施工中引起混凝土波動的因素分析及應對措施

【摘 要】施工過程中影響工程質量的因素很多，混凝土強度是其中之一，本文深入分析了混凝土強度的波動的各種原因，并有針對性地采取相應措施，減少混凝土強度的波動，提高混凝土工程質量。

【關健詞】混凝土 強度 波動 控制措施

混凝土材料是建筑工程中使用的重要材料之一，其強度是否符合施工要求，將對工程質量產生重要影響。因此，對影響混凝土材料強度的相關因素進行研究，并總結有效應對措施，是每一個施工管理人員要面對的課題。

由于混凝土所用原材料品質的不同，生產中計量的誤差、操作者技術水平及工作質量的差別、養護的差異等原因，將會導致配合比相同的混凝土強度相差很大。強度波動太大，會使一部分混凝土強度過低而達不到設計要求，需要加固或返工。為減小混凝土強度的波動，現將影響混凝土強度波動的諸多因素進行分析，并提出一些減小混凝土強度波動，提高工程質量的措施。

一、水泥強度的影響

水泥在使用時其實際強度是不同的，水泥使用時強度的這一差別若在配合比沒有得到反映，必然導致混凝土強度的波動。為了減少混凝土強度的波動，必須測出水泥用前的實際強度并將該強度用于混凝土配合比設計中，可以采取如下措施：

1、每批水泥在使用前通過快速試驗測出其強度。

2、水泥生產廠與地區檢測部門、主要用戶協作，建立主要水泥不同條件下的強度衰減曲線。每一批出廠水泥，廠方提供確切的出廠強度，以便用戶根據相應水泥強度變化曲線得知水泥實際強度。

二、集料品質的影響

粗細集料在混凝土中所占體積都在三分之二以上。集料的材質、粒形、表面形狀、粒徑、級配含泥量等品質特性，必因產地、采場、采掘部位、采掘條件及加工破碎工藝的不同而異，從而導致混凝土強度的波動。如當水灰比和坍落度一定時，碎石混凝土的抗壓強度可比卵石混凝土的抗壓強度提高20-35%；比河砂配制的混凝土強度低10%左右。可見混凝土集料品質應滿足規范的技術要求。當集料品質變化時，應相應調整混凝土的配合比，否則，混凝土強度必將隨之波動。

砂石含泥量超出限值時將導致混凝土強度降低。這是由于（一）泥土在混凝土中會起到水泥惰性摻合料的作用，而使水泥活性降低；（二）泥土顆粒分散于骨料表面，從而降低了混凝土中兩相界面的粘結力。試驗資料表明，砂子含泥量達5%時，混凝土強度將因此降低近5MPa；石子含泥量達4%時，混凝土強度將下降30%。因此，我國現行混凝土施工規范對骨料泥土含量規定為：一般混凝土砂子含砂量<5%，石子含泥量<2%；高標號混凝土砂子含泥量<3%；石子含泥量<1%。減少混凝土強度因含泥量的不同而波動的措施可以從下面幾方面考慮。

1、加強砂、石含泥量的測定工作，及時掌握各批砂石的含泥量。

2、當含泥量超過限值不多時，不一定非進行處理不可。可根據本企業的具體情況，通過試驗選擇下列技術措施，彌補含泥量稍大時對混凝土強度不利的影響。如：適當增加水泥用量或采用高標號水泥；調整砂率或摻配粗砂；加強攪拌振搗、表面抹壓及養護；降低水灰比限配低流動度混凝土或摻用適宜的混凝土外加劑；對于預應力結構可適當提高預應力控制值，以抵消因含泥量稍大引起的收縮、徐變增大所造成的預應力損失增大等。

三、計量誤差的影響

1、拌合水計量誤差的影響

由混凝土的28天試配強度與灰水比的關系式可知，灰水比C/W是決定混凝土強度的最主要因素之一。當水泥摻量一定時，灰水比的大小已決定拌合用水量的多少。有資料表明，對C20-C30的混凝土來說，水的計量誤差在5%范圍內每波動+1%，混凝土的強度將隨之波動+3%左右，拌合水的計量誤差通常有以下幾方面情況。

（1）攪拌混凝土時不設置水的的計量裝置，又不進行坍落度控制，靠目測“干、稀”程度直接向攪拌機內加水。

（2）水的計量裝置本身不合要求，使用水量超值。

（3）砂、石含水量沒有扣除。

（4）澆筑混凝土時一邊沖水濕潤模板，未清除積水，一邊澆筑混凝土。

（5）高溫季節施工，混凝土拌合物坍落度損失大，操作者貪圖省力，澆搗前再次向拌合物加水，且一面加水一面澆搗而不進行攪拌。不但提高了用水量，而且損害了混凝土的勻質性。

