混存，应分类储存，以保证三峡工程混凝土的质量。

1.2 骨料的质量控制小浪底工程骨料生产厂设有专职试验室，从毛料开采到加工均需试验室验收后才能正式投人生产。

小浪底工程所用骨料为坝址下游河滩的天然骨料，由于天然骨料中含有粒径大于150mm的蛮石，外商考虑到经济性和避免过多的弃料，将筛分过程中粒径大于150mm的蛮石经大型破碎机加工后进行二次筛分，以补充各级骨料的不足。

同时将筛分过程中的弃料经棒磨机磨碎后再经筛分网筛分，以补充砂子的不足。

生产过程中每隔3个小时检测砂子的细度模数、粗骨料的级配及超逊径，以便及时调整筛网的孔径，角度及棒磨机的技术参数。

骨料分级按ASTM标准分为：特大石(150～63mm)、大石(63～37.5nmm)、中石(37.5～19mm)、小石(19～4.75mm)、粗砂(4.75～2mm)、细砂(2～Omm)。

工程中四级配用量约占整个工程量的5%。

小浪底工程对砂子FM的控制范围在：粗砂4.8±0.2，细砂2.0±0.2，工程中砂的用量是按20%的粗砂和80%的细砂比例拌制混凝土的。

粗骨料超径控制在5%以下，逊径控制在10%以下。

由于外商在骨料生产过程中严格控制，成品骨料的合格率均达到100%；同时在拌和厂下料口每天检测砂子的细度模数、粗骨料的级配、超逊径，从检测结果得知，粗砂和细砂的细度模数波动范围分别在4.7～4.9和1.9～2.2之间，满足工程所用砂细度模数的要求。

小石、中石的级配和超逊径都能满足要求，大石超逊径也满足要求，只是级配在运输、堆料过程中产生分离，致使级配平衡失调，其中37.5～50mm的粒径级所占比例为大石的60%以上，由于检测及时，混凝土配合比得到了及时调整，三级配由原来的40:30:30调整为50:20:30保证了混凝土的质量。

另外规定砂子、小石的含水每3个小时检测一次，以及时调整混凝土的用水量，保证混凝土拌和物的坍落度和水灰比。

实践证明，上述经验对混凝土质量控制起了决定性的作用。

1.3利时外加剂的质量控制小浪底工程所用外加剂为西卡公司提供，主要有高效减水剂VZ、增塑剂NN、引气剂AER。

在坝址下游约3km处设有外加剂储存点，该储存点完全按照合同要求关于外加剂堆放细则设置的，具有通风防潮的功能。

粉状外加剂由自动化的配液装置进行调配，将调配好的外加剂溶液输入外加剂专用储液车，根据拌和厂生产强度，分批用储液车运到拌和厂。

外商在拌和厂采取的控制措施是：每批首先在试验室测定外加剂溶液的PH值及密度，若其中之一达不到要求时，即刻通知外加剂供应商退回供应点重新进行调配，直到满足规范要求。

待试验室出具合格的检测结果后，才能用高压泵将外加剂溶液输入拌和楼储液罐进行使用。

对三峡工程所用外加剂，施工单位应按中国长江三峡工程标准TGPS05—1998的质量要求对外加剂生产厂家供应的外加剂每批每品种每编号进行检测。

同时，粉状外加剂在储存过程中应注意防潮，拌和厂外加剂调配点不宜堆存过多外加剂，以满足不同时段拌和厂混凝土生产强度需要为准，对不同品种的外加剂应有标记，分别堆放。

2 混凝土的质量控制混凝土质量控制过程按生产顺序可分为混凝土质量的初步控制、生产控制和合格性控制三类。

混凝土质量的初步控制系指为混凝土的生产控制提供组成材料有关参数的质量控制。

如前所述。

混凝土质量的生产控制系指在生产过程中为了使混凝土具有稳定的质量而进行的工序控制。

小浪底工程混凝土质量控制工作依据的标准主要是《混凝土质量控制标准》(GB50164—92)和《混凝土强度检验评定标准》(GBJl07—87)。

外商对混凝土质量的生产控制流程图见图1，从图中可以看出，小浪底工程对混凝土质量的生产控制是极为严格的，仅每车都配有浇筑部位、混凝土等级、级配的出料单一项，使浇筑现场的技术员一目了然，从而防止了错误的混凝土浇入仓号，保证了混凝土的质量。

2.1 坍落度控制骨料级配的变化直接影响混凝土的坍落度，由于三峡工程主要骨料品种是人工碎石，骨料在生产、运输以及搅拌过程中，可能不同程度地改变了骨科的级配，故施工单位应尽可能地在骨料下料口检测骨料级配，以便及时调整骨料级配，严格控制砂子的细度模数在2.60±0.2的范围内，确保混凝土的质量。

