混凝土质量管理办法

表（2）水泥品种的选择［4］

水泥 品种 硅酸盐水泥 早期强度高；水化热大；抗冻性好；特点 耐蚀性差；干缩较小 普通水泥 与硅酸盐水泥基本相同 矿渣水泥 早期强度低，后期强度增长较快；水耐蚀性较强；干缩性较大 一般土建工程钢筋混凝土及预应力混适用 范围 凝土结构；受反复水冻作用的结构；配制高强混凝土 与硅酸盐水泥基本相同 高温车间和有耐热耐高温要求的混凝土结构；大体积混凝土结构；蒸汽养护的混凝土构件；有抗硫酸盐要求的工程 不适用范围 大体积混凝土结构；受化学及海水侵蚀的工程 与硅酸盐水泥基本相同 早期强度要求高的工程；有抗冻要求得工程 处在干燥环境的混凝土工程；其它同矿渣水泥 火山灰水泥 早期强度低，后期增长较快；水化热粉煤灰水泥 早期强度低，后期增长较快；水化热低；抗冻性差；抗强；干缩较小 地上、地下、水中大体积混凝土结构；蒸汽养护的混凝土构件；抗裂性要求较高的工程；有抗硫酸盐要求的工程 有抗炭化要求的工程；其它同矿渣水泥 化热低；抗冻性差；低；抗冻性差；抗干缩性大 地下、水中大体积混凝土结构和有抗渗要求的混凝土结构；蒸汽养护的混凝土构件；有抗硫酸盐要求的工程 渗性好；耐蚀性强；裂性较高；耐蚀性

1.3××混凝土公司对水泥的质量控制

××混凝土公司根据当地气候情况、工程情况使用了广州珠江水泥厂生产的粤秀牌P.Ⅱ 42.5R水泥，该厂是该地区规模最大的水泥生产企业之一，对产品质量有保证。公司对进厂的每一生产批号的水泥为一个检验批次，进行抽样检验。对水泥的标准稠度用水量、凝结时间、安定性、抗折强度、抗压强度等指标进行检验，并及时、准确地把试验数据反馈到实际生产控制中。该水泥的基本技术指标如表（3）。

检验依据如下：

1、《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》——GB/T1346-89

2、《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》——GB/T17671-99

表（3）水泥的基本技术指标 标准稠 实验 度用水 编号 量g 1 2 3 4 5 6 7 8 9

从表（3）可以看出该水泥比较稳定，抗折、抗压强度较高，对混凝土的强度有帮助，但凝结时间较短，

- 13 -

凝结时间 针入度mm 29 29 28 28 30 29 28 28 29 初凝 2h 1h40min 2h 1h55min 1h45min 1h35min 1h30min 1h20min 1h30min 终凝 2h35min 2h25min 2h35min 2h35min 2h20min 2h15min 2h15min 2h5min 2h15min 3d强度（MPa） 抗折 7.0 6.7 7.0 7.1 6.6 6.6 6.5 6.9 6.3 抗压 37.8 35.9 38.5 37.8 40.0 37.3 37.4 39.6 37.7 28d强度（MPa） 抗折 9.4 8.5 9.1 9.3 9.2 8.3 8.7 9.2 9.1 抗压 57.1 57.1 59.3 58.8 62.6 59.9 56.5 57.3 60.8 24.0 24.0 23.9 23.6 24.1 23.7 23.7 23.2 24.2 对混凝土的坍落度损失有较大的影响。

2、粗细骨料的质量控制

粗细骨料作为混凝土的重要组成部份，占其质量的3/4左右，骨料构成的骨架提高了混凝土的密实度，减少荷载作用下的变形，同时水泥石硬化收缩产生的不均匀的收缩变形,从而产生内应力，导致裂缝，而骨料能够制约水泥石的收缩，使混凝土具有较好的体积稳定性。骨料比胶凝材料等其他组份便宜很多，这也是混凝土比较便宜的一个重要原因。

为使骨料的技术及经济作用能够充分发挥骨料应该满足：致密、坚硬、高强、耐久、无有害物质和具有较小的粒间空隙和表面积。

2.1骨料强度

混凝土的强度一定程度上取决于水泥与骨料的强度，粗骨料作为混凝土的骨架水泥浆通过粘结填充作用将各种材料粘结成为一个整体，混凝土所的压力主要由骨料来承受，只有高强度的骨料才可以配制出高强的混凝土。从混凝土的受压破坏来看，强度等级较低的混凝土的往往是水泥浆、粘结界面受压破坏，而强度等级较高的混凝土水泥浆、粘结界面、骨料受压破坏。

