公路工程水泥混凝土原材料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)研究

王智謀

(甘肅新科建工監(jiān)理咨詢有限公司，甘肅 蘭州 730015)

水泥混凝土以其優(yōu)異的抗壓、耐寒和耐腐蝕等特性，被大量用于公路建設(shè)。水泥混凝土的質(zhì)量對(duì)全路段的安全運(yùn)行有很大的影響。因此，必須從實(shí)際工作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，深入剖析各方面的原因，尋求改進(jìn)措施；采用科學(xué)的檢測(cè)手段，對(duì)水泥混凝土施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的解決方案。

1 公路工程水泥混凝土原材料試驗(yàn)檢測(cè)的重要性

在高等級(jí)公路建設(shè)中，材料的檢驗(yàn)是最為關(guān)鍵的一步，它的檢驗(yàn)成果將會(huì)對(duì)高等級(jí)公路建設(shè)項(xiàng)目的總體質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。近年來(lái)，隨著公路施工監(jiān)理單位的不斷完善和發(fā)展，公路試驗(yàn)檢測(cè)的頻率也在不斷增加。進(jìn)一步加強(qiáng)整個(gè)行業(yè)的監(jiān)督管理，使公路施工監(jiān)理市場(chǎng)健康有序地發(fā)展。

在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)研究，為工程建設(shè)提供了一種更加經(jīng)濟(jì)合理的選擇方法，從而改善了工程的總體工作質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。另外，在公路施工過(guò)程中，還必須采用定量的方式來(lái)判斷原材料的性能，并將其作為原材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)的控制準(zhǔn)則；從而，既可以為進(jìn)一步完善的設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行數(shù)據(jù)的積累，又可以為判斷工程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題提供了一定的理論基礎(chǔ)。

工程的全程檢驗(yàn)，是優(yōu)質(zhì)工程的根本和保障，工程施工中若采用新物料，則可由檢驗(yàn)來(lái)判斷其能否符合規(guī)范，進(jìn)而確保工程之質(zhì)量。

2 試驗(yàn)檢測(cè)水泥混凝土原材料的主要對(duì)象與技術(shù)

2.1 試驗(yàn)檢測(cè)水泥混凝土原材料的主要對(duì)象

2.1.1 水

水作為一種主要的組成物質(zhì)，在對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和檢驗(yàn)時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行全面的研究。在進(jìn)行水泥與粗細(xì)集料、外加劑等的配合時(shí)，如果沒(méi)有按照要求對(duì)含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，就?huì)因含水量過(guò)高或過(guò)低影響水泥混凝土性質(zhì)，使其功能下降；公路工程結(jié)構(gòu)物，當(dāng)受外界環(huán)境因素影響過(guò)大，水泥混凝土的耐久性將會(huì)降低；使公路項(xiàng)目的品質(zhì)下降。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)公路施工的現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)在水泥混凝土施工中所使用的水源，多來(lái)資源自來(lái)水，由此，在攪拌前，工作人員需要準(zhǔn)確測(cè)試水中含有哪些元素，水的酸堿性等，以確保所使用的水能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 粗、細(xì)集料

粗集料和細(xì)集料會(huì)直接直接影響水泥混凝土的強(qiáng)度，由此，在制備時(shí)，必須高度關(guān)注粗、細(xì)集料的測(cè)試和檢驗(yàn)，使其級(jí)配保持在一個(gè)合理的水平上。在水泥混凝土中使用符合要求的施工材料，確保施工能夠達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，水泥混凝土中砂石質(zhì)量也會(huì)對(duì)整體施工產(chǎn)生影響，在選擇砂石過(guò)程中，還需要仔細(xì)對(duì)比粒徑、潔凈度、規(guī)格以及壓碎值等，選擇質(zhì)量較好的砂石，確保混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求。

1)實(shí)密性測(cè)試：實(shí)密性是一種物質(zhì)在致密條件下，每一物質(zhì)的每一體積重量。對(duì)于砂石的測(cè)試，工作人員可采用李氏比例瓶方法來(lái)進(jìn)行測(cè)試。在測(cè)試過(guò)程中，稱取適量的砂石，經(jīng)過(guò)干燥和細(xì)部處理，稱量砂石的質(zhì)量，將充足的物質(zhì)放入密閉瓶中，并用開(kāi)水進(jìn)行加熱。在受熱過(guò)程中，工作人員必須注意到流入試管的水，以確定試管中的試管容積。采用以上方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，即可獲得砂石樣品的容積和重量，從而準(zhǔn)確地得出砂石的真實(shí)密度。在進(jìn)行真密實(shí)度測(cè)試時(shí)，為保證測(cè)試結(jié)果的信度和精確度，需進(jìn)行多組測(cè)試，并求出其平均值，保證測(cè)試的準(zhǔn)確度。

