泵送细石混凝土的质量控制

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      细石混凝土是建筑工程中常用的混凝土品种之一，但是由于实际使用时数量较少，使用的部位一般不属于主体验收项目，因此往往被工地和商品混凝土公司所忽视，在实际使用时容易出现混凝土质量不稳定、泵管堵塞、开裂、强度偏低、起砂、起粉等质量问题，造成返工和质量经济纠纷，本文结合笔者多年来从事搅拌站行业的经验，试着从材料质量控制、混凝土生产质量控制和施工规范化三方面结合，解决细石混凝土存在的质量问题。

      细石混凝土是指采用最大粒径为10mm左右的粗骨料配制的预拌混凝土，与普通混凝土相比，最显著的区别是粗骨料粒径小，一般在配制细石混凝土时采用的碎石公称粒级为5～10mm。按《预拌混凝土》标准GB/T14902-2003中对混凝土的划分，属于特制品。

       细石混凝土主要运用在建筑截面厚度小于8mm或者是由于建筑配筋比较密的部位,工业与民用建筑中最常用的部位是屋面找平层或者地下室找平层,外观修补和加固，也有一些配筋太密的部位如转换层梁或者部分柱头,有些自密实混凝土也采用细石来配制。

4.1 细石的检验验收标准
      对于5～10mm石子的进厂检验及验收，按现行的JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》，验收指标主要有颗粒级配、含泥量、泥块含量、压碎指标值、针片状含量等，各技术指标具体要求如表1、表2：

表1

表2

       另外，标准中提到，对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的混凝土，其所用碎石或卵石中含泥量不应大于1.0%。当碎石或卵石中含泥量是非黏土质的石粉时，其含泥量可由表3.2.3的0.5%、1.0%、2.0%分别提高到1.0%、1.5%、3.0%。
4.2 市场上细石的质量状况
       笔者曾经对广东惠州地区的六个石场的级配为5～10mm（有个别石场为5～16mm）、5～25mm、5～31.5mm、5～40mm（有些为单粒级10～20mm、16～31.5mm、20～40mm）进行过试验，按标准中所定的具体指标要求，碎石的各项指标基本都能满足配制C55以下强度等级砼，唯独在含泥量指标中，5～10级配的碎石，其含泥量和石粉含量明显超标，晴天和下雨天所生产的石子含泥量波动特别大。在天气晴朗时生产出来的碎石，六个石场中碎石的含泥量和非黏土质的石粉含量的总量（亚甲蓝法）为3.3%、4.9%、6.2、6.7%、8.7%；下雨天生产出来的碎石，其含泥量和石粉含量的总量分别为4.7%、6.5%、10.2%、13.7%、18.6%,从以上的试验数据来看，普遍超出标准要求。天气晴朗时，由于细石为干燥状态，表面基本为饱和面干，所以石粉附着少，含泥量相对小，下雨天由于碎石和石粉都含有一定含水率，生产时又无法扬尘，石粉和部分粘土附着在石子表面，所以普遍超标。细石含泥量超标的另一个原因是由于石厂生产时一般不将5～10mm的细石作为主要产品来生产，石场一般将生产的重点都是突出在10～20mm和10～31.5mm两种级配上，没有专门的生产设备和筛网对小于16mm的细石、石屑和生产中产生的石粉进行再次生产筛分，只是在生产尾端将细石和石粉一起筛出，这就经常导致细石含石粉和含泥量超标。因此，含泥量超标的细石能不能用？（有时不用又没有石子可用）如何使用，配合比该如何调整，这是生产企业特别是试验室必须要面对和解决的问题。

        现行标准中对细石混凝土提及较少，对细石混凝土的配制和施工也没有专门的章节体现，在JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》中有两处提及，当碎石最大公称粒径为16mm时，选用的用水量和砂率分别如表3、表4规定：

