預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管原材料質(zhì)量控制

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管原材料質(zhì)量控制

【Summary】：本文結(jié)合PCCP生產(chǎn)、供應(yīng)的實(shí)際，對(duì)影響管道混凝土質(zhì)量的因素進(jìn)行了一些探索，對(duì)原材料質(zhì)量控制提出了一些看法，供管道生產(chǎn)、控制人員參考。【Keys】：預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管；原材料；質(zhì)量控制引言目前，大、中型的引水項(xiàng)目很多，有國家的南水北調(diào)工程，省級(jí)遼寧省的大伙房水庫輸水工程、內(nèi)蒙古自治區(qū)的引綽濟(jì)遼工程和即將建設(shè)的西部供水工程等。都需要大量的管材，如何保證管材產(chǎn)品的質(zhì)量很重要。1.預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管原材料的技術(shù)要求原材料的質(zhì)量直接影響PCCP管的產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)此監(jiān)理部對(duì)原材料的質(zhì)量控制，設(shè)置了專項(xiàng)的材料監(jiān)理工程師。制定材料監(jiān)理工程師職責(zé)。依據(jù)《水利工程建設(shè)項(xiàng)目施工監(jiān)理規(guī)范》SL288－2003，《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》SL352－2006及設(shè)計(jì)文件、技術(shù)要求。編制《材料檢驗(yàn)監(jiān)理實(shí)施細(xì)則》。對(duì)原材料采購與供應(yīng)質(zhì)量做到提前控制，對(duì)工程所需的水泥、砂子、骨料，鋼筋、鋼構(gòu)件、工程設(shè)備、外加劑等按合同條款要求，進(jìn)行檢查和驗(yàn)收。對(duì)原材料來源發(fā)生改變時(shí)，監(jiān)理工程師應(yīng)及時(shí)督促承包人進(jìn)行重新檢驗(yàn)。查驗(yàn)每一批材料的發(fā)貨單、計(jì)量單、材料合格證書、化驗(yàn)單等其他有關(guān)證件，并將這些證件的復(fù)印件存入監(jiān)理檔案。要求承包人按合同要求，按規(guī)范要求分批次進(jìn)行檢驗(yàn)復(fù)核，同時(shí)監(jiān)理人按比例抽樣檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格的材料方可驗(yàn)收入庫。對(duì)于檢驗(yàn)不合格的材料。嚴(yán)格按要求禁止使用，并責(zé)令承包人限期運(yùn)離現(xiàn)場(chǎng)。2.預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管原材料質(zhì)量控制2.1水泥在我國PCCP國家標(biāo)準(zhǔn)（報(bào)批稿）中規(guī)定，制管用水泥應(yīng)采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，水泥性能應(yīng)分別符合GB175、GB748及GB1344的規(guī)定。采用活性摻合材料作為水泥的替代物時(shí)，水泥強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于42.5MPa。而美國的波特蘭水泥，就一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)ASTMC150，與我國的硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)基本相對(duì)應(yīng)，在使用時(shí)都允許在水泥熟料中摻合一定的混合材料。AWWAC301中規(guī)定，PCCP的生產(chǎn)可采用其標(biāo)準(zhǔn)中的Ⅰ型或Ⅱ型水泥，其中Ⅱ型水泥主要用于有弱硫酸鹽侵蝕的環(huán)境中。