2)空洞度測(cè)定：孔隙率是一種評(píng)價(jià)砂石原料性質(zhì)的主要方法。所以，在進(jìn)行砂石含水率測(cè)試時(shí)，必須引起有關(guān)部門(mén)的高度關(guān)注，以達(dá)到含水率測(cè)試的準(zhǔn)確性。在進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試時(shí)，工作人員應(yīng)根據(jù)測(cè)試的結(jié)果，對(duì)砂石的空隙率進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，以確保測(cè)試所得的數(shù)據(jù)符合規(guī)范的要求，最大限度地降低測(cè)試結(jié)果的偏差，從而為以后相關(guān)工作的進(jìn)行提供強(qiáng)大的支撐。

3)水泥試驗(yàn)檢測(cè)：作為膠結(jié)物的一種，水泥的性質(zhì)對(duì)其強(qiáng)度有很大的影響。由此，施工前，要做好水量、強(qiáng)度、安定性分析工作，對(duì)水泥質(zhì)量進(jìn)行全面檢測(cè)，確保能夠達(dá)到相關(guān)要求。生產(chǎn)過(guò)程中，要注意水泥不能結(jié)塊，避免公路質(zhì)量降低。運(yùn)送到工地的水泥，隨車(chē)必須有合格證和材料質(zhì)量檢驗(yàn)單，并進(jìn)行二次檢驗(yàn)。在檢驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有不合格項(xiàng)，進(jìn)行二次檢驗(yàn)，若仍不合格，應(yīng)立即清場(chǎng)，以免造成浪費(fèi)。

2.1.3 外加劑

在公路建設(shè)中所使用的水泥混凝土，其所包含的外加劑種類(lèi)各不相同，按照其作用，可將其分類(lèi)為：①以泵送劑、減水劑為代表的外加劑，會(huì)對(duì)水泥混凝土流動(dòng)性產(chǎn)生影響；②以速凝劑、早強(qiáng)劑為代表的外加劑，會(huì)直接影響水泥混凝土凝固時(shí)間；③以引氣劑、防水劑為代表的外加劑，會(huì)對(duì)水泥混凝土耐久性產(chǎn)生影響；④以膨脹劑，防凍劑為代表的外加劑，對(duì)影響水泥混凝土其他性質(zhì)。由此，在水泥混凝土選擇時(shí)，要特別注意高速公路施工的特征，對(duì)外加劑進(jìn)行選擇。不論選用哪一種外加劑，均須在使用之前進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)測(cè)試后方可使用；在使用前，必須保證水泥混凝土的功能符合要求。

2.1.4 摻和料

為了提高水泥混凝土的各項(xiàng)性質(zhì)，同時(shí)也為了降低水泥的用量，會(huì)在水泥混凝土中添加一些外加劑。當(dāng)前，在公路建設(shè)中，最常用的摻合材料是礦渣，粉煤灰，火山灰等。在使用摻合材料之前，必須先對(duì)摻合材料進(jìn)行檢驗(yàn)，確認(rèn)其各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范后，方可使用。

2.2 試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

2.2.1 回彈彎沉檢測(cè)技術(shù)

彈彎沉檢測(cè)技術(shù)是一種用于評(píng)估混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量和強(qiáng)度的非破壞性測(cè)試方法，主要通過(guò)測(cè)量混凝土表面回彈的反彈能量或者彎沉變形，來(lái)推斷混凝土的強(qiáng)度和質(zhì)量。在回彈法中，使用回彈錘或者回彈儀器對(duì)混凝土表面進(jìn)行敲擊，然后根據(jù)回彈時(shí)的反彈能量來(lái)估算混凝土的強(qiáng)度。通常，測(cè)量點(diǎn)需要在混凝土表面進(jìn)行分布，以獲取更全面的強(qiáng)度信息。根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以將回彈值與混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行關(guān)聯(lián)。在彎沉法中，通過(guò)在混凝土結(jié)構(gòu)上施加荷載，觀察結(jié)構(gòu)的變形情況來(lái)評(píng)估其質(zhì)量和強(qiáng)度。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)在混凝土梁或板上施加集中荷載，在固定距離處測(cè)量變形，并結(jié)合相關(guān)的計(jì)算公式，可以推導(dǎo)出混凝土的抗彎強(qiáng)度或者剛度等參數(shù)。

2.2.2 地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)