2、水泥計量誤差的影響

當用水量一定時，水泥摻量變成影響混凝土強度的重要因素。有關試驗資料表明，水泥摻量每波動+1%，混凝土強度相應波動+1.7%左右。

3、水和水泥計量不利因素疊加的影響

由于各種原因，大多數情況下水的計量呈正值波動而水泥計量呈負責值波動，此時混凝土的強度出現負值疊加。這種不利因素的疊加對混凝土強度的影響極為顯著，這種疊加實質上是水灰比增大。當前許多工地都是水泥按包計，水靠目測。我們在工地的調查結果是，水泥按包計量幾乎都是負值誤差，有的負值誤碼高達15%。這種情況下水泥負值波動5-10%，水正值波動3-5%是經常出現的，所以混凝土強度常出現20-30%的降低。經驗表時，水灰比每增加0.01，混凝土強度降低近1MPa。

4、砂石計量誤差的影響

砂石計量的波動，普通混凝土如果只是砂率的變化，一般對其強度的影響不算明顯，但砂石總量的波動，實質上帶來水泥用量的變動。如砂石計量減少，相當于增加了水泥用量，即浪費水泥，又造成混凝土強度標準差值的增大。

相關標準均對原材料按重量計量的充許偏差規定為：水泥、外摻合料——+2%；骨料——+3%，水、外加劑溶液——+2%。可以認為，原材料計量方面的誤差是所有影響混凝土強度的波動因素中最主要的因素，減小計量誤差，是減小混凝土強度波動的最有效途徑。減小計量誤差可以從幾方面著手。

（1）任何攪拌機都要配置計量誤差<2%的計量裝置來計量用水，杜絕用水管直接注入憑感覺的目測加水。

（2）加強砂石含水率的測定，尤其是晴雨交替頻繁的雨季，更需及時測定以調整有和水量。

（3）高溫季節施工可適當摻用緩凝型減水劑，制止澆搗目前的二次加水。

四、工藝操作的影響

1、外加劑

外加劑種類繁多，合理應用對加劑可以改善工藝操作條件，提高混凝土質量，減少混凝土強度的波動。但外加劑需經適應性試驗，使用時必須充分溶解，并延長混凝土的攪拌時間才能發揮其應有作用。

2、施工方法

攪拌時，投料方法對混凝土強度有影響。多次投料攪拌方法比常規的一次投料攪拌法，混凝土強度能有較大幅度提高，表二是增強結果對比表。可見不同的投料攪拌工序會引起混凝土強度波動。

攪拌時間同樣影響混凝土的強度。有關試驗資料表明，在攪拌時間滿足規范要求的條件下，同一盤攪拌出來的混凝土強度的標準離差約為0.75MPa，若攪拌時間不足，強度離散將更加嚴重。然而在施工現場可以看到，隨意縮短攪拌時間的現象比比皆是，特別是單機攪拌的施工工地，這種現象尤為嚴重。解決這一問題，除加強管理以外，還應有嚴厲的處罰措施。

在振搗工序中，由于不同型號振搗設備的效能不同，即使是同一種振搗設備，當其技術參數（振幅、頻率）不同時，振搗效果也將不同。更由于振搗時間、插入深度、插點布置不同產生不同效果。振搗量不但靠遵守操作規程來保證，還取決于操作者的技術水平和操作經驗，因此應加強對振搗操作工人的技術培訓。

五、養護差異的影響

混凝土強度的發展，除齡期以外，尚與養護濕度和溫度密切相關。采用自然養護時，對硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸水泥拌制的混凝土，澆水濕潤養護不得少于14晝夜。但事實上，極少工地能按規定進行養護，有時甚至拆模后任憑烈日爆曬。

養護條件不同，混凝土強度的差別很大。因此，必須根據不同的構筑物采用不同的濕養方法。如每日多次澆水、覆蓋濕砂、草袋、麻袋、鋸末等使混凝土保持濕潤狀態，有條件的地下結構及早回填封閉，條件許可的結構也可采用蓄水養護等措施。以減小不同部位因養護差異，提高混凝土質量。

六、試驗誤差的影響

對混凝土試塊強度的測定總存在試驗誤差問題。試驗誤差過大，將會人為造成混凝凝土強度的波動。

為了減少混凝土強度的波動，提高混凝土的強度質量特性，必須從多方面采取措施，其中主要的就是提高材料，特別是水和水泥的計算精度。保證原材料質量，加強攪拌、振搗、養護工序的空制，以及強化試檢測機構，提高試驗精度從而做到快速預報水泥實際強度，實現最佳技術經濟效益的目的。

參考文獻

[1] 張巨松，混凝土學，哈爾濱工業大學出版社，2011