公路工程水泥混凝土原材料的試驗檢測方法

門 林

（中鐵十九局集團第七工程有限公司，廣東廣州 511458）

0 引言

水泥混凝土是多數(shù)公路工程中的關(guān)鍵材料，因此加強對原材料質(zhì)量的檢驗對于提高施工質(zhì)量具有重要作用。水泥混凝土具有抗腐蝕性、抗寒性、成本低等應(yīng)用優(yōu)勢。在現(xiàn)階段的公路工程中，水泥混凝土占據(jù)較大的比重，其中，水泥混凝土是由集料、膠凝材料組成的非勻質(zhì)復(fù)合型材料，在外力作用下其力學(xué)性質(zhì)及破壞模式較為復(fù)雜。為保證成型的公路可滿足質(zhì)量要求，需從前期工作做起，并加強材料質(zhì)量檢驗，從而給工程建設(shè)提供材料方面的保障。

水泥混凝土包含水泥、砂石、水及其他用于改善混合料性能的材料，其按照特定的配比制備而成，而根據(jù)公路等級的不同，所使用的水泥混凝土型號也不盡相同。因此，施工單位需準(zhǔn)確控制水泥混凝土的配比，向公路施工輸送高品質(zhì)的材料，從而推動公路建設(shè)工作的順利開展。

1 水泥混凝土原材料試驗檢測的問題分析

（1）取樣缺乏代表性。受檢測人員專業(yè)水平偏低的影響，難以選取具有代表性的樣品，質(zhì)量評估結(jié)果的可參考價值不足、指導(dǎo)意義不強。在取樣缺乏代表性的情況下，部分原材料的質(zhì)量問題未被及時發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致后續(xù)施工中相繼顯現(xiàn)出各類問題，嚴(yán)重影響正常施工。

（2）檢測不規(guī)范。試驗檢測是一項高度專業(yè)化和精細(xì)化的工作，部分試驗檢測人員過度依賴于自身的經(jīng)驗，未按照規(guī)定的流程將相關(guān)工作落實到位，導(dǎo)致所得的結(jié)果與實際情況存在明顯的偏差，難以給公路工程的正式施工提供可靠的參數(shù)指導(dǎo)。

（3）設(shè)備配套不合理。其中，以設(shè)備老舊問題最為突出，這是因為此類設(shè)備的精度較低，且在經(jīng)過長時間的使用后誤差會逐步加大，所以若將其投入至試驗檢測中，必然會降低結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，設(shè)備的日常維護與保養(yǎng)工作又少，由此也將對設(shè)備的正常使用造成不良影響。

2 水泥混凝土原材料試驗檢測的基本對象

2.1 水的檢測

水是水泥混凝土的基礎(chǔ)組成材料，因此在原材料試驗檢測工作中，應(yīng)充分考慮用水問題。水泥呈堿性，需采用摻水的方法稀釋水泥，改善其堿性過高的情況，從而更好地發(fā)揮出水泥的性能優(yōu)勢，提高水泥混凝土的質(zhì)量。酸堿度不合理嚴(yán)重影響水泥混凝土的強度，為避免此方面的問題，試驗檢測人員需要高度重視水的使用情況，并檢測水的pH 值、礦物質(zhì)含量等影響因素，確保投入使用的水能夠維持在酸堿度適中的狀態(tài)，以便在混凝土凝結(jié)期間水泥的應(yīng)用優(yōu)勢可得到發(fā)揮，提高水泥混凝土的整體強度，使建成后的公路具有穩(wěn)定性、耐久性的特點[1]。關(guān)于混凝土具體的檢測情況見表1。

表1 混凝土性能檢測報告

2.2 粗、細(xì)集料的檢測

粗、細(xì)集料易影響水泥混凝土的后期強度，在混凝土生產(chǎn)階段，需要加強對粗、細(xì)集料的檢測，從而確保含泥量等指標(biāo)均能夠被控制在合理的區(qū)間內(nèi)，同時將質(zhì)量達(dá)標(biāo)的粗、細(xì)集料投入至水泥混凝土生產(chǎn)中。

砂石的質(zhì)量控制也是重點內(nèi)容，需考慮砂石的規(guī)格、潔凈度、粒徑、壓碎值等指標(biāo)，確保投入使用的砂石能夠與水泥、水等其他材料有效混合，共同組成高性能的水泥混凝土。對于砂石料的試驗檢測工作，需重點考慮以下兩項內(nèi)容。

2.2.1 真實密度試驗

真實密度是衡量砂石料質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，其是指砂石材料真實體積的質(zhì)量。在組織真實密度試驗時，可以采用李氏比重瓶法，在試驗前選取適量砂石料，對其采取研磨處理措施，再轉(zhuǎn)至高溫環(huán)境內(nèi)烘干，經(jīng)稱重后確定具體的重量；經(jīng)稱重操作后，將所得的材料轉(zhuǎn)入密度瓶內(nèi)，用水煮沸，期間可以發(fā)現(xiàn)閉口的空隙中持續(xù)存在水分進入的情況，此時可根據(jù)置換法的原理組織體積測量工作，由此確定樣品的真實體積[2]。

經(jīng)前述試驗后，可得到試樣的重量和體積，進一步計算出材料的密度（重量除以體積）。為保證試驗檢測結(jié)果的可靠性，在應(yīng)用李氏比重瓶法時，可以組織多次試驗，分別匯總數(shù)據(jù)，求取平均值。若試驗過程中存在密度超過0.02 g/cm3的情況，則需重新取樣并按照相同的方法試驗。

