姚宇飛 譚 戀
華新混凝土(武漢)有限公司 湖北 武漢 430080
預拌混凝土行業(yè)數(shù)十年快速發(fā)展,為我國經(jīng)濟社會發(fā)展奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ),然而,高速發(fā)展下的隱憂一直未曾消除。混凝土施工過程中隨意加水、澆筑無序、振搗無章、拆模過早、提前上荷載、養(yǎng)護不足等違規(guī)亂像屢見不鮮?!盎炷临|(zhì)量掌握在農(nóng)民工手里”[1]已然是事實,由此產(chǎn)生的質(zhì)量風險卻讓混凝土生產(chǎn)企業(yè)承擔。
獲得好的混凝土性能,混凝土配制與生產(chǎn)固然重要,澆筑、振搗密實和養(yǎng)護同樣重要[2]。隨著預拌混凝土行業(yè)邁向高質(zhì)量發(fā)展的步伐卻越來越快,針對預拌混凝土施工過程中的種種亂象,行業(yè)呼吁建議組建“懂混凝土”的專業(yè)混凝土施工隊伍,但同時應(yīng)配套建立起專業(yè)化、規(guī)范化、智能化的工地混凝土試驗室。
工地混凝土試驗室負責預拌混凝土施工過程技術(shù)事宜,如施工方案編制、施工前檢查、交貨驗收、輸送、澆筑、振搗、養(yǎng)護、實體質(zhì)量監(jiān)控等工作。工地試驗室可采用智能取樣成型設(shè)備、小型養(yǎng)護設(shè)備、智能檢測設(shè)備等措施減少人員勞動強度,建立完善的試驗室管理制度,保證檢驗結(jié)果準確。本文通過對以上幾個方面對工地混凝土試驗室的建設(shè)要點進行論述,以期為預拌混凝土行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供一些參考。
工地混凝土試驗室應(yīng)根據(jù)標的建筑的設(shè)計要求和施工要求,編制相應(yīng)的混凝土施工方案。工地試驗室應(yīng)評估各類施工施工部位(如墊層、底板、墻柱、樓板、屋面、路面、箱梁)的施工要求(如溫升控制、防滲漏、防裂、抗裂、防輻射等),以確定各類混凝土的共性要求和特性需求。然后與預拌混凝土生產(chǎn)供應(yīng)商做好相應(yīng)的技術(shù)交底(原材料要求、配合比參數(shù)、骨料最大粒徑、工作性能保持時間等),并及時總結(jié)歸檔相應(yīng)的技術(shù)資料,為下一次施工或者下一個項目做技術(shù)儲備。
在每一次施工之前,工地試驗室應(yīng)聯(lián)合其他部門對施工作業(yè)面進行檢查,特別是模板支護檢查、模板密封情況檢查、鋼筋保護層厚度檢查;檢查生產(chǎn)企業(yè)準備情況;惡劣天氣、交通管制情況下應(yīng)急預案準備情況。待準備工作完成后,才能開始預拌混凝土施工。
在預拌混凝土進入施工現(xiàn)場時,工地試驗室應(yīng)及時接收預拌混凝土供應(yīng)商提供的質(zhì)量證明書,首先確認供貨的強度等級與當前施工要求的一致性。在供方、需方和監(jiān)理三方見證的情況下,開展預拌混凝土交貨驗收工作。交貨驗收主要工作內(nèi)容包括混凝土工作性能檢查、混凝土試塊成型及其他必要的混凝土性能檢測。為保證供應(yīng)混凝土的質(zhì)量,試驗室可以采用“單位用水量測定儀”等設(shè)備定期抽查混凝土拌合物的含氣量、含水量,繼而估算進場混凝土的配合比,比對其與供方提供的配合比誤差情況。在未來,試驗室可以采用“微波法”等先進的測量方法,對進場混凝土進行逐車檢查,監(jiān)控其含水量和表觀密度的變化[3],通過信息化管理系統(tǒng),實時計算進場混凝土配合比,比對誤差情況,進而可以實時監(jiān)控預拌混凝土供應(yīng)質(zhì)量。
混凝土試塊成型是交貨驗收過程中勞動量最大、耗時較長的部分,而混凝土試塊成型質(zhì)量直接影響混凝土強度的評定。試驗室可以采用小型化、智能化的移動型混凝土取樣成型設(shè)備,這類設(shè)備應(yīng)能夠?qū)崟r記錄交貨驗收取樣信息(取樣編號、強度等級、工程部位、取樣時間、天氣情況、拌合物性能等),并實時上傳至試驗室信息管理系統(tǒng),建立混凝土取樣臺賬。采用智能化取樣設(shè)備,能減輕人員勞動強度,亦能減少惡劣(夜晚、嚴寒、大雨等)工況下人工取樣可能帶來的生產(chǎn)安全風險,混凝土取樣選擇更加靈活,也更具代表性,同時混凝土成型質(zhì)量也更有保證。
