水泥混凝土試驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用探討

卿 麗 懷化市交通建設(shè)工程試驗(yàn)檢測(cè)中心

1 引言

水泥混凝土主要是由水泥、砂石或水等材料混合攪拌而成的復(fù)合型建筑材料，其本身有著原料來源廣泛，成本價(jià)格較低、抗壓強(qiáng)度良好等優(yōu)勢(shì)。此外，在不同材料配比情況下，水泥混凝土的物理性質(zhì)和強(qiáng)度也有所不同。依據(jù)這項(xiàng)特點(diǎn)，本文主要研究了水泥混凝土材料配比，并通過試驗(yàn)方法嚴(yán)格控制材料比例，以此對(duì)制作出的水泥混凝土做性質(zhì)測(cè)試。

2 水泥混凝土的主要性能

2.1 混凝土工作性能分析

2.1.1 流動(dòng)性

混凝土材料流動(dòng)性在攪拌機(jī)和自身重量作用下，會(huì)均勻密實(shí)填滿模型以及平衡流動(dòng)性能。而混凝土流動(dòng)性的大小，主要因素是由施工單位對(duì)用水量和水泥漿量控制決定的。在試驗(yàn)過程中，一般用坍落度法或維勃稠度試驗(yàn)來評(píng)定混凝土的工作性。如坍落度法測(cè)混凝土拌合物在敲擊下漸漸下沉，能很好的包圍在一起，則其具有良好的黏聚性。

2.1.2 可塑性

混凝土的粘稠度是在攪拌過程中形成的粘聚力大小情況，其對(duì)保證整體材料穩(wěn)定性有著重要作用。而混凝土材料在外力作用下會(huì)發(fā)生不同程度的沉降，若混凝土配比不合理，其粘聚性不夠，就會(huì)導(dǎo)致施工時(shí)發(fā)生離析、斷層問題。當(dāng)混凝土硬化時(shí)，工程結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)蜂窩、麻面現(xiàn)象。

2.1.3 穩(wěn)定性

拌和物在外力的作用下，集料在水泥漿體中保持均勻分布，不會(huì)出現(xiàn)泌水或者產(chǎn)生離析現(xiàn)象。如水泥穩(wěn)定性差會(huì)直接導(dǎo)致開裂。如施工過程中顆粒較大的拌合物會(huì)出現(xiàn)下降情況，顆粒較小的水分就會(huì)上升至表面，從而形成泌水，若保水性不強(qiáng)的混凝土材料，就會(huì)使建筑結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)疏松、裂縫問題，極大影響著建筑質(zhì)量。

2.2 影響混凝土工作性的因素

（1）原材料特性：水泥品種及細(xì)度將影響混凝土拌合物的工作性。（2）單位用水量的多少?zèng)Q定混凝土拌合物中水泥漿的數(shù)量，當(dāng)水灰比一定時(shí)，單位用水量過小，則水泥漿就會(huì)偏少，此時(shí)混凝土中集料顆粒間缺少足夠的黏結(jié)材料，容易發(fā)生離析和崩坍現(xiàn)象，且不易密實(shí)。如果單位用水量過大，但黏聚性和保水性會(huì)差則容易發(fā)生離析和泌水現(xiàn)象。（3）水灰比的大小決定水泥漿的稀稠程度，當(dāng)水灰比過小時(shí)，難以保證混凝土密實(shí)成型；相反，若水灰比過大，水泥漿稠度較小，雖然增加了流動(dòng)性，但是影響拌和物黏聚性和保水性不良。（4）砂率：在水泥漿數(shù)量固定的情況下，隨著砂率增大，集料的總表面積也增大，使水泥漿的數(shù)量相對(duì)減少，當(dāng)砂率達(dá)到一定的限度后，會(huì)削弱水泥漿產(chǎn)生的潤(rùn)滑作用。所以水泥混凝土存在一個(gè)合理砂率。

3 水泥混凝土試驗(yàn)檢測(cè)步驟和方法分析

3.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備準(zhǔn)備

首先，準(zhǔn)備需要試驗(yàn)的水泥混凝土材料。試驗(yàn)員應(yīng)在相同類別混凝土材料中選擇樣本，從相同試樣中進(jìn)行材料抽取，取樣量不能低于20L，且多于試驗(yàn)所需數(shù)量的1.5倍，要盡量選擇具有代表性的水泥混凝土樣本，并采取多次抽樣方法，具體為：在同一盤混凝土二分之一、四分之三或四分之一處分別取樣，取樣時(shí)間在15min左右，之后試驗(yàn)員對(duì)其進(jìn)行人工攪拌。

制備試樣。在試驗(yàn)室攪拌混凝土?xí)r，應(yīng)將溫度控制在20℃+5℃，保持室內(nèi)溫度與材料溫度基本相同。此外，對(duì)取樣和試驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)做好記錄，記錄內(nèi)容包括取樣時(shí)間、試驗(yàn)時(shí)間、試驗(yàn)方法、具體項(xiàng)目流程等。

3.2 具體試驗(yàn)流程分析

3.2.1 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

水泥混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)重點(diǎn)要關(guān)注試驗(yàn)過程的速度，這是由于在水泥混合材料中含有水分，若時(shí)間過長(zhǎng)，水分發(fā)生反應(yīng)就會(huì)導(dǎo)致濕度變化，從而影響試驗(yàn)結(jié)果。施加荷載時(shí)，對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土，加載速度為0.3MPa/s～0.5MPa/s；對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)大于C30小于C60的混凝土，加載速度為0.5MPa/s～0.8MPa/s；對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土，取0.8MPa/s～1.0MPa/s的加載速度。試驗(yàn)人員要注意觀察，當(dāng)試件接近破壞而迅速接近變形時(shí)，應(yīng)停止調(diào)整油門，直至試件破壞，并計(jì)下破壞極限荷載和計(jì)算抗壓強(qiáng)度。

