[摘要] 　為保證預(yù)拌混凝土的質(zhì)量,在日本采取了三種措施,一是根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)預(yù)拌混凝土攪拌站進(jìn)行監(jiān)測(cè);二是除了常規(guī)檢測(cè)外,還要現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試新拌混凝土中氯離子和水分的含量,因?yàn)檫@兩項(xiàng)指標(biāo)可能會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性產(chǎn)生影響;三是建立全國(guó)統(tǒng)一的預(yù)拌混凝土質(zhì)量控制的核查系統(tǒng)。本文對(duì)這三種保證預(yù)拌混凝土質(zhì)量的手段進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

[關(guān)鍵字] 　預(yù)拌混凝土;質(zhì)量控制;現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè);核查系統(tǒng)

1 　簡(jiǎn)介

　　在日本,每年大約生產(chǎn)112～115 億立方米的預(yù)拌混凝土,并在各種結(jié)構(gòu)工程中使用。眾所周知,預(yù)拌混凝土的質(zhì)量對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)十分重要,因?yàn)樗鼪Q定了結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。然而,一些問(wèn)題出現(xiàn)了。例如,預(yù)拌混凝土中使用了含鹽較高的海砂,和由對(duì)集料表面濕度控制的不當(dāng)或?yàn)閷?duì)混凝土的坍落度進(jìn)行調(diào)整而加入了預(yù)設(shè)混凝土配合比之外的水分。

　　為保證預(yù)拌混凝土的質(zhì)量,三種措施已在日本得到了使用。第一就是根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)J ISA5308[1 ] 對(duì)攪拌站進(jìn)行監(jiān)測(cè)。第二就是檢測(cè)新拌混凝土的質(zhì)量,除常規(guī)檢測(cè)外,還要現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)新拌混凝土中氯離子的含量和水分的含量,因?yàn)樗鼈儗?duì)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性有極大的影響。第三在全國(guó)建立統(tǒng)一的預(yù)拌混凝土質(zhì)量控制的檢測(cè)系統(tǒng)(NUIS) 。這一系統(tǒng)要每年對(duì)預(yù)拌混凝土攪拌站的管理和質(zhì)量控制情況進(jìn)行核查。

　　日本的預(yù)拌混凝土質(zhì)量控制系統(tǒng)的大體情況見(jiàn)圖1 ,在這篇文章中,詳細(xì)介紹保證預(yù)拌混凝土質(zhì)量系統(tǒng)的一些細(xì)節(jié)。

2 　標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)拌混凝土攪拌站來(lái)保證質(zhì)量

　　為保證預(yù)拌混凝土的質(zhì)量,預(yù)拌混凝土攪拌站必須要根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)J ISA5308 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)。在這一標(biāo)準(zhǔn)中,預(yù)拌混凝土的類型分類和所需具備的性能、混凝土的原材料、混凝土的生產(chǎn)和運(yùn)輸、檢測(cè)方法都要在細(xì)節(jié)上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

　　關(guān)于預(yù)拌混凝土類型和分類的標(biāo)準(zhǔn),由于篇幅的限制本文不再敘述。

　　預(yù)拌混凝土的原材料必須滿足日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)水泥、集料、化學(xué)外加劑和礦物外加劑的規(guī)定。對(duì)于原材料的這些標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)節(jié)本文也略去。

　　本文集中對(duì)預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)和質(zhì)量控制進(jìn)行介紹。

　　(1) 原材料的儲(chǔ)存根據(jù)預(yù)拌混凝土的標(biāo)準(zhǔn)J ISA5308 ,混凝土用的水泥必須儲(chǔ)存在水泥筒倉(cāng)中,不但不同類型的水泥要分開(kāi)儲(chǔ)存,水泥筒倉(cāng)還要能防止水泥受天氣變化的影響。集料要按材料類型、粒徑類型或不同來(lái)源分別儲(chǔ)存在不同的儲(chǔ)存?zhèn)}中,儲(chǔ)倉(cāng)要能防止不同粒徑集料的分離,儲(chǔ)存設(shè)備應(yīng)該有底板,例如混凝土底板,而且地板上要有排水系統(tǒng),儲(chǔ)存設(shè)備要有足夠大的容量,所存的集料數(shù)量能夠滿足一天生產(chǎn)預(yù)拌混凝土量所需,最好能滿足三天生產(chǎn)所需的量。