在常規(guī)混凝土施工過程中,除底板等大體積混凝土會使用溜槽、溜管等方式輸送至澆筑面外,多數(shù)預拌混凝土采用泵送方式進行施工。工地試驗室應(yīng)參與混凝土泵管方案的設(shè)計和安裝,并根據(jù)施工中可能出現(xiàn)泵送難點,優(yōu)化混凝土性能要求。在施工前,試驗室應(yīng)重點檢查泵管的清潔程度、密封程度及厚度,如有異常,應(yīng)及時處理。在交貨驗收時,根據(jù)混凝土拌合物性能檢測結(jié)果,判斷混凝土的可泵性和易泵性。對于經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)整后使用的混凝土,應(yīng)及時與相關(guān)人員進行施工交底,全程跟蹤施工過程,確保施工質(zhì)量。對于高強/超高強混凝土和超高層混凝土泵送,應(yīng)全程監(jiān)控其泵送過程,特別是其泵送損失情況,以便及時調(diào)整混凝土相關(guān)性能。
在施工過程中,應(yīng)嚴格按照施工工序進行澆筑,如在墻柱與樓板澆筑轉(zhuǎn)換的過程中,應(yīng)注意混凝土強度等級的變化,避免出現(xiàn)混凝土澆筑出錯的情況。在澆筑作業(yè)面,應(yīng)及時進行混凝土拌合物性能檢測和成型相應(yīng)的混凝土試塊,以此評估混凝土泵送前后性能變化情況、拆模時間的確定及同條件試塊強度。混凝土泵送過程中,由于空氣進入、泵壓下氣泡聚并等原因,混凝土的含氣量增加[4]。因此,澆筑后及時振搗是使混凝土再密實化,保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要措施。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)特點,選擇合適的振搗設(shè)備或者振搗方式。例如,在樓板振搗時,由于板面厚度很?。ㄒ话阍?00mm左右),可將插入式振搗棒平躺振搗,擴大振搗面積,提高效率,而不是直接插入,進而對模板密封程度和鋼筋保護層造成影響。試驗室應(yīng)對混凝土振搗情況進行評估,避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)漏振、欠振、過振的情況。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,可以通過讓工人身著可穿戴式設(shè)備與振搗設(shè)備連接,繼而對混凝土振搗情況進行可視化監(jiān)控[5]。相關(guān)混凝土振搗情況可以導入試驗室信息管理系統(tǒng),方便后期質(zhì)量追溯?;炷翝仓駬v完成后,應(yīng)及時收面、抹面,覆蓋薄膜,開始養(yǎng)護。
澆筑施工完成后,及時進行養(yǎng)護是混凝土結(jié)構(gòu)獲得良好的力學性能及耐久性能的必要條件?,F(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)在澆筑、振搗、收面、拆模前后等全過程中采取混凝土養(yǎng)護措施,一般而言,重點養(yǎng)護過程是在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、振搗之后。按照一般施工程序,預拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)在澆筑完成后,其派駐人員基本撤場,后續(xù)混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護工作應(yīng)由施工方承擔。然而施工方由于人員、成本、施工進度等種種原因,混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護工作未能有效落實,導致各類質(zhì)量糾紛、事故屢屢出現(xiàn),與生產(chǎn)企業(yè)相互扯皮不清。
建立專業(yè)化的工地混凝土試驗室,重點工作就是制定混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護制度,并監(jiān)督落實。工地試驗室應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)類型及特點(墻、柱、板等)、混凝土性能需求、施工環(huán)境條件(冬季、夏季、大風等)、混凝土材料組成,確定混凝土養(yǎng)護工藝,并做好各項準備工作。對于大體積混凝土、冬季施工混凝土、大風天氣下失水較快的結(jié)構(gòu),試驗室應(yīng)專門擬定專門的養(yǎng)護技術(shù)方案,并跟蹤落實。