公路工程水泥混凝土原材料的試驗檢測及質量控制

常琴

（中鐵二十三局集團第四工程有限公司，四川成都621001）

0 引言

隨著我國社會經濟水平的飛速發展，對公路工程建設所用原材料的質量要求越來越高，原材料控制效果直接影響公路工程項目的最終質量，甚至決定了公路工程的性能、周期、安全性。水泥混凝土作為公路工程中所用水泥、砂石及適量添加劑等結合形成的復合材料的統稱，其具備極強的抗寒、抗壓、抗腐蝕性能，在公路工程建設中得以廣泛應用[1]。由于公路工程水泥混凝土質量好壞，會對整個公路工程項目質量產生直接影響，所以控制公路工程水泥混凝土原材料質量有重要意義，將結合公路工程項目案例，對水泥混凝土原材料的試驗檢測及質量控制展開分析。

1 項目概況

A2 標段起點位于四川省成都市高速公路互通（K33+042.947），終點位于昌都處（K99+496.756），是自東向西，由多段建成、在建和擬建的高速公路組成，路線工程段總長66.454km，該項目段由于整段路程遍布密集的內路網，并且有較多互通式立交建筑，而整個公路項目施工區域內，分布各類軟弱地基和順層邊坡等地質情況，這些不良地質在一定程度上影響整個工程項目的施工路線，所以前期對該工程的混凝土原材料進行試驗檢測并嚴格控制施工質量十分必要。通過勘察該施工路段，發現整個路線途徑隧道進出口巖體有十分強烈的風化效果，穿越煤系地層，由于存在大量瓦斯，所以實施水泥混凝土原材料質量控制十分必要。

2 水泥混凝土原材料試驗檢測

2.1 水泥

為了保證公路工程項目的水泥混凝土施工達到質量規定，與以往類似項目的成功經驗相結合，并以《通用硅酸鹽水泥》（GB 175—2007）相關規定條例為依據，將硅酸鹽水泥作為公路工程項目水泥混凝土的首選材料[2]。對水泥的生產強度及具體廠家確定后，需要注意不隨意更換水泥保證表面擁有一致色差。在水泥的具體性能指標則要符合燒失量小于5%，采用80μm 方孔篩進行篩除之后可以控制低于10%，保證水泥混凝土的初凝時間在45min 以上，不同時期的水泥混凝土抗壓、抗折強度要求（見表1）[3]。

表1 普通水泥不同等級強度要求

2.2 骨料

在選擇水泥混凝土的骨料過程中，應當嚴格按照與高性能混凝土施工性能標準相符，確保所用骨料可以滿足多方面性能，包括合格級配、低孔隙率、足夠密實度及高強度等。水泥混凝土的原材料制備砂子會對最終顏色產生直接影響，因此應當注意對骨料細度、級配充分考慮的同時，還要嚴格控制有機物和粉塵含量。

所用粗骨料一般情況下，要達到水泥混凝土普通強度的3～4 倍以上，所用骨料不同最終配置的混凝土抗壓性能就有著明顯差異，尤其是高性能混凝土的骨料不同，抗壓強度也會各有不同。如果混凝土抗壓強度在50MPa 以內，可以在水泥混凝土制備中選擇碎石、卵石作為骨料，從而保證抗壓強度達到預期[4]。在此基礎上還應當確保對水泥混凝土的強度嚴格控制，保證混凝土的粗骨料級配合理性，不僅要對骨料級配篩分試驗，還要測定石料的表現密度和堆積密度，最終可以獲得石料孔隙率。這樣水泥混凝土的堆積孔隙率會不斷減小，保證整個項目的石料級配水平，根據以往工程施工經驗需要保證碎石的孔隙率約44%。

對該項目細骨料選擇中，需要注意到以下兩方面：第一，對于水泥混凝土來講砂率多少至關重要，應當確保砂率最優化從而決定混凝土的最終性能。假若砂率較小則會影響水泥混凝土的保水性和黏聚性，甚至會影響混凝土振搗環節，最終影響外觀。盡可能選擇中砂以及適用的摻合料加入其中確保和易性。第二，對細骨料在選擇時要保證使用足夠的活性堿，在施工前期便及時檢測。

2.3 摻合料

將摻合料加入水泥混凝土，會在一定程度上改變最終的顏色、明度，為了滿足公路工程項目施工中對混凝土外觀及功能多方面需求，需要加入摻合料來提高工程項目的最終經濟效益，降低不必要的成本投入。目前在公路工程項目施工中，水泥混凝土施工所用摻合料，一般第一選擇礦物質摻合料、有機摻合料，以工程項目的不同情況作出對摻合料的合理選擇。

例如選用礦物質摻合料，主要成分包括粉煤灰、礦渣微粉、硅粉等成分，這些都屬于水泥混凝土施工中的常用物料，在水泥混凝土中摻入矢量的粉煤灰，這樣可以減少拌和物離析、泌水情況，避免不必要的塌落損失。另外粉煤灰可以具備“形態化效應”，能夠實現高效減水劑的共同作用，并且顯著提升整體流動性保證施工質量，增強了水泥混凝土的黏聚性，同時也要注意水泥混凝土將摻合料加入其中的后期養護工作[5]。

2.4 外加劑

在水泥混凝土施工工藝中，所需添加引氣劑、引氣減水劑或高效引氣減水劑等外加劑時，可以讓混凝土內含有微小氣泡，從而降低混凝土用水量，這樣可以成功改善混凝土的工作性能與抗凍性，如今幾乎全部混凝土工程都會采用引氣劑。外加劑產量通常基于混凝土內膠凝材料總量，計算公式如式（1）：