小浪底导流工程以洞群为主，为适应黄河高速夹砂水流的冲刷，混凝土等级设计为C70，浇筑工艺为混凝土泵车。

大多数仓号施工作业面较狭窄，由于振捣作业困难，有一部分混凝土是靠自身重量来密实的，这就要求混凝土有较好的流动性，考虑到施工要求的和易性和硅粉混凝土的高粘聚性，设计坍落度为140～170mm，允许放宽至190mm。

为此外商要求严格控制混凝土的出机坍落度，做到车车目测，三车试验，决不让不合格的混凝土进入工程，因控制人员工作失误造成的，一经发现，立即辞退。

而且外商规定出机坍落度小于50mm或大于190mm的混凝土通知司机按废料处理，由于坍落度小于50mm，即使再往混凝土搅拌车中加入5L增塑剂，其流动性也无明显好转，且泵车容易堵塞，影响施工，不利于振捣，有可能造成峰窝麻面等质量事故；坍落度大于190mm时，在混凝土施工过程中，容易造成拌和物离析，粗骨料下沉到模板底部而水泥浆浮在上面致使混凝土表层水泥浆过多，水灰比过大，成为一层强度低的薄弱层，致使表面产生裂缝等质量事故。

外商还明确规定，混凝土一旦出机，决不允许加水处理，在坍落度过小的情况下，可按每m3混凝土加两升增塑剂在混凝土搅拌车中调试，若还达不到施工要求的和易性，即按废料处理。

2.2 混凝土含气量的控制影响混凝土含气量的因素很多，除引气剂的浓度与剂量外，砂子的细度模数和用量、水泥的品种和用量、拌和时间、运输静停时间等都有影响。

C70高性能混凝土含气量设计为1.5%，普通常态混凝土含气量设计为3%。

一次在浇筑进水口导墙时，混凝土等级为C15的常态混凝土，由于出机坍落度偏大，混凝土出料单参数正常，经检测含气量高达8%，随对引气剂剂量进行了三次调整，由原来的140ml/3m3调至70ml/3m3，含气量仍达5%，最后怀疑是引气剂称量误差所至，经过校验，引气剂称量误差达15%，比允许称量误差±3%高出12%，发现是电子传感器失灵造成的，调换传感器后混凝土的含气量趋于正常，坍落度也满足设计要求、从而解决了混凝土的质量问题。

三峡工程要求混凝土拌和物出机口含气量控制在4.5%～5.5%，以满足混凝土工程的耐久性。

当混凝土的含气量达不到要求时，应及时调整引气剂剂量。

对混凝土的搅拌时间应严格控制，监理单位应严密监督操作人员遵守操作规程，选择适宜的拌和程序和时间，保证拌和物的均匀性。

2.3 温度控制为防止混凝土产生裂缝，配合温控工作，需在混凝土施工过程中，定时测量原材料的温度和混凝土的出机口温度。

小浪底工程夏季施工混凝土出机口温度规定为：硅粉混凝土15℃以下，普通常态混凝土10℃以下，采取预冷骨料，加冷水加冰拌和等措施。

三峡工程夏季施工对温控也作了明确规定：混凝土出机口温度，厂房及厂坝等主要部位7℃以下，非厂坝部位14℃以下。

坝体内部温度控制在32℃以下，防止由于温度应力而产生混凝土的表面裂缝。

2.4 称量设备和称量的准确性应定期检测混凝土原材料称量的准确性，直接影响到混凝土配合比的变化及拌和物和易性的变化，所以定期对称量设备进行校验也是保证混凝土质量的重要措施。

小浪底工程原材料称量允许偏差规定：水泥、粉煤灰称量允许偏差为±1%；砂、石允许称量偏差为±2%；水、硅粉浆允许称量偏差为±1%；外加剂溶液允许称量偏差为±3%，监理对此项工作很重视，既使施工高峰期，也要求外商每星期校验一次，从而有效地防止了系统误差的发生，保证混凝土的整体质量。

小浪底工程由于采取了以上措施，强度保证率达到了%以上，整体均方差达到优良水平。

2.5 混凝土强度的检测混凝土工程质量的评定和验收标准，都是取自设计龄期(28d或90d龄期)的试验资料，这与高效率的现代化施工管理是很不适应的。

三峡工程混凝土工程量巨大，如何尽早测出混凝土的强度，实现强度的快速测定是保证工程质量的当务之急。

在目前尚未建立快速强度与28d龄期强度关系的前提下，施工单位应对每个仓号的不同配合比进行检测时，均需增加一组7d龄期的强度试件。

7d 龄期同28d、90d龄期的强度有很好的线性关系，7d龄期虽然不能及时反映出混凝土质量的波动，但比起28d、90d龄期来说，对预防工程质量事故也能取得很大的效果。

同时，建议施工单位加大取样频率，非大体积混凝土以100m3为一取样单位，不足lOOm3时取样成型一次，大体积混凝土300～500m3为一取样单位，以便为工程验收提供更多的可靠依据。

由于三峡工程混凝土对耐久性有很高的要求，因此对不同施工部位混凝土的抗冻、抗渗性能也提出了相应的技术要求。