地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)，是將一種用來(lái)探測(cè)目標(biāo)的高頻電磁波，在目標(biāo)探測(cè)目標(biāo)上產(chǎn)生一種反射的情況，將該電磁波采集起來(lái)，并按照反饋的信息進(jìn)行探測(cè)；準(zhǔn)確的對(duì)被探測(cè)對(duì)象的內(nèi)部狀況進(jìn)行分析。該方法具有結(jié)果直觀，操作簡(jiǎn)便，精度高等特點(diǎn)。在圖1中給出了地質(zhì)探測(cè)的基本原理。為保證地磁探測(cè)技術(shù)的最大優(yōu)越性，應(yīng)按照以下程序進(jìn)行。

圖1 地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)原理

1)由電腦進(jìn)行操作，并發(fā)出對(duì)應(yīng)的控制命令。

2)在收到所傳送的指示后，所述控制裝置進(jìn)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，也就是，所述傳送與所述信號(hào)的動(dòng)作結(jié)束。

3)在發(fā)射電磁波的過(guò)程中，將出現(xiàn)一種反射的情況，并由一個(gè)接收端對(duì)其進(jìn)行采集，然后向電腦傳送；在此基礎(chǔ)上，利用該系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)，并給出評(píng)價(jià)結(jié)果，從而對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 公路工程水泥混凝土原材料試驗(yàn)檢測(cè)中的不足

3.1 取樣不合理

在測(cè)試過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)原材料進(jìn)行取樣，以使其更準(zhǔn)確、更完整地掌握原材料的狀況。但是，在實(shí)際工作中也存在著測(cè)試和測(cè)試的工作人員，由于自身整體水平的不足，不能按要求選取樣本。導(dǎo)致采樣不能代表整體情況，對(duì)原材料取樣標(biāo)準(zhǔn)了解不夠細(xì)致和全面，導(dǎo)致在工程施工過(guò)程中使用的原材料所取樣品不具有代表性，影響了對(duì)整體原材料的判斷。

3.2 試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程不規(guī)范

檢測(cè)過(guò)程中，要求每一個(gè)步驟都要明確相關(guān)操作要求，并按照要求進(jìn)行檢測(cè)，掌握檢測(cè)流程的要點(diǎn)；確保樣品檢測(cè)流程的準(zhǔn)確性。然而，目前仍存在著操作環(huán)境不規(guī)范、操作流程不規(guī)范、數(shù)據(jù)錄入不詳細(xì)等問(wèn)題。有些在操作過(guò)程中就已經(jīng)形成誤差，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，或者錯(cuò)誤。

3.3 設(shè)備性能偏低

在水泥混凝土施工設(shè)備以及檢測(cè)設(shè)備的選擇上，要求性能優(yōu)良，但是，一些公路施工企業(yè)因經(jīng)費(fèi)不足原因影響，購(gòu)進(jìn)的儀器設(shè)備性能無(wú)法匹配施工要求，且在購(gòu)進(jìn)后也沒(méi)有做好相應(yīng)的保養(yǎng)工作，導(dǎo)致機(jī)器設(shè)備的整體性能無(wú)法全部發(fā)揮出來(lái)，影響了施工或者檢測(cè)工作的正常開(kāi)展，無(wú)法對(duì)施工原材料質(zhì)量做好把控，直接影響后期施工的順利進(jìn)行。

3.4 工作人員綜合技能有待提升

人才綜合能力會(huì)對(duì)水泥混凝土整體施工產(chǎn)生一定影響，但是，一些公路企業(yè)在人才選擇以及培養(yǎng)上不夠重視，導(dǎo)致工作人員綜合素質(zhì)無(wú)法匹配審計(jì)以及檢測(cè)等常規(guī)工作。加之一些公路企業(yè)缺乏完善的人才培訓(xùn)機(jī)制，無(wú)法對(duì)工作人員進(jìn)行系統(tǒng)的技能提升和素質(zhì)培養(yǎng)。這使得工作人員無(wú)法及時(shí)掌握新的技術(shù)和知識(shí)，無(wú)法適應(yīng)不斷變化的市場(chǎng)需求。

4 公路工程水泥混凝土原材料質(zhì)控策略

4.1 強(qiáng)化原材料質(zhì)量檢驗(yàn)工作

對(duì)水工混凝土原材料進(jìn)行檢測(cè)，重點(diǎn)檢測(cè)水的質(zhì)量，骨料的質(zhì)量，以及水泥混凝土的性能。在測(cè)試時(shí)，要測(cè)試水的pH值，水的氯化物、硫化物和硫酸鹽等，并對(duì)照有關(guān)的規(guī)范，符合規(guī)定后方可應(yīng)用?？梢圆粚?duì)飲用水來(lái)源進(jìn)行檢驗(yàn)，一般只對(duì)首次利用的地面水進(jìn)行檢驗(yàn)。在進(jìn)行集料品質(zhì)檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意其顆粒級(jí)配，泥沙含量，磨耗值等；對(duì)材料的堅(jiān)固性、堿性等各項(xiàng)性能進(jìn)行測(cè)試，使產(chǎn)品符合相關(guān)要求。因此，在試驗(yàn)過(guò)程中，必須對(duì)水泥中所含的MgO、SO3和CaO進(jìn)行檢測(cè)。應(yīng)指出，對(duì)同一項(xiàng)目，應(yīng)盡可能選用同一廠家產(chǎn)品。