表3

表4

除此之外，在其它的标准中很少提及，这说明细石混凝土的配制除了依据相关标准规范之外，更多的方法必须按照使用者自身的经验来进行试配、调整和使用。

6.1 起砂、起粉
       主要出现在地下室找平层，表现特征主要是混凝土构件表面出现疏松，用硬物轻刮表面会出现露砂、起尘、起粉现象。
原因：配合比不当（水泥用量少，矿物掺合料掺量过大），细石含泥量高、施工操作不当、保养不到位。
6.2 强度偏低
       原因：配合比不当，施工现场乱加水，保养不到位。
6.3 泵送困难、泵管堵塞
         混凝土在泵送过程中出现泵机卡料、泵机出料量少、泵管堵塞。
         原因：混凝土配合比中胶凝材料不够、砂率小、外加剂掺量过大。
6.4 空鼓开裂
       浇捣成型的构件与原混凝土层出现中间脱层、部分空鼓，并且在空鼓周边都出现规则或不规则裂缝。
       主因：基层处理不好或者界面处理不粗糙，粘结不牢固。
        综上所述，细石混凝土出现质量问题的主因，一是各搅拌站在实际生产细石混凝土时，由于忽略而没有对配合比方面及实际生产时引起足够重视，导致生产出的细石混凝土本身可操作性就差，出厂的混凝土质量就是不合格品。二是施工企业重视度不够，细石混凝土所需要的方数较少、使用零散、往往都在工程收尾阶段，、施工不规范的问题。现场经常出现卸料时间过长、工人随意加水，泵机摆放不合理，泵管布管太长等现象，导致质量问题的出现。

         以某工地为例：该工程地下室总面积为6万m²，地下室找平层设计为细石混凝土，强度等级为C25，平均厚度为6cm，图纸要求混凝土浇捣成型后原浆收面，作为地下室停车场地面使用，不做两次处理。相关信息：该工地距搅拌站路程29公里，混凝土运输时间约50min，工地采用车载泵泵送施工，泵机摆位在±0.00位置，泵管往下向地下室延伸布管，最大落差约为7.5m，泵机布管最长为350m。
7.1 技术思路
         根据工地要求，混凝土设计强度等级为C25细石混凝土，混凝土需要解决两个基本的技术问题：一是泵机布管较长，且混凝土向下输送，混凝土首先要满足施工性能，不能出现堵管；二是混凝土直接原浆收光，表面不做地坪漆处理，不能出现起砂起粉等质量问题。根据现场的施工条件及细石本身含泥量大、比表面积大、需水量高的特性，在细石混凝土的配合比设计中，采取了三个技术措施：①为了确保表面耐磨性，配制时不使用粉煤灰，而改掺适量矿粉以确保混凝土的和易性。②使用高性能减水剂降低细石混凝土单方用水量，同时也减小细石因含泥量大对混凝土坍落度经时损失的影响。③使用增效剂提高细石混凝土的施工性能和力学性能。
7.2 细石混凝土配合比确定
      ⑴原材料的相关数据砂：惠州东江砂，检验数据如表5。

