水泥混凝土抗壓試件制作注意事項(xiàng)分析

甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730030

混凝土的制備是根據(jù)混凝土的配合比，把水泥、砂、石、外加劑和水通過攪拌手段使其成為均質(zhì)的混凝土材料。為了提高材料質(zhì)量，在制作水泥混凝土抗壓試塊時(shí)必須測定其抗壓強(qiáng)度，并評價(jià)其強(qiáng)度等級，以此提高工程建筑質(zhì)量。

1 工程概況

在某施工標(biāo)段中，隧洞二次襯砌混凝土澆筑長度為6206.55m，樁號范圍為11+248.67—15+244.00，其中3#隧洞的長度為3995.33m、4#隧洞的長度為1854.22m、5#隧洞的長度為357.00m。3#隧洞與4#隧洞均為三心圓斷面形式，縱坡為1/2000，在變更之后凈斷面的尺寸為1.6m×1.923m。混凝土采用標(biāo)號為C25F50W4的泵送混凝土，其坍落度為180～220mm，抗壓試塊大小為150mm×150mm×150mm。

2 水泥混凝土抗壓試件制作流程

2.1 試模選用

根據(jù)混凝土工程中水泥混凝土實(shí)驗(yàn)的相關(guān)規(guī)定，混凝土抗壓試件采用邊長為150mm的正方體，集料最大粒徑為40mm。在制作試塊前先要檢查試模的尺寸與形狀，試模兩面平行，內(nèi)棱邊尺寸偏差在1mm左右。如果試模的尺寸與形狀不符合要求，意味著試模已經(jīng)變形，這樣的試塊無法真實(shí)體現(xiàn)出混凝土的抗壓強(qiáng)度，應(yīng)該重新選用其他試模。

2.2 試件制作

（1）在正式制作試件前，首先對試模進(jìn)行徹底清理，確保試模清潔，模壁表面不能帶有任何雜物與浮塵；然后對試模進(jìn)行干燥處理，用潤滑油均勻涂抹整個(gè)試模的四周與底部，禁止液體流下來；最后用螺絲將試模擰緊，避免因接縫不嚴(yán)密導(dǎo)致漿體泄漏。

（2）在試模準(zhǔn)備完成后，開始制拌混凝土。根據(jù)適當(dāng)?shù)乃嗷炷僚浜媳确Q取各類材料后進(jìn)行試拌。在人工作業(yè)過程中，應(yīng)注意拌和的順序：①用濕布將鐵板與鐵鏟潤濕；②稱取適量的水泥與砂并在鐵板上拌和均勻，加入石子后再一起拌和均勻；③將拌和物堆在一起，將其中心扒成長槽，將稱好的1/2水倒入長槽進(jìn)行細(xì)致拌和；④將材料按照相同的步驟扒成長槽，把剩余的1/2水倒入長槽再繼續(xù)攪拌，反復(fù)翻拌6次以上[1]。

（3）在全部拌和結(jié)束后，將試件放到振動臺上振動。在振動過程中，盡量將試件放在振動臺的中間位置，使試件各個(gè)位置均可得到充分?jǐn)嚢?。振動時(shí)間由試件大小、形狀與振動能力決定。通常情況下，當(dāng)混凝土外表平整及水泥漿均勻、沒有氣泡冒出時(shí)，說明已經(jīng)振搗密實(shí)，此時(shí)可以停止振動。如果沒有振動臺，而采用人工作業(yè)，在振搗時(shí)應(yīng)將試樣用搗棒分3次裝入試模中，并分層振搗，使振搗點(diǎn)均勻分布，每個(gè)點(diǎn)位的停留時(shí)間禁止過長，否則該點(diǎn)容易出現(xiàn)離析、薄弱層等情況。在振搗底層時(shí)，應(yīng)將搗棒插入底部；在振搗上層時(shí)，應(yīng)將搗棒深入層面下20～30mm的位置。當(dāng)每層混凝土外表平整及水泥漿均勻、無氣泡時(shí)，便可停止振搗。在振搗結(jié)束后，利用鏝刀將混凝土表面抹平，確保試件表面平整，無蜂窩麻面現(xiàn)象，且試件抹面與邊緣處存在小于0.5mm的高低差。