　　混凝土中所用礦物外加劑必須存放在專業(yè)的存儲(chǔ)設(shè)備中比如分別存放在按以類型和生產(chǎn)廠來(lái)區(qū)分的筒倉(cāng)中。儲(chǔ)存設(shè)備應(yīng)該能夠防止礦物外加劑的質(zhì)量出現(xiàn)變化。

　　(2) 精確的批量稱量車間稱量車間必須要有準(zhǔn)確的稱重設(shè)備來(lái)稱量預(yù)拌混凝土所需原材料的質(zhì)量。稱重設(shè)備需要的精確性取決于原材料的類型。根據(jù)J ISA5308 ,稱重設(shè)備所需的精確性見(jiàn)表1 。

稱重設(shè)備必須要被官方機(jī)構(gòu)每年核準(zhǔn)一次,這并不包括批量稱重設(shè)備操作員每天的檢查。在稱重過(guò)程中,水泥、水、集料、外加劑必須分別用各自的稱量設(shè)備稱重,只有水和化學(xué)外加劑可同時(shí)稱量。

　　(3) 測(cè)量和校正集料的表面濕度在生產(chǎn)預(yù)拌混凝土?xí)r,集料表面的水分會(huì)帶入混凝土中。例如,表面濕度為1 %的細(xì)集料將會(huì)把6～7kg 水帶入每立方米混凝土中。因此,在生產(chǎn)混凝土的過(guò)程中,測(cè)量和校正集料的表面濕度是非常重要的,它對(duì)混凝土的質(zhì)量有很大的影響。

　　為了能在批量稱重設(shè)備中精確迅速地測(cè)量集料的表面濕度,一些微波濕度傳感器在日本得到了應(yīng)用。濕度傳感器安裝在存放集料的容器和稱重設(shè)備之間,如圖1 。稱量集料的時(shí)候,表面的濕度就會(huì)很快地得到測(cè)定。集料表面濕度的測(cè)量結(jié)果會(huì)傳到設(shè)備控制面板的計(jì)算機(jī)中,配置混凝土的用水量也同時(shí)得到校正。

　　一些其他的控制集料濕度的方法也得到了發(fā)展,一種方法是使用大型氣旋分離器作為砂子穩(wěn)定器來(lái)控制砂的表面濕度[2 ] . 另一種方法是在批量稱重車間中使用特殊稱量器,在這里細(xì)集料被浸入水中稱之。

　　(4) 攪拌器攪拌的均勻性

　　根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)J ISA5308 和J ISA8603[4 ] ,采用批量稱重設(shè)備的攪拌機(jī)應(yīng)該能均勻的攪拌混凝土。

　　攪拌機(jī)攪拌的均勻性可由混凝土攪拌測(cè)試來(lái)核實(shí)。在測(cè)試中,先攪拌混凝土,從攪拌機(jī)的不同部位取出一些試樣。然后測(cè)量攪拌機(jī)中不同部位取出的砂漿和粗集料的體積。測(cè)定結(jié)果必須滿足表2 的要求。

　　在日本,為能在短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出均勻的混凝土,有兩個(gè)軸的強(qiáng)制式攪拌機(jī)已大量應(yīng)用。

　　(5) 批量設(shè)備中的坍落度監(jiān)測(cè)

　　為控制攪拌中的混凝土的坍落度,在日本,攪拌設(shè)備中已廣泛安裝了坍落度監(jiān)測(cè)裝置?；炷恋奶涠瓤捎蓽y(cè)量攪拌機(jī)負(fù)荷的平滑度來(lái)估算。

3 　檢測(cè)機(jī)構(gòu)為接受方對(duì)預(yù)拌混凝土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量

