道路橋梁工程材料質(zhì)量檢測(cè)優(yōu)化思考

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【摘要】道路橋梁工程的抗環(huán)境腐蝕作用日益受到建筑行業(yè)的重視，而其從本質(zhì)上而言是由工程材料質(zhì)量決定的。當(dāng)前質(zhì)量檢測(cè)的重心更多傾向于材料的強(qiáng)度檢測(cè)，而在其耐久性方面則有所欠缺，有鑒于此，本文討論了道路橋梁工程材料質(zhì)量檢測(cè)的重要性。

【關(guān)鍵詞】道路橋梁工程；材料質(zhì)量檢測(cè)；抗腐蝕性；耐久性；優(yōu)化策略

引言

道路橋梁工程建設(shè)完成后，在長期的使用過程中，各類外部因素會(huì)對(duì)其使用性能及使用壽命造成影響。這就對(duì)其抗腐蝕性能提出了較高要求，現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與相關(guān)施工規(guī)范，更多關(guān)注的是工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及其荷載能力，側(cè)重于其安全性與適用性，而對(duì)其在建成投入使用后的各類因素造成的性能及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下視不足。尤其是環(huán)境因素在長期使用過程中造成材料性能的降低，進(jìn)而造成混凝土結(jié)構(gòu)性能下降是造成工程整體使用功能性減弱的主要原因。這就對(duì)原材料的質(zhì)量提出了更高要求，高質(zhì)量的原材料在環(huán)境作用下可以較長年限的保證其使用性能，保障其構(gòu)造的混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，增強(qiáng)道路橋梁工程的抗腐蝕性能。

1道路橋梁工程抗腐蝕性能

道路橋梁工程的抗腐蝕性能主要由混凝土結(jié)構(gòu)承擔(dān)，環(huán)境作用對(duì)于混凝土的腐蝕首先在表層進(jìn)行，損傷其截面或是表面混凝土材料強(qiáng)度性能，進(jìn)而損傷內(nèi)部結(jié)構(gòu)，造成鋼筋銹蝕等，劣質(zhì)混凝土材料的存在會(huì)加速這個(gè)過程，尤其是和易性差的材料組成的混凝土，其密實(shí)度不足，使環(huán)境作用等外部因素可以乘隙而入，而有害物質(zhì)如氯離子等含量超標(biāo)，也會(huì)加速混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕。道路橋梁工程抗腐蝕性能不足，一方面導(dǎo)致維修保養(yǎng)的成本增加，另一方面也會(huì)很大程度上降低工程的使用壽命，縮短重復(fù)建設(shè)周期，造成資源浪費(fèi)。

2道路橋梁工程材料檢測(cè)的重要性

2.1水泥對(duì)混凝土性能的影響

水泥是混凝土的主要構(gòu)成材料，其質(zhì)量直接決定了混凝土材料的性能。水泥的水化熱是混凝土結(jié)構(gòu)成型過程中形成結(jié)構(gòu)裂縫的主要原因，劣質(zhì)的水泥不僅強(qiáng)度性能較差，而且其與其它配料的相容性差，形成較大的混凝土結(jié)構(gòu)缺陷，在后續(xù)使用中，環(huán)境對(duì)其侵蝕作用更為明顯，結(jié)構(gòu)上的裂縫為外部因素提供了入侵通道。

2.2骨料對(duì)混凝土性能的影響

骨料作為混凝土強(qiáng)度結(jié)構(gòu)及耐久性構(gòu)造的重要材料，其泥沙含量、堅(jiān)固性、化學(xué)物質(zhì)含量、級(jí)配、抗壓強(qiáng)度、吸水性等都對(duì)混凝土性能產(chǎn)生重要的影響。骨料中的粗集料在吸水后其強(qiáng)度和性能會(huì)存在一定程度的變化，不合適的骨料類型會(huì)降低骨料抗壓強(qiáng)度，形成混凝土內(nèi)部細(xì)微裂縫，在長期使用過程中發(fā)展為大裂縫，降低混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。未清理干凈的骨料使用過程中，如果有害物質(zhì)超標(biāo)，會(huì)對(duì)混凝土組成材料之間的物理化學(xué)作用造成不利影響，使的配比出現(xiàn)錯(cuò)誤，降低混凝土質(zhì)量水平。