為了與美國標(biāo)準(zhǔn)一致，要求水泥堿含量不大于0.6，％C3A（3CaO·AL2O3）含量不大于8％。要求水泥堿含量不大于0.6％，主要目的是防止管道混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng)，國內(nèi)一般規(guī)定堿含量小于0.6％的水泥為低堿水泥。堿骨料反應(yīng)種類堿骨料品種不同包括堿碳酸鹽反應(yīng)和堿硅酸鹽反應(yīng)兩大類。要求水泥C3A（3CaO·AL2O3）含量不大于8％，作者認(rèn)為是出于對(duì)抑制收縮的考慮，因混凝土的收縮會(huì)降低管道混凝土的預(yù)應(yīng)力，從而降低管道承載力和耐久性。水泥石的減縮機(jī)理有：水泥顆粒的完全濕潤，吸附空氣自其表面排出；由于顆粒表面的濕潤及內(nèi)部孔隙吸附水分，使薄膜水中的定向分子排列得更加緊密；水化產(chǎn)物密度增大，實(shí)體體積減小。如C3A+6H2O→C3AH6實(shí)體體積減縮約23.79％。對(duì)于硅酸鹽水泥，100g水泥的最大減縮值為7～9cm3，28d齡期時(shí)為水泥石體積的5％～8％。影響減縮的因素很多，減縮因礦物成分不同而異，C3A的減縮最大，其次為C4AF、C3S、C2S；此外，隨水泥活性、細(xì)度及水灰比的增加。減縮也將增大。2.2砂石骨料2.2.1骨料粒徑建筑工程通常要求粗骨料的最大粒徑不超過鋼筋最小間距的1/3，以避免骨料過大卡在鋼筋之間無法振搗密實(shí)。生產(chǎn)PCCP管芯可根據(jù)具體的管道壁厚按上述要求確定最大粒徑。對(duì)于直徑為4000mm的PCCP來說，鋼筒與內(nèi)模之間的距離較大，混凝土用的粗骨料應(yīng)采用質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級(jí)配良好的人工碎石或卵石。粗骨料質(zhì)量要求應(yīng)符合GB/T14685的規(guī)定，比重不得小于2.6，泥含量不得大于0.5％，粗骨料應(yīng)采用連續(xù)級(jí)配，最大粒徑不超過30mm。混凝土和砂漿所用的細(xì)骨料應(yīng)采用質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級(jí)配良好的天然砂或人工砂。管芯混凝土用砂宜采用細(xì)度模數(shù)Mx為3.2～2.3的中粗砂；水泥砂漿保護(hù)層用砂宜采用細(xì)度模數(shù)Mx為2.2～1.6的細(xì)砂；砂的質(zhì)量要求應(yīng)符合GB/T14684的規(guī)定，比重不得小于2.6，泥含量不得大于2％。2.2.2骨料活性粗細(xì)骨料在滿足GB/T14684、GB/T14685規(guī)范要求下，同時(shí)要滿足堿活性要求。這一規(guī)定同樣是為了防止管道混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng)。采用低堿水泥或采用非堿活性骨料均是防止混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng)的有效措施。由于我國北京地區(qū)大部分骨料具有活性或潛在堿活性，因此在使用這些骨料時(shí)，必須經(jīng)過專門試驗(yàn)和論證，并采取相應(yīng)的抑制措施。在南水北調(diào)中線工程標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)防混凝土工程堿骨料反應(yīng)技術(shù)條例（試行）》中規(guī)定，PCCP混凝土中堿含量不大于2.5kg/m3，對(duì)于水泥用量大的混凝土控制堿骨料反應(yīng)的有效方法，就是選用堿含量不大于0.6％的水泥并適當(dāng)使用摻和料（如粉煤灰、礦渣粉、硅灰等）?；炷林锌偤瑝A量是水泥、外加劑及摻和料（如粉煤灰、礦渣粉、硅灰等）中含堿量的總和。只有經(jīng)實(shí)際配合比試配，并按有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)合格后方可使用。2.3粉煤灰可用粉煤灰取代部分水泥拌制管芯用混凝土。粉煤灰取代水泥應(yīng)不超過水泥用量的20%，粉煤灰的品質(zhì)應(yīng)符合GB1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)不低于Ⅱ級(jí)粉煤灰的要求。