核查

　　檢測(cè)機(jī)構(gòu)將為接受方對(duì)預(yù)拌拌混凝土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量核查,檢測(cè)的項(xiàng)目一般包括坍落度、含氣量、溫度、混凝土中氯離子的含量和抗壓強(qiáng)度。由于每單位體積混凝土的水含量對(duì)混凝土的強(qiáng)度和耐久性也有十分重要的影響。所以在混凝土發(fā)送前,很有必要檢測(cè)一下混凝土中水的含量。在這一部分,介紹現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定預(yù)拌混凝土中水含量和氯離子含量的一些方法。

　　(1) 新拌混凝土水含量的測(cè)定

　　現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量新拌混凝土的水含量是日本控制混凝土質(zhì)量的一種新嘗試。所以,還沒(méi)有關(guān)于他的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。最近,成立了一個(gè)日本混凝土協(xié)會(huì)的委員會(huì),它專門研究單位體積預(yù)拌混凝土中含水的狀態(tài),評(píng)定由一些公司和組織發(fā)展的各種各樣的測(cè)量新拌混凝土水含量的測(cè)試方法,起草現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試水含量的建議標(biāo)準(zhǔn)。

　　大約有多于11 種的測(cè)量新拌混凝土中水含量的方法。測(cè)量方法的機(jī)理多種多樣,但是可以作如下的歸類。

　　1) 干燥方法:烘干混凝土或砂漿來(lái)測(cè)定混凝土中的水含量。

　　2) 單位稱重法:測(cè)量單位體積混凝土的重量來(lái)計(jì)算混凝土

中水的含量。

　　3) 試劑濃度的方法:測(cè)量試劑在混凝土的水中的濃度變化的方法。

　　4) 中子方法:測(cè)量混凝土中水的氫的含量的方法。

　　5) 電容方法:測(cè)量混凝土中砂漿的電容,因?yàn)殡娙菖c混凝土中水的含量有關(guān)聯(lián)。

　　6) 氣旋分離法:測(cè)量從混凝土中分離出的水量。

　　這些測(cè)量方法的特點(diǎn)見(jiàn)表3 。氣流計(jì)量器方法測(cè)量新拌混凝土中水含量的設(shè)備見(jiàn)圖3 。

　　新拌混凝土的質(zhì)量和含氣量可用氣流計(jì)量器測(cè)量,測(cè)得的數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸給電腦,電腦中已輸入了設(shè)計(jì)配合比和原材料的比重,以此來(lái)計(jì)算單位體積混凝土中水的含量。

　　另外一種以電容方法測(cè)量新拌混凝土水含量的設(shè)備見(jiàn)圖4 。測(cè)量時(shí),用濕篩法從新拌混凝土中取得砂漿試樣,設(shè)備可以測(cè)量砂漿的電容,以此來(lái)計(jì)算混凝土中水的含量。為了得到更精確的測(cè)試結(jié)果,有必要在設(shè)備中設(shè)定一些系數(shù),這些系數(shù)可由與被測(cè)混凝土有相同的配合比和相同的原材料的性能來(lái)取定。

　　測(cè)量新拌混凝土中水含量的方法的標(biāo)準(zhǔn)已得到日本混凝土協(xié)會(huì)委員會(huì)的推薦[7 ] ,標(biāo)準(zhǔn)包括以下幾點(diǎn):

　?、賳挝惑w積混凝土設(shè)計(jì)水含量,民用建筑工程和結(jié)構(gòu)工程分別必須低于175kg/ m3 和185kg/ m3 。

　?、谌绻麊挝惑w積新拌混凝土的測(cè)量水含量和設(shè)計(jì)的水含量之間的差距低于10 kg/ m3 ,這一預(yù)拌混凝土的質(zhì)量可以接受。

　?、廴绻麊挝惑w積新拌混凝土的測(cè)量水含量和設(shè)計(jì)的水含量之間的差距在10～15 之間,這一預(yù)拌混凝土的質(zhì)量也可以接受,但是配置混凝土的人員必須要查清楚導(dǎo)致水含量變化的原因,水含量的范圍見(jiàn)圖2 。