式（1）中：f為外加劑摻量。

確定好上述材料用量后，對選定每組混凝土配合比均進行試配，并且結合工程實際需要，充分詳細地檢測混凝土拌和物的性能，保證試體成型，用于檢測混凝土力學性能，如抗凍、抗壓、抗滲等。這樣能夠調整用水量、外加劑摻量、水泥用量、砂率，選出可以使混凝土拌和物具備更優良性能與強度、符合施工標準與性能要求的施工配合比。

2.5 試驗檢測結果

該高速公路在施工中所運用的混凝土性能，由采用原材料的性能所決定，所以只有對原材料的性能和相對質量進行試驗檢測，才能夠保證該工程所運用混凝土的配合比合理。對于高速公路建設前期檢測原材料質量，包括碎石、砂礫、鋼筋、水泥，通過以相關技術規定為依據，完成施工原材料的檢測工作，確保施工混凝土的所用材料，包括外加劑、粉煤灰、石灰、砂石之間的比例合理化，滿足該高速公路工程施工項目的混凝土質量要求，確定最優化的混凝土配合比。查閱資料確定原材料檢測情況（見表2）。

表2 高速公路試驗檢測材料項目

3 公路工程水泥混凝土質量控制措施

3.1 嚴格執行原材料試驗檢測流程

想要確保公路項目水泥混凝土原材料的試驗檢測符合質量控制標準，相關工作人員應當嚴格依照相關試驗檢測規章流程開展工作，在試驗檢測過程中一定要避免不規范及違規操作行為。在相關科研技術人員進行多次試驗后，對試驗結果對比分析完成整個試驗流程，在這個過程中注意最大程度地控制人為及其他干擾因素，并為后續試驗檢測相關工作人員的具體操作提供可靠依據。此外負責水泥混凝土試驗檢測的技術人員，自身的技術能力及專業操作水平同樣會在一定程度上影響最終的水泥混凝土試驗結果，必須保證參與水泥混凝土試驗檢測工作的相關技術人員，要持證上崗，對于檢測能力不足及資質不符的人員，不可以負責關鍵檢測工作環節，盡可能避免水泥混凝土試驗檢測結果受人為因素影響。除此之外還要嚴格遵循試驗檢測操作標準規程，在水泥混凝土采樣、檢測、上報等各項工作中，都應當與具體技術規定相符，保證試驗結果質量的前提下提升試驗檢測效率。

3.2 重視公路工程項目檢測工作

為了保障公路工程項目施工中水泥混凝土的性能滿足建設質量標準并在公路項目中得到很好的發揮，不僅應當重視每一環節的試驗檢測，還要重視在整個公路工程項目施工中的水泥混凝土質量檢測，具體包括三方面：首先，加強水泥混凝土原材料質量檢測，確保試驗檢測的相關操作流程符合標準化與規范性，具體的試驗檢測操作要遵循科學、規范操作原則，這樣可以保障水泥混凝土試驗檢測結果的客觀、真實、精準。其次，應當保證參與水泥混凝土試驗檢測工作的相關技術人員自身專業水平及操作技能都達到專業要求。最后，還要重視水泥混凝土試驗檢測中所用相關設備，認識到檢測設備對最終試驗檢測結果的影響程度，做好日常維修保養保證檢測設備始終良性運轉。

3.3 加強混凝土原材料施工管理

在對水泥混凝土原材料用于公路工程實際施工過程中，一定要注意開展原材料使用管理，保證水泥混凝土的使用性能最優化。尤其在水泥混凝土原材料進場時，就要立刻查驗規格型號做好記錄，保證水泥混凝土的分類應用及存儲管理便捷性，方便水泥混凝土的使用、監管。此外，工作人員還要注意水泥混凝土的日常堆放管理工作，注意日常防水防潮工作，避免水泥混凝土原材料所受外界因素影響最終質量性能。

3.4 科學規范整理試驗檢測相關資料

水泥混凝土原材料試驗檢測過程及最終結果的一系列資料，作為公路工程項目在技術建設施工中技術檔案不可或缺的重要組成部分，還能夠真實、準確、客觀地反映公路工程項目的路面路基、交通管理基礎設施、路橋施工路線和施工環境保護相關質量情況。不僅如此，試驗檢測的文書資料還可以方便公路項目最終施工質量驗收環節的查詢工作，以及一旦發生合同糾紛問題，即可第一時間提供可參考依據，真正實現了公路工程施工及后期驗收應用的順利接軌。

3.5 加大水泥混凝土試驗檢測管控力度

對水泥混凝土進行試驗檢測，在測試過程中周圍環境也會直接影響最終質量，因此檢測技術人員應當注意試驗檢測的環境管理，保證始終處于標準狀態下，最大化控制工程原材料，為水泥混凝土試驗檢測提供有利條件。在試驗檢測環境管控中，需要考慮多方管控內容，例如試驗檢測試驗室大小、技術設備等各因素，一定要保障試驗檢測設備的運行可靠穩定性。水泥混凝土原材料試驗檢測環境，即所處環境的溫濕度情況、原材料施工使用環境和日常管理環境，尤其在試驗檢測工作開展中，應當與實際工作情況相結合，對外界環境的溫濕度嚴格把控，避免由于溫濕度變化影響最終試驗檢測結果穩定性。

4 結語

總而言之，想要保障公路工程項目的施工質量，就要加大對公路工程所用水泥混凝土原材料的試驗檢測，重視水泥、摻合料、外加劑等原材料的性能影響程度，還要對原材料的應用屬性充分了解。并且在嚴格執行原材料試驗檢測流程，重視公路工程項目檢測工作，加強混凝土原材料施工管理，科學規范整理試驗檢測相關資料，加大水泥混凝土試驗檢測管控力度等方面，促使我國公路工程項目施工質量不斷提升。