公路工程水泥試驗檢測中常見細(xì)節(jié)問題分析

胡楠

（甘肅省交通科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 引言

從國家建設(shè)角度分析，公路工程不僅對民眾日常生活有直接影響，對社會也有很好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，帶動社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)質(zhì)量不斷提升方面同樣發(fā)揮著重要作用，由此，提升公路工程質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。從工程建設(shè)實際角度分析，水泥材料作為公路工程施工的重要原材料，其質(zhì)量直接對工程整體質(zhì)量具有非常重要的影響，因此，國家以及建筑行業(yè)針對施工所用水泥標(biāo)準(zhǔn)做出了嚴(yán)格的規(guī)定。需要認(rèn)識到的一點是，在經(jīng)濟(jì)利益以及其他多種客觀因素影響下，水泥材料質(zhì)量參差不齊的情況較為突出，這就突顯出水泥試驗檢測的重要作用。因此，做好水泥的試驗檢測，對提高公路工程的質(zhì)量有著非常重要的意義。

1 公路工程施工所用水泥強(qiáng)度及技術(shù)指標(biāo)

1.1 水泥強(qiáng)度

從水泥性質(zhì)角度進(jìn)行分析，對水泥質(zhì)量的評定可以用水泥強(qiáng)度這一重要指標(biāo)，同時強(qiáng)度指標(biāo)也是劃分水泥強(qiáng)度等級的依據(jù)。水泥強(qiáng)度主要以兆帕（MPa）單位表示，具體指水泥材料硬化后可承受的最大破壞力，以不同齡期的抗壓強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度表示，隨著時間的增加，水泥強(qiáng)度會逐漸增大，到28 天后，水泥強(qiáng)度增加緩慢。

通過對水泥混凝土強(qiáng)度進(jìn)行試驗分析可知，膠空比（X=0.68α/[0.32α+W/C]）以及毛細(xì)管空隙率（Pc=W/C -0.36α）（其中，W/C 為水灰比，α為 水化程度）直接對水泥強(qiáng)度性能造成影響。在水泥生產(chǎn)流程中，如果可以實現(xiàn)對混凝土的混合料進(jìn)行充分振搗，則混凝土強(qiáng)度會隨著水灰比降低而提升，但是，水化物的形成需要一個最小的水量。W/C 最小為0.42α，即完成水化（α＝1.0）的W/C最小值為0.42，當(dāng)W/C 小于0.42 時，預(yù)期殘留的未水化水泥在漿體內(nèi)能夠一直長期存在。為避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，W/C應(yīng)大于0.42。在實際過程中，為讓混凝土的性能得到保證，可通過規(guī)定的W/C 以保證充分密實的混凝土再規(guī)定齡期的強(qiáng)度。

1.2 水泥材料技術(shù)指標(biāo)

現(xiàn)行水泥質(zhì)量衡量指標(biāo)體系中，比重、細(xì)度、水化熱、凝結(jié)時間、標(biāo)準(zhǔn)稠度等是其中重要內(nèi)容。其中水泥比重指標(biāo)可以直接對水泥土攪拌樁漿液比重計算造成影響；細(xì)度越細(xì)，水泥硬化越快，其早期強(qiáng)度也越高，粒徑細(xì)度提升會提升水化反應(yīng)速度，進(jìn)而實現(xiàn)提升水泥強(qiáng)度的目的；水泥凝結(jié)時間主要為初凝時間和終凝時間，初凝時間為水泥加水?dāng)嚢柚灵_始凝結(jié)所需的時間。終凝時間為自加水?dāng)嚢柚聊Y(jié)完成所需的時間。根據(jù)相關(guān)研究資料顯示，水泥材質(zhì)評價需要依托于凝結(jié)時間這一指標(biāo)，以硅酸鹽水泥為例，其初凝時間為45min 左右，而終凝時間則可達(dá)到6.5h 以上；水泥硬化指標(biāo)是衡量水泥體積安定性的重要指標(biāo)，該指標(biāo)受水泥中含有的雜質(zhì)影響；水化熱指標(biāo)在衡量水泥硬化性能方面發(fā)揮著關(guān)鍵性作用；水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度反應(yīng)水泥凈漿的稀稠，如凈漿中加水太少，凈漿會變稠，如凈漿中加水太多，凈漿會變稀。

