水泥混凝土試驗及實際應用探討

卿 麗 懷化市交通建設工程試驗檢測中心

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合型建筑材料，其本身有著原料來源廣泛，成本價格較低、抗壓強度良好等優勢。此外，在不同材料配比情況下，水泥混凝土的物理性質和強度也有所不同。依據這項特點，本文主要研究了水泥混凝土材料配比，并通過試驗方法嚴格控制材料比例，以此對制作出的水泥混凝土做性質測試。

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 流動性

混凝土材料流動性在攪拌機和自身重量作用下，會均勻密實填滿模型以及平衡流動性能。而混凝土流動性的大小，主要因素是由施工單位對用水量和水泥漿量控制決定的。在試驗過程中，一般用坍落度法或維勃稠度試驗來評定混凝土的工作性。如坍落度法測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，其對保證整體材料穩定性有著重要作用。而混凝土材料在外力作用下會發生不同程度的沉降，若混凝土配比不合理，其粘聚性不夠，就會導致施工時發生離析、斷層問題。當混凝土硬化時，工程結構就會出現蜂窩、麻面現象。

2.1.3 穩定性

拌和物在外力的作用下，集料在水泥漿體中保持均勻分布，不會出現泌水或者產生離析現象。如水泥穩定性差會直接導致開裂。如施工過程中顆粒較大的拌合物會出現下降情況，顆粒較小的水分就會上升至表面，從而形成泌水，若保水性不強的混凝土材料，就會使建筑結構表面出現疏松、裂縫問題，極大影響著建筑質量。

2.2 影響混凝土工作性的因素

（1）原材料特性：水泥品種及細度將影響混凝土拌合物的工作性。（2）單位用水量的多少決定混凝土拌合物中水泥漿的數量，當水灰比一定時，單位用水量過小，則水泥漿就會偏少，此時混凝土中集料顆粒間缺少足夠的黏結材料，容易發生離析和崩坍現象，且不易密實。如果單位用水量過大，但黏聚性和保水性會差則容易發生離析和泌水現象。（3）水灰比的大小決定水泥漿的稀稠程度，當水灰比過小時，難以保證混凝土密實成型；相反，若水灰比過大，水泥漿稠度較小，雖然增加了流動性，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，使水泥漿的數量相對減少，當砂率達到一定的限度后，會削弱水泥漿產生的潤滑作用。所以水泥混凝土存在一個合理砂率。

3 水泥混凝土試驗檢測步驟和方法分析

3.1 試驗材料與設備準備

首先，準備需要試驗的水泥混凝土材料。試驗員應在相同類別混凝土材料中選擇樣本，從相同試樣中進行材料抽取，取樣量不能低于20L，且多于試驗所需數量的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，取樣時間在15min左右，之后試驗員對其進行人工攪拌。

制備試樣。在試驗室攪拌混凝土時，應將溫度控制在20℃+5℃，保持室內溫度與材料溫度基本相同。此外，對取樣和試驗過程及數據做好記錄，記錄內容包括取樣時間、試驗時間、試驗方法、具體項目流程等。

3.2 具體試驗流程分析

3.2.1 抗壓強度試驗

水泥混凝土抗壓強度試驗重點要關注試驗過程的速度，這是由于在水泥混合材料中含有水分，若時間過長，水分發生反應就會導致濕度變化，從而影響試驗結果。施加荷載時，對于強度等級小于C30的混凝土，加載速度為0.3MPa/s～0.5MPa/s；對于強度等級大于C30小于C60的混凝土，加載速度為0.5MPa/s～0.8MPa/s；對于強度等級大于C60的混凝土，取0.8MPa/s～1.0MPa/s的加載速度。試驗人員要注意觀察，當試件接近破壞而迅速接近變形時，應停止調整油門，直至試件破壞，并計下破壞極限荷載和計算抗壓強度。

3.2.2 抗彎拉強度試驗

對水泥混凝土進行抗彎拉強度試驗，主要采用棱柱型混凝土試件，在進行水泥混凝土抗彎拉強度試驗時，首先要明確抗彎拉極限強度的測量方法。對于水泥混凝土來說，抗彎拉強度標準試件尺寸為150mm×150mm×600（550）mm，尺寸換算系數為1.00；非標準試件尺寸為100mm×100mm×400mm，換算系數為0.85。水泥混凝土抗彎拉強度試件還應與同齡期的混凝土組成一組，保證每組的制作養護條件相同。在試驗過程中三個試件若發現有一個試件出現荷點外側斷裂，在計算混凝土抗彎拉強度時，對剩余兩個結果進行計算。

3.2.3 抗壓彈性試驗

水泥混凝土的抗壓彈性試驗模式一般選擇圓柱體、棱柱體試件，試驗起承受某種壓力引發局部變形產生的應力數據。做好水泥混凝土抗壓彈性實驗，也是控制混凝土質量，設計混凝土結構必要參考的數據。通常情況下，抗壓彈性試驗常應用于各類水泥混凝土和相關直角棱柱試件中，而混凝土軸心抗壓強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

路面的耐久性試驗具體指水泥混凝土在使用期間，受到內外部因素影響產生結構變化，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）耐磨性強度試驗。水泥混凝土做抗磨性試驗時，應重點針對其耐磨性特點，對耐磨性做測定，評判其能否應用于工程施工中。在做試驗時，試驗員要按照標規范打磨相關樣本，做好數據記錄。在確定水泥混凝土耐磨性時，主要依據試驗后水泥混凝土質量情況，這就需要試驗員每次打磨混凝土材料時，需要進行稱重，記錄打磨變化數據，最后計算平均值。

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

4 水泥混凝土材料發展成果分析

在科技水平、經濟發展日益加快的背景下，我國水泥混凝土材料及相關技術得以優化，傳統水泥混凝土生產技術難以滿足現代化建筑需求。現如今，各類新型水泥混凝土材料產生，其生產過程中選擇的水泥以及相關混合材料均有高技術處理，并科學、合理配比形成的。同時，還可以適當添加相關添加劑，從而獲得高質量水泥混凝土材料。在新型水泥混凝土的產生背景下，再生水泥混凝土生產技術被廣泛關注。再生水泥混凝土是指將廢氣的水泥混凝土做破碎處理，之后按照相關標準充分進行配比混合，生成再生骨料。然后對再生骨料進行處理，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重要組成部門，對混凝土的強度、彈性以及抗凍性能有著直接影響。

5 總結

綜上所述，得知混凝土的各項特性有著多變的特點，并主要以組成材料配比情況而定的。現如今，我國水泥混凝土技術雖然得以快速發展，并取得了一定成效，但在實際生產和應用中仍然存在一些問題。這就需要相關技術人員應不斷對水泥混凝土各項性能進行試驗，并分析相關數據，為創新出更優的水泥混凝土材料提供實踐參考，最終為建筑企業提升經濟效益做出貢獻。