2.3外加劑對(duì)混凝土性能的影響

化學(xué)外加劑是提升混凝土性能的重要物質(zhì)。如減水劑等，可以很大程度上降低混凝土澆筑、成型過程中的水化放熱，對(duì)溫度裂縫的形成起到良好的抑制作用；阻銹劑則可以對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)的銹蝕起到保護(hù)作用，引氣劑、混凝劑、膨脹劑等都可以一定程度上改善混凝土的性能，提升其環(huán)境耐受力。但是，各種外加劑中的化學(xué)成分之間也會(huì)存在有沖突情況，如果不進(jìn)行兼容性測(cè)定，外加劑的添加可能起到相反的作用，同時(shí)外加劑中的氯離子含量如果不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)導(dǎo)致混凝土耐久性的下降。

2.4摻合料對(duì)混凝土性能的影響

以摻粉煤灰為例說明摻混合料對(duì)混凝土性能的影響。在拌制混凝土過程中加入粉煤灰，對(duì)混凝土膠結(jié)材級(jí)配能夠起到較好的改良作用，因?yàn)榛炷恋墓羌苡纱旨?xì)集料構(gòu)成，其物理結(jié)構(gòu)中存在空隙，水泥顆粒則填充在這些縫隙中，因?yàn)樗囝w粒仍舊呈現(xiàn)不規(guī)則狀態(tài)，其組成的結(jié)構(gòu)中仍舊留有較小的空隙，而粉煤灰的粒徑更小，摻入后可以進(jìn)一步填充這些縫隙，由此可以對(duì)混凝土體系的顆粒級(jí)配起到很好的優(yōu)化效果。該過程釋放原有該空隙中的水，提升混凝土體系自由水含量，從而提高混凝土和易性。從另一個(gè)角度而言，粉煤灰的使用降低了水泥用量，對(duì)水化熱的產(chǎn)生起到一定程度上的抑制作用，同時(shí)其可以延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間，使得放熱的過程更為緩慢，避免了急劇溫度變化導(dǎo)致的劇烈形變，對(duì)混泥土裂縫尤其是大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生起到良好的制約作用。除此之外，空隙的減少提升混凝土的密實(shí)度，減少混凝土膨脹并對(duì)水化反應(yīng)起到促進(jìn)作用，由此提升混凝土抗?jié)B性能、抗腐蝕性能以及耐久性?？偠灾?，材料是混凝土質(zhì)量的基本保證，也是其耐久性和抗腐蝕能力的基礎(chǔ)性能保障，優(yōu)質(zhì)的材料才能保障混凝土的性能，進(jìn)而保障道路橋梁工程的質(zhì)量，進(jìn)行材料檢測(cè)的重要性不言而喻。目前而言，因?yàn)椴牧腺|(zhì)量的檢測(cè)更為偏向于荷載強(qiáng)度性能的保障，而一定程度上忽視了材料耐久性方面的檢測(cè)，實(shí)質(zhì)上，這兩者之間并沒有嚴(yán)格的沖突。下文將在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)上，提出強(qiáng)化材料耐久性能檢測(cè)的優(yōu)化策略。

3道路橋梁工程質(zhì)量檢測(cè)的優(yōu)化策略

3.1水泥質(zhì)量檢測(cè)優(yōu)化策略

所用水泥質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥（強(qiáng)度≥42.5級(jí)）。為保證其耐久性，立窯水泥是不允許選用的，同時(shí)要選用緩凝、低水化熱及適度C3A含量的水泥，檢測(cè)中，水泥中C3A含量滿足在6~12%之間的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于環(huán)境作用等級(jí)為D、E、F，水泥中C3A含量不宜超過8%；所用水泥的氯離子含量應(yīng)低于0.06%，總堿量應(yīng)低于0.6%。

