公路工程水泥混凝土強(qiáng)度影響分析

袁瑋

（浙江交工交通科技發(fā)展有限公司，杭州 311112）

1 引言

水泥混凝土在我國公路工程建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。在施工過程中，需要試驗(yàn)檢測(cè)人員更多地關(guān)注其強(qiáng)度，有效評(píng)定和管控水泥混凝土的施工質(zhì)量。因此，相關(guān)人員要正確掌握水泥混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)方法，明確其影響因素，并制定相適應(yīng)的管控措施，提高水泥混凝土的強(qiáng)度，使其滿足并符合公路工程的建設(shè)要求。此外，在公路工程水泥混凝土路面施工結(jié)束并開通運(yùn)營后，還要對(duì)車輛荷載情況進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，減少因?yàn)檐囕v超載對(duì)水泥混凝土路面帶來的破壞等。

2 公路工程水泥混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)方法

2.1 回彈法

該檢測(cè)技術(shù)是水泥混凝土強(qiáng)度檢測(cè)常用的方法之一，主要借助回彈儀撞擊水泥混凝土構(gòu)件，之后根據(jù)測(cè)區(qū)的平均回彈值和碳化深度值，通過測(cè)強(qiáng)曲線或測(cè)區(qū)強(qiáng)度換算表得到測(cè)區(qū)現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度值。在實(shí)際應(yīng)用中操作簡(jiǎn)單，但是在回彈檢測(cè)中常與鋼筋發(fā)生碰撞，在一定程度上增大了回彈儀的度數(shù)。另外，應(yīng)用該方法時(shí)，容易受到人為因素和環(huán)境溫度的影響，使檢測(cè)結(jié)果誤差較大，因此，需要針對(duì)水泥混凝土構(gòu)件設(shè)置多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行回彈檢測(cè)，刪除不合理的檢測(cè)值，計(jì)算平均值，判斷其是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。另外，采用回彈法檢測(cè)水泥混凝土強(qiáng)度的過程中，只能大致推斷水泥混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

2.2 鉆芯檢測(cè)法

工程質(zhì)量檢測(cè)過程中，當(dāng)應(yīng)用回彈法無法準(zhǔn)確檢測(cè)水泥混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度時(shí)，可以應(yīng)用鉆芯檢測(cè)法進(jìn)一步明確水泥混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。該檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)具有一定程度的破壞性，需要選擇合適的鉆芯位置，如水泥混凝土構(gòu)件受力小且具有代表性的部位，同時(shí)需要規(guī)避主筋和預(yù)埋件和管線，然后鉆芯機(jī)取樣，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開展芯樣的抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度檢測(cè)，獲得精準(zhǔn)的芯樣強(qiáng)度值。通常情況下，為了有效提高該檢測(cè)方法的精準(zhǔn)度，要求相同水泥混凝土構(gòu)件的鉆芯數(shù)量符合規(guī)范規(guī)定的數(shù)量，保證檢測(cè)結(jié)果的代表性[1]。

2.3 超聲波脈沖檢測(cè)法

公路工程水泥混凝土質(zhì)量檢測(cè)過程中，合理應(yīng)用超聲波脈沖檢測(cè)法可以更加準(zhǔn)確地檢測(cè)出水泥混凝土的強(qiáng)度值，其主要是借助超聲波在多種介質(zhì)內(nèi)的傳播速度不同對(duì)不同強(qiáng)度的水泥混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。為了進(jìn)一步提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，在實(shí)際檢測(cè)過程中需要控制超聲波的傳播頻率大于20 kHz，同時(shí)，各個(gè)檢測(cè)平面應(yīng)保持整潔、干燥。

2.4 超聲波回彈綜合法

超聲波回彈綜合法主要借助現(xiàn)代化先進(jìn)的檢測(cè)儀器和設(shè)備，先由傳感器發(fā)射超聲波，之后設(shè)備感知超聲波的實(shí)際回應(yīng)狀況，測(cè)定水泥混凝土強(qiáng)度。該檢測(cè)方法優(yōu)化了檢測(cè)工作流程，在實(shí)際運(yùn)用過程中綜合考慮了水泥混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的各項(xiàng)影響因素，可迅速檢測(cè)水泥混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