2.4水拌和混凝土和砂漿用水，應(yīng)符合JGJ63《混凝土拌和用水》的要求。

2.5外加劑根據(jù)不同品種水泥和管芯成型方法的不同，經(jīng)試驗(yàn)選用合適的外加劑，但所加的外加劑不得對(duì)管材或水質(zhì)產(chǎn)生有害影響，其品質(zhì)應(yīng)符合GB8076《混凝土外加劑》的要求。

2.6鋼板（1）鋼筒用薄鋼板在PCCP事故統(tǒng)計(jì)中，由于鋼板質(zhì)量出問題的概率很低，從機(jī)械性能的角度，冷軋板與熱軋板都能滿足生產(chǎn)要求，但PCCP用薄鋼板最好使用熱軋板，熱軋板表面無油，有利于與水泥砂漿或混凝土粘結(jié)，而且由于承插口鋼板為熱軋板，薄鋼板采用熱軋板時(shí)與承插口鋼板的焊接質(zhì)量容易控制。冷軋板在使用前需增加表面除油工序，以保證鋼板與混凝土的粘接。在鋼板的質(zhì)量控制中，特別要注意檢查鋼板的最小屈服強(qiáng)度和斷裂伸長率。（2）承插口用鋼板承插口鋼板是PCCP中影響接頭質(zhì)量的重要原材料。承插口型鋼除了必須滿足GB/T699、GB/T700、GB3274的規(guī)定外，鋼材的最小屈服強(qiáng)度應(yīng)不小于207MPa，50mm標(biāo)距內(nèi)的最小伸長率應(yīng)為20％。承插口型鋼上的凹槽尺寸是根據(jù)膠圈的填充量嚴(yán)格計(jì)算出來的，是決定今后PCCP接頭是否漏水的關(guān)鍵尺寸。該尺寸正偏差過大，膠圈不能充分填充，接頭可能漏水；負(fù)偏差過大則可將膠圈擠出凹槽，造成安裝困難。承插口工作面的公差配合、承插口工作面的細(xì)部尺寸和膠圈一起影響著管道的偏轉(zhuǎn)角度，都是影響管線安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一，因此，承插口工作面的公差配合、承插口工作面的細(xì)部尺寸必須和膠圈的尺寸一起進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)，經(jīng)過試驗(yàn)最終確定。2.7預(yù)應(yīng)力鋼絲預(yù)應(yīng)力鋼絲應(yīng)符合GBT5223《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲》標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。待使用的鋼絲，質(zhì)檢部門在核實(shí)鋼絲生產(chǎn)廠家“質(zhì)量合格證”的前提下，需做如下檢驗(yàn)或試驗(yàn)：從每批鋼絲中取樣做國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗拉、伸長率、反復(fù)彎曲的力學(xué)性能試驗(yàn)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)：從每批鋼絲中取樣作扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，試樣標(biāo)距250mm時(shí)的扭轉(zhuǎn)次數(shù)，對(duì)Φ5mm不能少于8次，Φ6mm～Φ7mm不能少于6次。達(dá)到規(guī)定扭轉(zhuǎn)次數(shù)后，檢查無徑向、螺旋向裂縫為合格；扭轉(zhuǎn)斷裂后的斷口應(yīng)平整，無撕裂并檢查無徑向、螺旋向裂縫。

2.8橡膠圈管子接頭用橡膠圈的直徑和環(huán)內(nèi)徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。性能、質(zhì)量要求及試驗(yàn)方法應(yīng)分別符合JC/T747《預(yù)應(yīng)力與自應(yīng)力鋼筋混凝土管用橡膠密封圈》及JC/T748《預(yù)應(yīng)力與自應(yīng)力鋼筋混凝土管用橡膠密封圈試驗(yàn)方法》的規(guī)定。每個(gè)膠圈上的拼接點(diǎn)數(shù)應(yīng)不大于兩個(gè)，且拼接點(diǎn)之間的最小長度應(yīng)不小于600mm，對(duì)帶拼接點(diǎn)的膠圈，每個(gè)拼接點(diǎn)都須進(jìn)行檢驗(yàn)。即將其至少拉伸至原長的2倍，扭轉(zhuǎn)360°，目測(cè)經(jīng)拉長的拼接點(diǎn)，有無剝離、裂縫為合格。

結(jié)語綜上，PCCP原材料質(zhì)