3.2集料質(zhì)量檢測(cè)優(yōu)化策略

集料檢測(cè)時(shí)除應(yīng)符合現(xiàn)行國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的一般技術(shù)要求。必須對(duì)堿集料的潛在活性進(jìn)行檢測(cè)，要求活性集料不會(huì)產(chǎn)生堿和集料堿的化學(xué)反應(yīng)；粗集料含泥量在0.7%以下，泥塊含量在0.25%以下；細(xì)集料含泥量不超過1.0%，泥塊含量則應(yīng)不超過0.5%。堅(jiān)固性試驗(yàn)結(jié)果質(zhì)量損失應(yīng)小于10%（粗集料）和5%（細(xì)集料）。細(xì)集料一般選用優(yōu)質(zhì)河砂，云母檢測(cè)含量在2%以下，細(xì)度模數(shù)（Mx）分為：粗砂Mx=3.7~3.1，中砂Mx=3.0~2.3，細(xì)砂Mx=2.2~1.6；在混凝土配制時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮砂的細(xì)度模數(shù)和級(jí)配情況，不得使用細(xì)砂，顆粒級(jí)配應(yīng)滿足Ⅱ區(qū)級(jí)配要求；粗集料檢測(cè)：①要求達(dá)到級(jí)配要求，因通常采用碎石即卵石等，應(yīng)對(duì)其壓碎指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，要求在10%以下，針片狀顆粒所占比例應(yīng)小于7%；②要進(jìn)行有害物質(zhì)檢測(cè)，硫化物含量要求在0.5%以下；③堆積密度要求在1500kg/m3以上，致密性石子則要求在1600kg/m3以上；④粒徑的檢測(cè)，最大粒徑小于1/4結(jié)構(gòu)物最小尺寸，同時(shí)應(yīng)小于結(jié)構(gòu)鋼筋最小凈距的3/4及保護(hù)層2/3，耐久性混凝土的粗集料最大粒徑還不應(yīng)超過25mm；⑤按照《公路工程巖石試驗(yàn)規(guī)程》檢測(cè)粗集料來源巖體抗壓強(qiáng)度，其強(qiáng)度應(yīng)在混凝土強(qiáng)度的兩倍以上。

3.3外加劑質(zhì)量檢測(cè)優(yōu)化策略

所采用的化學(xué)外加劑，要由相關(guān)部門依據(jù)《混凝土外加劑》相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格檢驗(yàn)并出具合格證，使用前復(fù)驗(yàn)效果，使用時(shí)應(yīng)符合產(chǎn)品說明及《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》。結(jié)合化學(xué)外加劑自身特點(diǎn)及使用目的，分析其經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)條件選擇品種后，再依據(jù)具體狀況進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)整摻量，檢驗(yàn)其實(shí)用性能。配制耐久性混凝土所用的化學(xué)外加劑及其使用尚應(yīng)符合如下要求：①各種化學(xué)外加劑應(yīng)具備推薦摻量及相應(yīng)減水率等重要信息的廠家配套相關(guān)說明書。包括主要成分化學(xué)名稱等基本信息，含堿量以及氯離子含量等基本參數(shù)。同時(shí)應(yīng)有注意事項(xiàng)說明，包括超量或欠量使用時(shí)的有害影響、摻和方法和使用說明等；②配制耐久性混凝土所用的外加劑減水率應(yīng)至少達(dá)到20%；③當(dāng)混合使用多類外加劑時(shí)，進(jìn)行相容性檢測(cè)；④氯離子含量檢測(cè)中需滿足混凝土中膠凝材料總重的0.01%以下的技術(shù)要求。

3.4拌合物質(zhì)量檢測(cè)優(yōu)化策略

混凝土拌合物中總堿量及氯離子總量在質(zhì)量檢測(cè)中應(yīng)予以嚴(yán)格控制。總堿量一般應(yīng)在3.0kg/m3以下；其中的水溶氯離子總量，潮濕或半潮濕環(huán)境條件下，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)在膠凝材料重量的0.2%以下；干燥條件下檢測(cè)結(jié)果則應(yīng)在0.3%以下；其他氯鹽環(huán)境下，如海水、除冰鹽等，則應(yīng)在0.1%以下；預(yù)應(yīng)力混凝土檢測(cè)要求需要更高，應(yīng)達(dá)至0.06%以下的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。此外，混凝土強(qiáng)度評(píng)定驗(yàn)收應(yīng)分批進(jìn)行，同一驗(yàn)收批的混凝土應(yīng)由強(qiáng)度等級(jí)相同、配合比和生產(chǎn)工藝基本相同的混凝土組成，對(duì)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜按分項(xiàng)工程劃分；對(duì)于有抗氯子滲透要求的混凝土，則應(yīng)在現(xiàn)場制作成型混凝土試件，委托有資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)抗氯離子滲透指標(biāo)，以評(píng)價(jià)混凝土的耐久性指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求。

4結(jié)束語

道路橋梁工程是城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在人們的工作生活中發(fā)揮著重要的作用，其在長期使用中的安全性必須得到充分的保障。因此，其抗環(huán)境腐蝕能力及耐久性需要建設(shè)者予以足夠的重視，要做好相關(guān)工作，就要從源頭上的材料質(zhì)量做起，注重材料質(zhì)量性能的檢測(cè)，在傳統(tǒng)材料強(qiáng)度性能的要求上，增加對(duì)材料耐久性能的關(guān)注度，并采取有效措施，從而在不斷的實(shí)踐工作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)方法，提高道路橋梁工程較長時(shí)間周期內(nèi)的使用性能。

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作者：謝信友 單位：廈門合誠工程檢測(cè)有限公司