試驗室應(yīng)對不同養(yǎng)護時期(初期(澆筑開始到初凝)、中期(初凝到終凝)、后期(終凝之后))、不同養(yǎng)護措施(噴淋/霧、蓄水、蓋布/被)、不同養(yǎng)護材料(養(yǎng)護液、塑料薄膜、節(jié)水保濕養(yǎng)護膜等)的養(yǎng)護效果進行評估,形成相應(yīng)的養(yǎng)護措施,并且與工程施工進度等相匹配,保證混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護工作切實有效。試驗室在每次混凝土施工后,應(yīng)及時填寫?zhàn)B護開始/結(jié)束時間,采用的養(yǎng)護措施和養(yǎng)護材料,養(yǎng)護效果評價等資料,形成混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護日志。
在混凝土澆筑施工結(jié)束后,成型的混凝土試塊應(yīng)及時進行拆模,并根據(jù)試驗?zāi)康姆謩e進行標準養(yǎng)護、拆模養(yǎng)護、同條件養(yǎng)護,養(yǎng)護至規(guī)定齡期時,及時進行破型試驗,并建立混凝土強度臺賬。根據(jù)拆模強度評估模板拆除時間及跟進的養(yǎng)護措施。根據(jù)標準養(yǎng)護的試塊強度與同條件養(yǎng)護的差別,初步評估實體結(jié)構(gòu)質(zhì)量風險水平。試驗室宜準備普通回彈儀(早齡期混凝土、低標號混凝土)和高強回彈儀(長齡期混凝土、高標號混凝土),定期回彈實體結(jié)構(gòu)強度,并建立混凝土回彈強度臺賬,分析評估結(jié)構(gòu)質(zhì)量風險程度。試驗室應(yīng)定期檢查和記錄結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量和質(zhì)量缺陷情況,如有外觀異常及時進行處理。試驗室應(yīng)為混凝土實體結(jié)構(gòu)驗收提供必要的技術(shù)支持及相應(yīng)的施工資料。
工地試驗室以服務(wù)施工建設(shè)為主,工地混凝土試驗室主要任務(wù)是檢測預拌混凝土相關(guān)性能、監(jiān)督混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護。工地混凝土試驗室是保證混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的核心機構(gòu),可以實時了解混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量情況,應(yīng)持續(xù)性地加強建設(shè)與管理。因此,工地混凝土試驗室的功能室主要包括混凝土成型室、靜養(yǎng)室、標準養(yǎng)護室、力學性能檢測室等,在條件允許的條件下,可以設(shè)置一定面積的同條件養(yǎng)護區(qū)。試驗室區(qū)域應(yīng)相對獨立,宜靠近施工位置,地面進行相應(yīng)的硬化處理;試驗室功能分區(qū)應(yīng)合理布置,干濕分離,方便試驗操作。
根據(jù)施工總量等實際情況,合理選擇試驗室設(shè)備,應(yīng)符合小型化、智能化、移動化、高可靠的特點。例如,混凝土標養(yǎng)室的面積一般小于預拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)的,相應(yīng)的養(yǎng)護設(shè)備可拆卸易安裝?;炷翂毫C宜為一體化形式,宜安裝移動裝置,方便轉(zhuǎn)移。試驗設(shè)備應(yīng)定期檢定校準,使用和維護應(yīng)有記錄。試驗區(qū)域環(huán)境應(yīng)按相應(yīng)規(guī)范要求進行控制,定時檢查和記錄,例如混凝土成型室溫度應(yīng)控制在20℃±5℃之間,濕度控制在50%RH以上。
工地混凝土試驗室定期對預拌混凝土供應(yīng)商進行檢查,評估其質(zhì)量管理體系運行情況,并就施工遇到的問題進行技術(shù)交底,溝通后續(xù)混凝土施工采取的質(zhì)量措施。試驗室應(yīng)定期統(tǒng)計分析交貨驗收混凝土的拌合物性能、試塊強度等,編制混凝土強度評定報告,以此評估混凝土生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)控制水平,作為供應(yīng)商評價的依據(jù)。建筑企業(yè)應(yīng)積極采信試驗室的檢測結(jié)果,以此評估結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量情況,避免第三方檢測結(jié)果滯后、失真等情況造成的不利影響。