2.3 強(qiáng)度評定

當(dāng)試件數(shù)量超過10組時(shí)，應(yīng)采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方式進(jìn)行強(qiáng)度評定。在該項(xiàng)目中經(jīng)過實(shí)際配置選定如下參數(shù)：水泥用量為348kg/m3，水灰比為0.44每組，水泥、水、砂、碎石、外加劑的實(shí)際配合比為348 ∶153∶848∶1036∶5.57。在施工過程中容易受到季節(jié)、運(yùn)輸距離等因素影響，可適當(dāng)減少減水劑的摻量。根據(jù)當(dāng)日不同時(shí)間段的溫度變化調(diào)整水量，將混凝土坍落度始終控制在180～220mm；現(xiàn)場混凝土拌制配合比可以通過拌和檢驗(yàn)，滿足其耐久性與試配彎拉強(qiáng)度等要求[2]。

3 水泥混凝土抗壓試件制作的注意事項(xiàng)

3.1 混凝土拌和配比

在拌和階段應(yīng)注意調(diào)整配合比，每次攪拌前都應(yīng)檢驗(yàn)拌和計(jì)量控制設(shè)備的工作狀態(tài)，確保能夠按照施工配合比精準(zhǔn)計(jì)量。實(shí)驗(yàn)室可以根據(jù)材料變化情況、拌和料含水量等調(diào)整配合比，保障混凝土的和易性與坍落度，并且做到實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)督。在混凝土運(yùn)輸方面，確保將混凝土在規(guī)定時(shí)間內(nèi)送到目的地，混凝土由拌和機(jī)現(xiàn)場拌制，再裝入小型混凝土罐車后運(yùn)輸至工作面進(jìn)行連續(xù)澆筑，減少和避免離析現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 混凝土澆筑

在混凝土澆筑方面應(yīng)注意操作方法，這對試件質(zhì)量具有直接影響。首先，在模板制作過程中，結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與施工材料、工藝、設(shè)備等，采用最佳模板形式。襯砌臺車等特殊模板設(shè)計(jì)、安裝與質(zhì)量控制應(yīng)按照《液壓滑動模板施工技術(shù)規(guī)范》（GBJ 113—87）的相關(guān)規(guī)定，采用特殊混凝土澆筑方案來完成。在澆筑混凝土前，應(yīng)對地質(zhì)情況、澆筑準(zhǔn)備工作、止水設(shè)施等進(jìn)行全面檢查，確保符合設(shè)計(jì)要求，并做好記錄。拌制好的混凝土由小型混凝土罐車運(yùn)輸至工作面時(shí)，由專業(yè)人員核實(shí)后判斷其坍落度是否符合要求，對于拌和不均、離析、超出運(yùn)輸時(shí)間的物料直接作廢?；炷翝仓扇》謱?、分倉方式，分層厚度應(yīng)小于振搗棒總長度的1.5倍，搗棒應(yīng)深入下層5cm的位置并按照順序前進(jìn)，每次移動距離不超過半徑的1.5倍，堅(jiān)決禁止泄漏問題的發(fā)生，且每棒都要與混凝土面接觸后下沉到位，上方泛漿排氣即可。在運(yùn)用振動設(shè)備時(shí)，各類振動設(shè)備的頻率應(yīng)保持一致，每次振動時(shí)間應(yīng)小于20s，技術(shù)人員通過不同窗口移動輸料管，將其分成不同厚度后勻速前進(jìn)，禁止出現(xiàn)超振現(xiàn)象，避免混凝土翻砂、粗骨料沉降[3]。

3.3 混凝土試件養(yǎng)護(hù)和強(qiáng)度評定

（1）混凝土試件表面質(zhì)量保障。為了防止高速水流引起空蝕，在施工過程中應(yīng)根據(jù)圖紙與監(jiān)理人的要求，對混凝土表面的凹凸情況進(jìn)行有效控制。具體措施如下：隧洞的洞身、進(jìn)出口位置的混凝土表面不平整度應(yīng)控制在3mm以內(nèi)，并將其磨成低于1∶30的斜坡；進(jìn)出口位置的混凝土表面應(yīng)平整光滑，盡量減少與圖紙的理論偏差；對于特殊位置，混凝土表面應(yīng)被磨成低于1∶20的斜坡，或者嚴(yán)格按照圖紙規(guī)定實(shí)施；通常過水混凝土的不平整度應(yīng)控制在6mm以內(nèi)，凸起位置應(yīng)被抹平，成為小于1∶20的斜坡，也可以根據(jù)圖紙規(guī)定來實(shí)施。在低溫季節(jié)進(jìn)行施工時(shí)，特別是嚴(yán)寒地區(qū)，應(yīng)盡量集中施工部位，而且要注重對有保溫要求的混凝土進(jìn)行保溫，避免產(chǎn)生裂縫。另外，要提前準(zhǔn)備好加熱、保溫、防凍等材料，還要做好防火準(zhǔn)備；砂石骨料等應(yīng)在秋冬季節(jié)到來之前清洗完畢，避免冰雪導(dǎo)致骨料凍結(jié)。在澆筑時(shí)，應(yīng)注意控制和調(diào)整混凝土溫度，最大限度地減少波動，確保澆筑溫度均勻；施工所用的保溫模板不但要符合常規(guī)要求，而且要具備較強(qiáng)的保溫性能，全部縫隙孔洞等都要填堵起來，保溫層銜接應(yīng)牢靠緊密。