表5

       水泥：惠州产华润P.O42.5R，检验数据如表6。

表6

        外加剂：博众聚羧酸高性能减水剂，检验数据如表7。

表7

         矿粉：首钢S95级，检验数据如表8。

表8

          细石：惠州本地产5～10mm花同岗岩碎石，检验数据如表9。

表9

          增效剂：广东基业长青，检验数据如表10。

表10

⑵试验配合比的确定

       试验配合比如表11。

                                                                表11（单位：kg/m³）

⑶配制结果
         经试验配制，混凝土拌合物性能及强度如表12。

表12

       从试验结果来看，在不掺加强效剂的情况下，同样水胶比的配合比，掺15%左右的矿粉取代水泥，无论是坍落度、和易性和后期强度，都比纯水泥效果好，而掺用胶材0.6%左右的增效剂后，在降低水泥用量的情况下，其强度和和易性均没有太大影响，而且1小时后的坍落度基本没有损失，所以在细石混凝土的配制上采用水泥+矿粉+强效剂的组合，经综合考虑和比较，选用配比编号为A-4的配合比作为该工地C25细石混凝土的生产配方。
7.3 细石混凝土的生产和施工质量控制
7.3.1 材料控制：重点控制砂石的质量和波动
        砂：选用中砂，细度模数不大于2.8级配区为Ⅱ区。
细石：含泥量指标不超过8%，针片状颗粒含量不大于20%，个别车次细石含泥量太大，已在使用前用水冲洗干净，天气好时多贮备一些含泥量低的细石，下雨天不进货。
7.3.2 混凝土生产过程控制
        生产设备：确保生产设备的正常运转和计量设备的精度在允许误差内。
混凝土配合比：根据材料的性能指标确定施工配合比，生产时应定期不定期到料场巡查，并根据材料的波动情况对生产配合比的砂率、外加剂掺量进行微调，以确保配合比的有效性。基准配合比中设定细石的含泥量内控标准，含泥量每增大1%，外加剂增加0.5Kg/m³左右。
        出厂混凝土质量把控：根据工地路程远近和现场施工条件选定210mm坍落度作为内控标准，允许误差±20mm，细石混凝土由于骨料粒径较小，坍落度很容易就可以达到200mm，所以不能单纯以坍落度值来衡量，还应在检测坍落度的同时，测量混凝土的扩展度，该工地以450±50mm作为内控出厂标准，并严格按照内控标准进行混凝土的出厂质量控制，制作3d、7d、28d试件进行强度检测等，对不符合坍落度和扩展度内控要求的混凝土进行厂内调整，确认合格后才放行出厂。
7.3.3 施工过程质量控制
       ⑴浇捣找平层前与工地进行技术交底，要求工地先将底板表层混凝土进行凿毛处理，凿除表面浮浆层，露出粗糙的粗骨料，并用水冲洗干净，以确保新老混凝土粘接紧密，防止找平层出现空鼓和开裂，每次混凝土浇捣前都派专人进行现场检查，确认处理到位后再进行混凝土浇捣。
       ⑵泵机接管时，要求泵机队保证地上水平管轴线应与Y形管出料口轴线垂直，并在水平管与向下倾斜管间增加弯管或环形管，以增大泵送阻力、防止混凝土自流造成堵管。
        ⑶混凝土到工地后严禁加水，个别车混凝土因卸料时间长导致混凝土坍落度小，现场技术人员添加适量减水剂，搅拌均匀继续使用。
         ⑷将混凝土一次浇捣到设计厚度，用木条或其它工具将混凝土表面初步刮平，待混凝土到初凝时用磨光机对混凝土表面进行打磨收光。
         ⑸混凝土到达终凝后立即进行淋水保养，养护时间为7天。
7.4 工地使用效果跟踪
        该工地地下室找平层C25细石混凝土于2015年8月初开始浇捣，至9月底全部浇捣完成，其间共分28次泵送浇捣，浇捣总方量近4000m³，施工过程非常顺利，没有出现过一次堵管现象，混凝土初凝后全部采用原浆打磨收光，养护后表面光滑平整，耐磨性好，没有出现起砂起粉等现象。搅拌站对每批次混凝土都进行了抽样制作试件，工地现场也制作了混凝土试件，经试压、统计评定混凝土28天强度合格，达到设计要求。该地下室于2016年3月份开始对外投入使用，每天车辆进出大约二百多台次，到目前使用已近一年，地面完好如初，没有出现裂缝和摩擦损伤，满足了工地的使用要求，达到了甲方的预期效果。

       搅拌站通过对细石混凝土配比进行优化，对原材料质量进行控制，加强生产过程和出厂质量监控，并与施工单位密切沟通和协调，解决了细石混凝土常见的一些质量问题，取得了很好的效果。