3.2.2 抗彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)

對(duì)水泥混凝土進(jìn)行抗彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)，主要采用棱柱型混凝土試件，在進(jìn)行水泥混凝土抗彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，首先要明確抗彎拉極限強(qiáng)度的測(cè)量方法。對(duì)于水泥混凝土來說，抗彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為150mm×150mm×600（550）mm，尺寸換算系數(shù)為1.00；非標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為100mm×100mm×400mm，換算系數(shù)為0.85。水泥混凝土抗彎拉強(qiáng)度試件還應(yīng)與同齡期的混凝土組成一組，保證每組的制作養(yǎng)護(hù)條件相同。在試驗(yàn)過程中三個(gè)試件若發(fā)現(xiàn)有一個(gè)試件出現(xiàn)荷點(diǎn)外側(cè)斷裂，在計(jì)算混凝土抗彎拉強(qiáng)度時(shí)，對(duì)剩余兩個(gè)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算。

3.2.3 抗壓彈性試驗(yàn)

水泥混凝土的抗壓彈性試驗(yàn)?zāi)Ｊ揭话氵x擇圓柱體、棱柱體試件，試驗(yàn)起承受某種壓力引發(fā)局部變形產(chǎn)生的應(yīng)力數(shù)據(jù)。做好水泥混凝土抗壓彈性實(shí)驗(yàn)，也是控制混凝土質(zhì)量，設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)必要參考的數(shù)據(jù)。通常情況下，抗壓彈性試驗(yàn)常應(yīng)用于各類水泥混凝土和相關(guān)直角棱柱試件中，而混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的三分之一彈性模式，就是其最終的抗壓彈性量。

3.2.4 路面耐久性試驗(yàn)

路面的耐久性試驗(yàn)具體指水泥混凝土在使用期間，受到內(nèi)外部因素影響產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變化，其代表混凝土使用效果，影響路面耐久性。路面耐久性較低的主要因素包括水泥混凝土材料抗凍性、耐磨性能失效等。

（1）耐磨性強(qiáng)度試驗(yàn)。水泥混凝土做抗磨性試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)針對(duì)其耐磨性特點(diǎn)，對(duì)耐磨性做測(cè)定，評(píng)判其能否應(yīng)用于工程施工中。在做試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)員要按照標(biāo)規(guī)范打磨相關(guān)樣本，做好數(shù)據(jù)記錄。在確定水泥混凝土耐磨性時(shí)，主要依據(jù)試驗(yàn)后水泥混凝土質(zhì)量情況，這就需要試驗(yàn)員每次打磨混凝土材料時(shí)，需要進(jìn)行稱重，記錄打磨變化數(shù)據(jù)，最后計(jì)算平均值。

（2）抗凍性能試驗(yàn)。水泥混凝土的抗凍性試驗(yàn)，主要采用快凍法對(duì)水泥混凝土抵抗水和復(fù)溫共同反復(fù)作用的能力。一般情況下，快凍法的試驗(yàn)多應(yīng)用于水泥混凝土耐久性指數(shù)、彈性模量以及質(zhì)量損失情況等方面，試驗(yàn)結(jié)果可以有效衡量水泥混凝土實(shí)際抗凍性。

4 水泥混凝土材料發(fā)展成果分析

在科技水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展日益加快的背景下，我國(guó)水泥混凝土材料及相關(guān)技術(shù)得以優(yōu)化，傳統(tǒng)水泥混凝土生產(chǎn)技術(shù)難以滿足現(xiàn)代化建筑需求?，F(xiàn)如今，各類新型水泥混凝土材料產(chǎn)生，其生產(chǎn)過程中選擇的水泥以及相關(guān)混合材料均有高技術(shù)處理，并科學(xué)、合理配比形成的。同時(shí)，還可以適當(dāng)添加相關(guān)添加劑，從而獲得高質(zhì)量水泥混凝土材料。在新型水泥混凝土的產(chǎn)生背景下，再生水泥混凝土生產(chǎn)技術(shù)被廣泛關(guān)注。再生水泥混凝土是指將廢氣的水泥混凝土做破碎處理，之后按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)充分進(jìn)行配比混合，生成再生骨料。然后對(duì)再生骨料進(jìn)行處理，將其加入到水泥混凝土攪拌過程中。因此，再生混凝土骨料是新型水泥混凝土材料生產(chǎn)重要組成部門，對(duì)混凝土的強(qiáng)度、彈性以及抗凍性能有著直接影響。

5 總結(jié)

綜上所述，得知混凝土的各項(xiàng)特性有著多變的特點(diǎn)，并主要以組成材料配比情況而定的?，F(xiàn)如今，我國(guó)水泥混凝土技術(shù)雖然得以快速發(fā)展，并取得了一定成效，但在實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用中仍然存在一些問題。這就需要相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)不斷對(duì)水泥混凝土各項(xiàng)性能進(jìn)行試驗(yàn)，并分析相關(guān)數(shù)據(jù)，為創(chuàng)新出更優(yōu)的水泥混凝土材料提供實(shí)踐參考，最終為建筑企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)效益做出貢獻(xiàn)。