（2）混凝土試件的養(yǎng)護(hù)。待試件成型后，應(yīng)用濕布將其覆蓋起來，在溫度為20±5℃、濕度超過50%的環(huán)境下放置1～2d，并在確保試件強(qiáng)度與棱角不受破壞的前提下，將試模拆除。拆模完畢后，應(yīng)對試件外觀進(jìn)行檢查，剔除帶有缺陷的試件，一些缺陷較小的試件也可以通過后續(xù)加工將其補(bǔ)平。試件養(yǎng)護(hù)采用自然養(yǎng)護(hù)方式，包括防風(fēng)、防曬、保溫等，一般在試件制作6～12h后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)如下：①在試件表面覆蓋養(yǎng)護(hù)物，如草席、麻袋、砂土等；②定期灑水養(yǎng)護(hù)，使覆蓋物能夠始終處于濕潤狀態(tài)；③根據(jù)水泥品種決定灑水頻率與天數(shù)，對于硅酸鹽水泥、礦渣水泥等拌制的混凝土，其灑水養(yǎng)護(hù)天數(shù)應(yīng)超過7d；對于具有抗?jié)B要求、添加緩凝劑的混凝土，其灑水養(yǎng)護(hù)天數(shù)應(yīng)超過14d。

（3）混凝土試件強(qiáng)度評定。在試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)4周后，需要對其抗壓強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)，以此判斷其強(qiáng)度等級，從而評定混凝土質(zhì)量。在養(yǎng)護(hù)期滿后，將試件取出，對其尺寸、形狀進(jìn)行檢驗(yàn)，相對的兩面要平行，表面傾斜偏差應(yīng)控制在0.5mm以下；對棱邊長度進(jìn)行測量，精確到1mm。若發(fā)現(xiàn)試件上出現(xiàn)麻面等情況，應(yīng)在試驗(yàn)的前三天用濃泥漿進(jìn)行填補(bǔ)，并在報(bào)告中注明。在破型之前，可將試件放置在球座上方，將球座放在壓力機(jī)的中間位置。強(qiáng)度等級低于C30的混凝土，加荷速度設(shè)置為0.3～0.5MPa/s；當(dāng)試件受到破壞逐漸變形時(shí)，無需對試驗(yàn)機(jī)油門進(jìn)行調(diào)整，直接對試件進(jìn)行破壞即可，并記錄破壞極限荷載。根據(jù)以下公式對混凝土試件的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算：

式中：R為混凝土抗壓強(qiáng)度，MPa；P為極限荷載，N；A為受壓面積，mm2。每3個(gè)試件為一組，對平均值進(jìn)行計(jì)算，并將其作為測定值。如果任一測定值與中值的差值大于中值的15%，則以中值為測定值；如果兩個(gè)測定值的中值差值均超過以上規(guī)定，則說明該組試驗(yàn)無效。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著混凝土工程數(shù)量與規(guī)模的不斷增加和擴(kuò)大，水泥混凝土的用量也隨之加大。為了提高成品質(zhì)量，在試配與澆筑環(huán)節(jié)都需要在現(xiàn)場制作試壓塊?？傮w來看，水泥混凝土的試塊制作流程并不復(fù)雜，但要想準(zhǔn)確真實(shí)地體現(xiàn)砌塊成品質(zhì)量，則任何制作環(huán)節(jié)都不能馬虎應(yīng)對，應(yīng)深刻領(lǐng)悟該項(xiàng)工作的重要性，通過加強(qiáng)對混凝土拌和與澆筑質(zhì)量的控制，確保混凝土的工程質(zhì)量，從而提升建筑工程的整體質(zhì)量。