粗骨料的强度是将岩石加工成为5cm×5cm×5cm的立方体试件，在水饱和状态下测定其极限抗压强度，由于这种方法要求较高，在生产中多采用压碎值指标来衡量骨料的强度。 2.2骨料的级配、粒形

集料的级配是指骨料颗粒相互搭配的数量比例。石子的级配直接关系到水泥用量，和混凝土的和易性，在混凝土中水泥浆用来包裹集料的表面和填充集料间的空隙，级配好的骨料有较小的粒间空隙和表面积，可以节约水泥用量，而获得好的和易性，而对于级配不好特别是粒形较差，颗粒形状不够规则，针片状含量较高，那么空隙率较大，需要更多的水泥浆包裹颗粒表面和填充颗粒间的空隙，针片状含量直接影响到混凝土的和易性，同时对混凝土的密实性、强度、耐久性也有负面的影响。对于骨料的表面特征，也直接关系到混凝土的强度，表面粗糙的比表面光滑的更容易与水泥浆粘结，获得更好的粘结强度。

对于粗骨料有连续粒级和单粒级两种，在工程中多采用多种粒级搭配使用，针对不同的强度等级、施工部位、施工方式采用不同的搭配方式，获得更好级配和更好的施工性。

对于细骨料的粗细程度，采用细度模数（μf）表示，配制混凝土时宜采用级配区为Ⅱ区中砂或粗砂，从表（4）可以看出砂的细度模数直接影响到水泥胶砂强度。对于同一细度模数的砂，级配区Ⅰ区的砂比其它两区更容易泌水、离析，级配区Ⅲ区的砂比其它两区需要更多的水泥用量。

表（4）砂的细度模数与抗压强度比 实验编号 1 2 3 4 5 细度模数 （μf） ISO标准砂 1.6 1.8 2.3 2.8 用水量（g） 225 225 225 225 225 28d强度（MPa） 抗折强度 9.3 6.0 6.3 7.4 8.3 强度比（%） 100 64.5 68.2 80.2 89.6 抗压强度 58.8 30.4 33.7 42.4 50.9 强度比（%） 100 51.9 57.3 72.1 86.7 2.3砂率的选择

砂率是指混凝土中砂的重量占骨料的总重量的百分比，砂率的变动会影响集料的空隙率和集料的表面积，从而影响混凝土的和易性。

在水泥浆数量不变的情况下，砂率增加时，水泥浆的数量显得不足，削弱了水泥浆对砂子的润滑作用，过大的砂率使混凝土的流动性、和易性变差；但是如果砂率过小，又不能保证有足够的砂浆层，削弱了砂浆

- 14 -

对粗集料的润滑作用，使集料间的摩擦增大，也会降低拌和物的流动性，还会影响拌和物的粘聚性保水性。总之过大过小的砂率都会影响拌和物的和易性。同时，砂的细度模数也直接关系到砂率的选择，为了获得相同的和易性，随着砂的细度模数的降低，砂率也应该相应地降低。大小合宜的砂率称为最佳砂率，其与坍落度、水泥用量的关系如图（3）。影响砂率的因素很多，一般不易计算而得，在混凝土搅拌站多通过试配确定。在保证和易性前提下，应该尽量选用小的砂率。以减少水泥的用量，降低成本。但在泵送施工中，为了满足施工需要，应相应加大砂率。

图（3）

2.4有害物质含量、耐久性

集料中往往含有一定量的其它物质如粘土、淤泥、云母、有机杂质、硫化物及硫酸盐、氯化物等。粘土、淤泥增加了用水量，阻碍了水泥的水化和凝结，削弱了界面粘接力；有机物与水泥生成的碱发生化学反应，生产可溶的有机组分，防碍了水泥与界面的粘接力，影响混凝土强度；而硫化物可能与水化生成的碱发生化学反应，形成新的氢氧化物，引起体积膨胀，造成体积不稳定性；过量的氯化物将影响混凝土的凝结时间，导致钢筋锈蚀，甚至导致混凝土开裂。