2 工程概述

為深入探究公路工程水泥檢測要點環(huán)節(jié)，本文選取案例進(jìn)行具體說明。案例工程為某地區(qū)二級公路工程，施工區(qū)域受新構(gòu)造運動影響較大，板巖、砂巖等部分承載力較高，部分地段存在粘性土質(zhì)，經(jīng)過檢驗，其力學(xué)性質(zhì)以及承載力可以滿足工程建設(shè)以及使用需求。施工技術(shù)人員在綜合考慮工程施工區(qū)域?qū)嶋H情況以及工程使用設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計全線不對干燥、潮濕路段進(jìn)行區(qū)分，路面設(shè)計厚度為34cm，C30 水泥混凝土基層以及墊層分別設(shè)計采用厚度為17cm 的5%水泥穩(wěn)定砂礫以及厚度為15cm的級配碎石，墊層上方噴灑水泥漿作為粘結(jié)層。為確保工程施工質(zhì)量，技術(shù)人員決定對水泥進(jìn)行試驗檢測。

3 公路工程水泥試驗檢測方式

3.1 水泥稠度試驗

3.1.1 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量檢測

從工程建設(shè)角度分析，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量對攤鋪作業(yè)質(zhì)量具有重要影響。案例工程中，施工技術(shù)人員為避免水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量與攤鋪作業(yè)要求不相適應(yīng)，因此在施工開始前對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗，并對拌和機(jī)運行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以確保水料比例保持在合理狀態(tài)。水泥混凝土拌和作業(yè)開始前，技術(shù)人員首先對電子表盤、拌合站計量設(shè)備、水泥罐等進(jìn)行調(diào)試標(biāo)定，確保其平穩(wěn)有序運行。隨后依據(jù)試驗得到的水料比例進(jìn)行試拌作業(yè)。依據(jù)實際案例可知，拌和作業(yè)過程中，水泥用量偏差±0.5%～1.0%。通常情況下，水泥用量穩(wěn)定，孔隙率偏大，會使得攤鋪作業(yè)耗時較長，實際施工過程中水分散失速度也會提升。由此，施工單位在實際進(jìn)行拌和作業(yè)過程中適當(dāng)?shù)卦黾佑盟浚瑫r組織專人負(fù)責(zé)對下料倉等重點部位進(jìn)行監(jiān)視，最大限度地提升異常處理效率。

3.1.2 水泥凝結(jié)時間檢測

水泥加水拌和為標(biāo)準(zhǔn)稠度的凈漿，裝進(jìn)試模中，隨著時間的變化，凈漿的凝結(jié)狀態(tài)有所不同，將凝結(jié)時間測定針自由沉入凈漿中，隨著時間的增加，凝結(jié)時間測定針沉入凈漿的深度不同。因此，可以通過判斷凝結(jié)時間測定針沉入凈漿的深度判斷水泥的凝結(jié)狀態(tài)。

案例工程中，檢測人員取施工現(xiàn)場樣品制備試件，按照規(guī)范要求制備好標(biāo)準(zhǔn)稠度的凈漿后裝模、養(yǎng)護(hù)、測試。

3.2 水泥細(xì)度檢測

案例工程中，施工技術(shù)人員充分認(rèn)識到水泥細(xì)度對水泥強(qiáng)度的影響幅度，因此，技術(shù)人員設(shè)計試驗對水泥細(xì)度進(jìn)行檢測。本次試驗中，技術(shù)人員選取比表面積法，選取標(biāo)準(zhǔn)試樣，對其表面積進(jìn)行檢測，并依據(jù)結(jié)果獲取水泥細(xì)度數(shù)值。水泥比表面積的測定主要依據(jù)一定量的空氣通過固定厚度的水泥層和具有一定空隙率時，所受阻力不同而引起的流速的變化。

3.3 水泥混凝土強(qiáng)度檢測

案例工程中，施工設(shè)計采用的C30 混凝土，水灰比以及材料理論配合比分別為0.42 以及1.0:1.76:3.27:0.42。施工技術(shù)人員為確保水泥強(qiáng)度性能滿足工程設(shè)計要求，決定取施工現(xiàn)場樣品制備試件，并依據(jù)3d、7d 以及14d 齡期取9 組樣品，28d 齡期樣品取14 組。采用施工現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)條件設(shè)計，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗，考慮到抗折強(qiáng)度是確保混凝土路面質(zhì)量的重要因素，因此，技術(shù)人員依據(jù)試驗結(jié)果對強(qiáng)度之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行探究。

根據(jù)強(qiáng)度試驗數(shù)據(jù)相關(guān)性可知，齡期7d情況下，抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度之間相關(guān)性最強(qiáng)，技術(shù)人員也依據(jù)此情況對路面水泥混凝土養(yǎng)護(hù)齡期進(jìn)行設(shè)計。

4 總結(jié)

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度的不斷提升，國家對道路工程的質(zhì)量提出更高的要求。本文針對公路工程施工必需的水泥混凝土試驗檢測進(jìn)行研究，案例工程中通過對水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、細(xì)度以及強(qiáng)度等性能進(jìn)行測驗并開展施工，最終工程質(zhì)量完全達(dá)到預(yù)期水平，其經(jīng)驗可以為其他同類工程所用。