2.2.2 孔隙率試驗

孔隙率是衡量砂石材料質(zhì)量特性的重要指標(biāo)，因此也需加強試驗檢測，獲得準(zhǔn)確的孔隙率。對此，施工單位要結(jié)合前述的密度試驗結(jié)果，并進一步計算砂石的孔隙率，以確保精度值為1%，且需盡可能地減小誤差。

2.3 水泥的檢測

水泥是膠結(jié)材料，同時也是影響混凝土強度的主導(dǎo)材料之一。在公路工程建設(shè)中，應(yīng)從水泥的硬度、強度、抗壓性3 個方面展開分析，選擇滿足工程質(zhì)量要求的水泥型號。此外，施工單位要注意不可將硬化后的水泥應(yīng)用于施工中，否則易影響后期混凝土的強度，導(dǎo)致其難以滿足設(shè)計強度要求[3]。

針對此，施工單位需要以工程施工要求為導(dǎo)向，與具有資質(zhì)的水泥生產(chǎn)廠商合作，采購高質(zhì)量的水泥。水泥進場時加強質(zhì)量檢驗，不滿足要求則予以退場。水泥檢測中抗壓彈性模量試驗裝置如圖1 所示。

圖1 水泥檢測中抗壓彈性模量試驗裝置

3 水泥混凝土原材料試驗檢測的質(zhì)量控制措施

原材料的試驗檢測是一項技術(shù)要求較高的工作，為順利推動該項工作的開展，試驗檢測人員需要在主觀上重視該項工作，并采取合適的試驗檢測方法，精準(zhǔn)把控技術(shù)要點，并按規(guī)范操作，獲得真實可靠的結(jié)果，從而準(zhǔn)確反應(yīng)水泥、水、砂石等材料的質(zhì)量情況，給水泥混凝土的生產(chǎn)等相關(guān)工作的開展提供參考依據(jù)，從源頭上規(guī)避質(zhì)量問題[4]。

3.1 積極引入前沿化的檢測技術(shù)

3.1.1 回彈彎沉檢測技術(shù)

在路面撓度檢測工作中，回彈彎沉檢測是應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)。該技術(shù)以重錘為主要裝置，可在特定高度處使其自由落體，經(jīng)測量后確定在重錘作用下公路的質(zhì)量情況?，F(xiàn)階段，回彈彎沉檢測技術(shù)已經(jīng)較為成熟，其主要的應(yīng)用優(yōu)勢有以下3 點：

（1）不會過多地干擾車輛行駛狀態(tài)，能夠兼顧質(zhì)量檢測以及交通出行的雙重要求；操作較為便捷，可有效提高試驗檢測的工作效率。

（2）結(jié)果的可靠度較高，具有參考價值。

（3）在回彈彎沉檢測工作中，還可輔以激光儀，以便快速掌握公路的沉降速率，豐富檢測結(jié)果。

3.1.2 地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)

向被檢測物發(fā)射高頻電磁波，在發(fā)生反射現(xiàn)象后收集該部分電磁波，以所得的返回信息為準(zhǔn)，對被測物的內(nèi)部情況作出判斷。實踐表明，地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)具有操作便捷、結(jié)果直觀、精度高的特點。為充分發(fā)揮出地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，則需按以下流程有序操作：

（1）利用計算機控制，使控制單元發(fā)出指令。

（2）控制單元在接收到該部分指令后，做出相應(yīng)的操作，即發(fā)射信號以及接收信號。

（3）電磁波在發(fā)送過程中存在反射的情況，由接收器收集，再將該部分信息傳輸至計算機，經(jīng)軟件判斷后生成相應(yīng)的結(jié)果，供質(zhì)量分析所用。

3.2 原材料的全流程管理

水泥混凝土原材料的試驗檢測應(yīng)當(dāng)貫穿于工程全流程中，除了施工階段的試驗檢測外，還需考慮材料入庫階段。在水泥、砂石等原材料入場時，需要加強檢查，構(gòu)建并逐步完善原材料供應(yīng)管理系統(tǒng)，詳細(xì)記錄包含規(guī)格、型號、數(shù)量在內(nèi)的各類信息，在信息化技術(shù)的支撐作用下，實現(xiàn)對原材料使用情況的全流程監(jiān)控[5]。

此外，加大對原材料的儲存管理力度，有效防護原材料，以免出現(xiàn)水泥受潮、砂石料受污染等問題。例如，水泥應(yīng)維持干燥的狀態(tài)，若出現(xiàn)被水淋濕的情況，將硬結(jié)成塊，導(dǎo)致其無法被應(yīng)用于混凝土生產(chǎn)中。在防護工作中，可搭建防護棚，采取防風(fēng)、防雨、防塵等措施，并由專員定期清點。

4 結(jié)束語

公路是地區(qū)間的聯(lián)系“紐帶”，與大眾的出行以及社會經(jīng)濟的發(fā)展息息相關(guān)。原材料質(zhì)量控制是工程施工中的關(guān)鍵內(nèi)容，因此為切實提高公路的質(zhì)量，施工單位應(yīng)做好對原材料的試驗檢測工作，并篩選質(zhì)量達(dá)標(biāo)的材料，從而獲得高性能的水泥混凝土，以便公路建設(shè)進程可高效推進，達(dá)到提質(zhì)增效的效果。