3 公路工程水泥混凝土強(qiáng)度的影響因素

3.1 材料及配合比

水泥混凝土的性能如何，對(duì)于公路工程來說至關(guān)重要，尤其是強(qiáng)度，對(duì)其他性能的發(fā)揮也有一定的影響，因此，水泥混凝土的配合比在一定程度上決定了工程施工的質(zhì)量。而原材料是影響水泥混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵因素之一，當(dāng)材料質(zhì)量不符合公路工程建設(shè)要求時(shí)，難以保證水泥混凝土的強(qiáng)度，無法提高工程建設(shè)質(zhì)量。公路工程建設(shè)中對(duì)材料質(zhì)量有較高的要求，尤其是水泥混凝土材料，對(duì)其進(jìn)行配比的過程中，需要最大限度地降低多種因素對(duì)配比結(jié)果的影響[2]。

3.2 施工及管理因素

水泥混凝土施工過程中，混凝土施工工藝包括多個(gè)環(huán)節(jié)，如水泥混凝土澆筑、振搗等。如果出現(xiàn)工藝應(yīng)用不到位、技術(shù)管理不當(dāng)?shù)葐栴}，都會(huì)影響水泥混凝土的強(qiáng)度。例如，振搗過程中，由于施工人員專業(yè)能力水平有限，在施工操作中出現(xiàn)振搗不足、漏振等現(xiàn)象，造成混凝土不密實(shí)，存在蜂窩、麻面甚至有孔洞，出現(xiàn)較多的質(zhì)量缺陷，直接影響混凝土的強(qiáng)度。另外，水泥混凝土強(qiáng)度還受到溫度因素的影響，若施工管理不到位，未合理管控溫度，容易造成水泥混凝土強(qiáng)度不符合公路工程建設(shè)要求[3]。例如，夏季氣候炎熱，外部溫度較高，在混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)時(shí)，其內(nèi)部溫度持續(xù)升高，就會(huì)加快混凝結(jié)構(gòu)表面水分的蒸發(fā)速度，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的收縮變形，從而出現(xiàn)裂縫，降低了混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

4 提升公路工程水泥混凝土強(qiáng)度的措施

4.1 合理選材

1）水泥是水泥混凝土中的關(guān)鍵材料，對(duì)澆筑質(zhì)量有較大影響，主要包含普通、專項(xiàng)和特種水泥，需要結(jié)合工程狀況選用適宜的水泥材料，明確材料規(guī)格和使用方法。

2）骨料是水泥混凝土配制中常見的砂石材料，通常選用質(zhì)量較佳的河砂，以提高混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

3）摻合料是水泥混凝土配制中的必備材料，合理使用摻合料有助于優(yōu)化水泥混凝土的各項(xiàng)性能，防止由水化熱引發(fā)的凝固速度緩慢問題[4]。例如，石灰激發(fā)劑，能夠提高混凝土的強(qiáng)度在混凝土加入的硅灰、礦渣、鋼渣等中二氧化硅含量較高；選擇鉀、鈉等堿金屬鹽顆粒，對(duì)混凝土具有良好的減水效果，同時(shí)具有較強(qiáng)的早強(qiáng)功能，實(shí)現(xiàn)硅氧化物結(jié)構(gòu)的分解，形成膠結(jié)能力強(qiáng)的硅化合物，提高混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。但是需要控制其總量不大于25%，預(yù)應(yīng)力水泥混凝土施工中對(duì)于其用量具有詳細(xì)要求。

4.2 優(yōu)化配比

4.2.1 優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)

水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的目的主要在于使混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、耐久性和經(jīng)濟(jì)性等方面滿足工程要求，而強(qiáng)度是必須達(dá)到的關(guān)鍵指標(biāo)。優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)的過程中，需要工作人員注意以下幾點(diǎn)。