工地混凝土試驗室應(yīng)建立完善的資料管理制度,試驗室管理體系文件、人員檔案、試驗設(shè)備運行記錄、交貨驗收臺賬、(澆筑、振搗、養(yǎng)護)施工日志、實體結(jié)構(gòu)回彈記錄、實體結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢查表、供應(yīng)商技術(shù)文件(混凝土質(zhì)量保證書、定期質(zhì)量檢查記錄、供應(yīng)商評價表等)等資料應(yīng)分類進行歸檔。試驗室應(yīng)使用信息化管理手段,使相關(guān)資料形成電子文檔,便于長期保存。在未來,試驗室資料管理體系可以與混凝土生產(chǎn)企業(yè)的資料管理體系相互對應(yīng),建立混凝土從原材料→結(jié)構(gòu)全過程質(zhì)量可追溯體系,而相關(guān)數(shù)據(jù)可以作為BIM系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù),為建筑后續(xù)的樓宇智能管理和未來建筑設(shè)計提供技術(shù)支撐。
在“雙碳”戰(zhàn)略背景下,混凝土擁有“吃渣吞廢”的性能,蘊含著巨大的節(jié)能減排即低碳的潛力。“低碳混凝土”可以充分發(fā)揮混凝土材料在工程建設(shè)領(lǐng)域中低碳和減碳的作用,有效消納工業(yè)固廢與建筑垃圾,推動各行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展[6]。因此,當前建筑施工中宜優(yōu)先選擇綠色建材產(chǎn)品,而預拌混凝土是很好的“負碳”產(chǎn)品,工地混凝土試驗室應(yīng)加強對低碳混凝土的評估,為建筑企業(yè)碳資產(chǎn)管理奠定基礎(chǔ)。
推進結(jié)構(gòu)裝飾一體化施工,減少二次施工的數(shù)量;在泵送施工過程中,使用電力驅(qū)動的泵送設(shè)備;施工過程中產(chǎn)生的廢渣、廢漿、廢水等,試驗室產(chǎn)生廢棄試塊等,采用合理措施(回填、制作路緣石、透水路面、擋土設(shè)施等)處理,減少外運處理或排放;加強雨水、污水回收處理,用于混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護等;嚴格認真施工,保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量,以減少后期結(jié)構(gòu)運行和維護成本,以上等等,均是減少建筑物碳足跡的有效措施。預拌混凝土從拌合物→實體結(jié)構(gòu)的過程中,碳排放和碳匯集的途徑和變化情況,工地混凝土試驗室應(yīng)實時收集、計算和分析,形成清晰明了的碳足跡報告,為建筑企業(yè)的碳資產(chǎn)核算及后續(xù)的碳權(quán)交易提供有力的支撐。
上道工序?qū)ο碌拦ば蜇撠?,混凝土施工質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物的安全和使用功能。建立預拌混凝土施工專業(yè)隊伍,并配套建立專業(yè)化智能化的工地混凝土試驗室,是行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的時代要求。
(1)工地混凝土試驗室應(yīng)根據(jù)建筑設(shè)計要求和施工方案,細化混凝土性能要求和注意事項。在每次施工前做好檢查和準備工作。
(2)交貨驗收是對預拌混凝土供需雙方的權(quán)利與義務(wù)的共同約束,應(yīng)嚴格執(zhí)行;交貨驗收的內(nèi)容根據(jù)實際施工情況進行確定。試驗室應(yīng)積極采用智能化先進的試驗設(shè)備,提高試驗結(jié)果的可靠性。
(3)試驗室應(yīng)對預拌混凝土輸送、澆筑、振搗、收面、養(yǎng)護、實體結(jié)構(gòu)等全過程進行監(jiān)控,建立質(zhì)量可追溯體系,保證實體結(jié)構(gòu)實時受控。
(4)試驗室應(yīng)建立完善的質(zhì)量管理體系,使相應(yīng)的資料數(shù)據(jù)化,為后續(xù)后續(xù)樓宇智能化管理和未來建筑設(shè)計提供底層數(shù)據(jù)支撐。
(5)“雙碳”背景下,作為綠色建筑的基礎(chǔ),綠色建材受到越來越多的關(guān)注,綠色低碳混凝土是其中的核心。工地混凝土試驗室將在建筑企業(yè)的碳資產(chǎn)管理方面發(fā)揮著重要作用。