骨料中如果含有煅烧过的石灰石、白云石碎石，将在混凝土水化硬化过程中，发生缓慢的水化，造成体积显著膨胀，导致混凝土破坏。

同时骨料中的无定形氧化硅，在潮湿的环境中，可能与水泥中的碱发生碱集料反应，生成硅酸钠凝胶，吸水后体积膨胀，造成混凝土破坏。不过在中国碱集料反应很少发生。

××混凝土公司采用的粗骨料岩质为石灰石，由采石场破碎成5～25的连续粒级和20～40的单粒级，根据不同的工程情况、施工方式搭配使用。石子的级配粒形较好、针片状含量较小、比较洁净，有害物质含量少。其基本技术指标如表（5）。

检验依据如下：

1、《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》——JGJ52-92 2、《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》——JGJ53-92

表（5）粗骨料的基本技术指标 技术指标 种类 5～25 20～40 堆积密度3 （kg/m）1500左右 1500左右 含泥量 （%） 0.5左右 0.5左右 针片状含量 （%） 12左右 10左右 压碎值指标（%） 5-10 5-10

3、活性掺和料（粉煤灰）的质量控制

3.1掺入粉煤灰的机理

- 15 -

水泥水化的过程是一个缓慢、逐步进行的过程，水化反应从水泥微粒表面逐渐进行到内部，随着水化的进行，混凝土的强度不断增强。28天以后水化物的生成速度逐渐缓慢，而此时水泥的水化程度仅为11%～84%见表（6）。也就是说水泥不能完全水化，一部分水泥在里面仅起填充作用。

表（6）主要矿物的水化程度［6］

主要矿物 C3S C2S C3A C4AF 含量% 49～62 17～25 6～11 10～16 水化程度% 69 11 84 74 同时在普通混凝土里面有一部分水泥水化产物为Ca（OH）2 ，它对混凝土的强度不起作用，因而加入一定数量活性掺和料取代一部分水泥，能够与生成的Ca（OH）2发生二次水化反应，生成硅酸钙凝胶，不但能够节约水泥用量，而且能够提高水泥的利用率，提高水泥浆的强度。

目前使用的活性掺和料主要有粉煤灰、硅灰、高炉矿渣等，然而就实际生产情况来看，应用范围最广、用量最大的是粉煤灰。

3.2××混凝土公司对粉煤灰的质量控制

粉煤灰按照细度、烧失量、需水量比等分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级。在普通钢筋混凝土工程多采用Ⅱ级粉煤灰。××混凝土公司采用的是广州双水电厂的Ⅱ级粉煤灰。其技术指标如表（7）。 检验依据如下： 1、《用于水泥与混凝土中的粉煤灰》——GB1596-91 2、《水泥胶砂强度测定方法》——GB/T2419-99 3、《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》——GB/T1346-89

表（7）粉煤灰技术指标

实验编号 1 2 3 4 烧失量（%） 2.6 2.8 4.7 5.0 需水量比（%） 104 106 112 116 28d强度（MPa） 强度 62.0 60.6 强度比（%） 96.0 93.9 71.7 70.5 46.3 45.5 * 强度对比是以空白水泥胶砂强度为对比28d强度为64.6 MPa

粉煤灰的细度是采用80μm的负压筛的筛余来控制的。粉煤灰含有大量的硅铝氧化物，能与水泥水化产物进行二次水化反应，粉煤灰越细，参与二次水化反应的界面增大了，使二次水化反应进行得更加充分，对混凝土的强度贡献也提高。

粉煤灰烧失量主要是含碳量多少的体现，粉煤灰的烧失量直接影响到混凝土的强度、耐久性。从表中可以明显地看出烧失量小的粉煤灰强度明显低于烧失量大的粉煤灰强度。

粉煤灰的需水量比也是评定其对混凝土强度贡献的一个重要指标。优质的粉煤灰细度小，其中直径小于45μm的部分较多，这些球状玻璃体表面光滑、性能稳定，在混凝土里面起到了一个类似滚珠轴承的作用，有效的改善了混凝土的和易性，同时从表中也可以看出烧失量的高低能体现粉煤灰的需水量比，因为含碳量高，需要吸收更多的水，必然导致需水量比上升。 掺活性粉煤灰能够节约10～15%的水泥，有明显的经济效益，同时也能够明显改善混凝土的和易性，可泵性，能够明显降低水化热，对大体积混凝土的浇注极为有利，同时能够使混凝土更加致密、增强了混凝土的抗冻性、耐久性。

- 16 -