1）用水量控制。水灰比對(duì)混凝土強(qiáng)度有決定性影響，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行混凝土試配時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際變化情況，針對(duì)性調(diào)整用水量。

2）配料誤差控制。混凝土配合比控制過程中，應(yīng)確保原材料使用量誤差在允許范圍內(nèi)，例如，水泥與外摻混合料的用量誤差在±2%；水與外加劑的用量誤差在±2%；粗細(xì)骨料的用量誤差在±2%～±3%。

4.2.2 施工配合比優(yōu)化

施工配合比對(duì)水泥混凝土強(qiáng)度具有更加顯著的影響，主要由于設(shè)計(jì)配合比在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)獲取的結(jié)果，而公路工程施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的砂石材料具有不同程度的水分，并且其含量隨著環(huán)境因素的影響不斷變化，造成設(shè)計(jì)和施工配比存在一定差異。因此，在施工現(xiàn)場(chǎng)配制水泥混凝土的過程中，需要按照?qǐng)龅貦z測(cè)的砂石含水率適當(dāng)調(diào)整材料具體用量，合理換算為施工配合比。施工人員在實(shí)際操作中不斷優(yōu)化施工配合比，嚴(yán)格按照其要求拌和混凝土，同時(shí)在施工前做好操作技術(shù)人員的技術(shù)交底工作，才能進(jìn)一步保證水泥混凝土強(qiáng)度符合公路工程建設(shè)要求，保證水泥混凝土的施工質(zhì)量[5]。

4.3 加強(qiáng)管理

4.3.1 澆筑管理

高強(qiáng)度水泥混凝土澆筑操作中，需要事先清理施工現(xiàn)場(chǎng)，防止降低水泥混凝土和基底層的結(jié)合效果，在實(shí)際澆筑中合理運(yùn)用分層澆筑方式，合理管控分層厚度指標(biāo)，并合理選用振蕩器，確保壓實(shí)效果。澆筑完成之后，立即撤離混凝土車，將單次澆筑長(zhǎng)度管控在4 m 左右，加強(qiáng)澆筑管理，保證施工質(zhì)量。

4.3.2 養(yǎng)護(hù)管理

水泥混凝土澆筑完成后立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，防止出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，同時(shí)在完成澆筑12 h 之后，適當(dāng)灑水，使混凝土表面處于濕潤(rùn)狀態(tài)，管控水泥硬化過程的溫差，同時(shí)在養(yǎng)護(hù)過程中覆蓋土工布，規(guī)避各種裂縫問題的發(fā)生[6]。

4.3.3 溫控管理

基于混凝土的入模溫度，控制混凝土結(jié)構(gòu)的溫升值小于50 ℃，內(nèi)外部溫差小于25 ℃，降溫速率保持2 ℃/d，混凝土表面和大氣溫差小于20 ℃。測(cè)溫過程中，若混凝土內(nèi)外溫差超過預(yù)警值，需要合理調(diào)整覆蓋層厚度，控制表面溫度，并提高觀察溫差頻率。如果氣溫驟然下降，工作人員可以選擇彩條布覆蓋混凝土結(jié)構(gòu)，在環(huán)境溫度正常時(shí)撤掉彩條布，提高溫控管理效果，避免出現(xiàn)裂縫，保證混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

5 結(jié)語

受到高強(qiáng)度的出行壓力的影響，公路工程項(xiàng)目數(shù)量持續(xù)增加，同時(shí)對(duì)施工工藝的要求也越來越高，而水泥混凝土具有較強(qiáng)的安全穩(wěn)定性、耐久性，逐漸在公路工程中被廣泛應(yīng)用，但是公路水泥混凝土路施工也是一個(gè)復(fù)雜、系統(tǒng)的過程，使用的材料種類多樣、施工工序復(fù)雜繁多、施工質(zhì)量管理難度較大，因此，需要管理人員嚴(yán)格把關(guān)水泥混凝土強(qiáng)度指標(biāo)，為公路工程施工質(zhì)量提供保障。