4.2 加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)資料的校驗(yàn)管理

檢驗(yàn)及檢驗(yàn)所得數(shù)據(jù)是評(píng)價(jià)項(xiàng)目品質(zhì)的一個(gè)關(guān)鍵依據(jù)，應(yīng)保證測(cè)試成果的準(zhǔn)確性，以便為今后的項(xiàng)目施工工作奠定基礎(chǔ)。在取得試驗(yàn)數(shù)據(jù)的同時(shí)，應(yīng)確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整。數(shù)據(jù)檢驗(yàn)的基本原理是：1)結(jié)合數(shù)據(jù)的真實(shí)情況，糾正已有數(shù)據(jù)的畸變；2)針對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，需要確保它符合原理和技術(shù)要求，以確保它的行為正?；?。檢測(cè)水泥混凝土原材料過(guò)程中，要求檢測(cè)人員能夠搜集齊全各類(lèi)質(zhì)量相關(guān)文件，為保證數(shù)據(jù)的完整性，還需要通過(guò)電子版以及紙質(zhì)版兩種形式進(jìn)行保存，從而促使水泥混凝土原材料的整體質(zhì)量得到質(zhì)的飛躍[6]。

4.3 優(yōu)化檢測(cè)環(huán)境

為了保證測(cè)試和檢驗(yàn)的效果，對(duì)水泥基材料的測(cè)試和檢驗(yàn)有著重要的意義。為此，有關(guān)部門(mén)必須對(duì)測(cè)試的環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。測(cè)試和檢驗(yàn)的環(huán)境包含了多種的管理因素，例如試驗(yàn)室的規(guī)模、配套設(shè)施(水電)等。試驗(yàn)室的規(guī)模應(yīng)滿足測(cè)試和檢驗(yàn)的需求，包括足夠的空間、合適的設(shè)施等。同時(shí)，試驗(yàn)室應(yīng)保持清潔、整齊，避免測(cè)試過(guò)程中受到不必要的干擾。所以，有關(guān)工作人員應(yīng)該對(duì)各個(gè)方面的影響進(jìn)行精確的控制，保證檢測(cè)設(shè)備的準(zhǔn)確性和使用性能，確保對(duì)原材料質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

4.4 采用高效的人才培訓(xùn)機(jī)制

水泥原料種類(lèi)以及數(shù)量較多，為了做好管理以及檢測(cè)工作，要求建筑企業(yè)建立一支專業(yè)的施工隊(duì)伍，從而確保水泥混凝土從原材料，到加工運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)都有所保障。為了強(qiáng)化水泥混凝土整體質(zhì)量，還需要建立專業(yè)的檢測(cè)隊(duì)伍，對(duì)原材料的整體性能進(jìn)行綜合測(cè)試，保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)，企業(yè)還需要建立一套完成的培養(yǎng)機(jī)制，對(duì)相關(guān)人才進(jìn)行更加深入的培養(yǎng)，從而建立新材料的認(rèn)知，更好的為水泥混凝土施工以及檢測(cè)提出自己的見(jiàn)解。在培訓(xùn)完之后，也要組織一次技術(shù)測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)工作人員的技術(shù)能力，確保所有參與培訓(xùn)的技術(shù)人員都能夠勝任工作。通過(guò)對(duì)工作環(huán)境和工作態(tài)度的綜合分析，在使用測(cè)試儀器過(guò)程中，必須按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)步驟來(lái)進(jìn)行測(cè)試，才能保證測(cè)試的精度。

5 結(jié)語(yǔ)

水泥混凝土的性能測(cè)試是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，其測(cè)試結(jié)果受多種因素的影響。在檢測(cè)過(guò)程中，要從嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)程序，強(qiáng)化檢測(cè)管理，加強(qiáng)行業(yè)數(shù)據(jù)管理；從加強(qiáng)對(duì)物質(zhì)檢測(cè)環(huán)境的管理，加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)人員的培訓(xùn)等角度來(lái)改善檢測(cè)工作的質(zhì)量。