　?、苋绻麊挝惑w積新拌混凝土的測(cè)量水含量和設(shè)計(jì)的水含量之間的差距大于15 kg/ m3 ,這樣的預(yù)拌混凝土的質(zhì)量是不可接受的,水含量的范圍見(jiàn)圖2 。

　?、莓?dāng)?shù)谝淮螖嚢柰瓿珊缶烷_(kāi)始進(jìn)行測(cè)量,每生產(chǎn)100kg/m3 的混凝土要檢測(cè)一次,上午、下午都要分別測(cè)定。

　　(2) 新拌混凝土中氯離子含量的測(cè)定在日本,新拌混凝土的氯離子的含量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量是一個(gè)必須要接受的測(cè)試。

　　新拌混凝土的氯離子含量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試可用一些快捷簡(jiǎn)單的方法來(lái)測(cè)定,例如,圖5 的電子方法,圖6 的純化學(xué)方法。

　　在電子方法中,離子選擇電極插入新拌混凝土中,測(cè)定混凝土中水里的氯離子濃度,然后再快速計(jì)算出單位體積混凝土中的氯離子含量。

　　在純化學(xué)方法中,用試紙或測(cè)試管插入新拌混凝土中,它們的顏色會(huì)部分變白,由變白的程度可以估算出混凝土中氯離子的含量。

　　根據(jù)J ISA5308 ,新拌混凝土中氯離子的含量要低于013kg/ m3 如果使用者允許也可為016 kg/ m3 。

4 　保障混凝土質(zhì)量的NUIS 對(duì)預(yù)拌混凝土攪拌站的核查

　　為保障混凝土的質(zhì)量,控制預(yù)拌混凝土質(zhì)量的全國(guó)統(tǒng)一核查系統(tǒng)(NUIS) 已在1995 年成立。在這一系統(tǒng)中,由國(guó)家委員會(huì)和地方委員會(huì)來(lái)起草核查標(biāo)準(zhǔn),每年對(duì)預(yù)拌混凝土攪拌站的管理和質(zhì)量控制進(jìn)行監(jiān)管,頒給攪拌站合格標(biāo)志。

　　國(guó)家和地方委員會(huì)的成員都是來(lái)自大學(xué)里混凝土界的權(quán)威人士、政府官員和混凝土工業(yè)協(xié)會(huì)的人士。關(guān)于NUIS 的流程圖見(jiàn)圖3 。國(guó)家委員會(huì)的任命由國(guó)家預(yù)拌混凝土聯(lián)合會(huì)來(lái)確定,它在NUIS 中起領(lǐng)導(dǎo)者的角色。國(guó)家委員會(huì)的工作是起草核查標(biāo)準(zhǔn),審批來(lái)自地方委員會(huì)對(duì)預(yù)拌混凝土攪拌站進(jìn)行核查的申請(qǐng),如果預(yù)拌混凝土攪拌站通過(guò)核查則頒給合格標(biāo)志。

　　由預(yù)拌混凝土地方聯(lián)合會(huì)任命的地方委員在NUIS 中也很重要。每年地方委員會(huì)的工作就是收集、察看來(lái)自于拌混凝土攪拌站的質(zhì)量報(bào)告,向國(guó)家委員會(huì)申請(qǐng)對(duì)預(yù)拌混凝土攪拌站的核查,得到國(guó)家委員會(huì)批準(zhǔn)后對(duì)混凝土攪拌站進(jìn)行核查,并向國(guó)家委員會(huì)報(bào)告核查結(jié)果。

　　地方委員會(huì)也有向混凝土攪拌站提供提高混凝土質(zhì)量控制建議的責(zé)任。核查標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4 。地方委員會(huì)根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)每年對(duì)預(yù)拌混凝土攪拌站進(jìn)行核查。

5 　結(jié)論

　　本文介紹了日本預(yù)拌混凝土質(zhì)量控制的情況。

　　日本預(yù)拌混凝土質(zhì)量控制依賴于混凝土攪拌站的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備,為接受方進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和國(guó)家統(tǒng)一的核查標(biāo)準(zhǔn)。

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