水泥混凝土抗壓試件制作注意事項分析

甘肅省水利水電工程局有限責任公司，甘肅 蘭州 730030

混凝土的制備是根據混凝土的配合比，把水泥、砂、石、外加劑和水通過攪拌手段使其成為均質的混凝土材料。為了提高材料質量，在制作水泥混凝土抗壓試塊時必須測定其抗壓強度，并評價其強度等級，以此提高工程建筑質量。

1 工程概況

在某施工標段中，隧洞二次襯砌混凝土澆筑長度為6206.55m，樁號范圍為11+248.67—15+244.00，其中3#隧洞的長度為3995.33m、4#隧洞的長度為1854.22m、5#隧洞的長度為357.00m。3#隧洞與4#隧洞均為三心圓斷面形式，縱坡為1/2000，在變更之后凈斷面的尺寸為1.6m×1.923m。混凝土采用標號為C25F50W4的泵送混凝土，其坍落度為180～220mm，抗壓試塊大小為150mm×150mm×150mm。

2 水泥混凝土抗壓試件制作流程

2.1 試模選用

根據混凝土工程中水泥混凝土實驗的相關規(guī)定，混凝土抗壓試件采用邊長為150mm的正方體，集料最大粒徑為40mm。在制作試塊前先要檢查試模的尺寸與形狀，試模兩面平行，內棱邊尺寸偏差在1mm左右。如果試模的尺寸與形狀不符合要求，意味著試模已經變形，這樣的試塊無法真實體現出混凝土的抗壓強度，應該重新選用其他試模。

2.2 試件制作

（1）在正式制作試件前，首先對試模進行徹底清理，確保試模清潔，模壁表面不能帶有任何雜物與浮塵；然后對試模進行干燥處理，用潤滑油均勻涂抹整個試模的四周與底部，禁止液體流下來；最后用螺絲將試模擰緊，避免因接縫不嚴密導致漿體泄漏。

（2）在試模準備完成后，開始制拌混凝土。根據適當的水泥混凝土配合比稱取各類材料后進行試拌。在人工作業(yè)過程中，應注意拌和的順序：①用濕布將鐵板與鐵鏟潤濕；②稱取適量的水泥與砂并在鐵板上拌和均勻，加入石子后再一起拌和均勻；③將拌和物堆在一起，將其中心扒成長槽，將稱好的1/2水倒入長槽進行細致拌和；④將材料按照相同的步驟扒成長槽，把剩余的1/2水倒入長槽再繼續(xù)攪拌，反復翻拌6次以上[1]。

（3）在全部拌和結束后，將試件放到振動臺上振動。在振動過程中，盡量將試件放在振動臺的中間位置，使試件各個位置均可得到充分攪拌。振動時間由試件大小、形狀與振動能力決定。通常情況下，當混凝土外表平整及水泥漿均勻、沒有氣泡冒出時，說明已經振搗密實，此時可以停止振動。如果沒有振動臺，而采用人工作業(yè)，在振搗時應將試樣用搗棒分3次裝入試模中，并分層振搗，使振搗點均勻分布，每個點位的停留時間禁止過長，否則該點容易出現離析、薄弱層等情況。在振搗底層時，應將搗棒插入底部；在振搗上層時，應將搗棒深入層面下20～30mm的位置。當每層混凝土外表平整及水泥漿均勻、無氣泡時，便可停止振搗。在振搗結束后，利用鏝刀將混凝土表面抹平，確保試件表面平整，無蜂窩麻面現象，且試件抹面與邊緣處存在小于0.5mm的高低差。

2.3 強度評定

當試件數量超過10組時，應采用數理統(tǒng)計的方式進行強度評定。在該項目中經過實際配置選定如下參數：水泥用量為348kg/m3，水灰比為0.44每組，水泥、水、砂、碎石、外加劑的實際配合比為348 ∶153∶848∶1036∶5.57。在施工過程中容易受到季節(jié)、運輸距離等因素影響，可適當減少減水劑的摻量。根據當日不同時間段的溫度變化調整水量，將混凝土坍落度始終控制在180～220mm；現場混凝土拌制配合比可以通過拌和檢驗，滿足其耐久性與試配彎拉強度等要求[2]。

3 水泥混凝土抗壓試件制作的注意事項

3.1 混凝土拌和配比

在拌和階段應注意調整配合比，每次攪拌前都應檢驗拌和計量控制設備的工作狀態(tài)，確保能夠按照施工配合比精準計量。實驗室可以根據材料變化情況、拌和料含水量等調整配合比，保障混凝土的和易性與坍落度，并且做到實時動態(tài)監(jiān)督。在混凝土運輸方面，確保將混凝土在規(guī)定時間內送到目的地，混凝土由拌和機現場拌制，再裝入小型混凝土罐車后運輸至工作面進行連續(xù)澆筑，減少和避免離析現象的發(fā)生。

3.2 混凝土澆筑

在混凝土澆筑方面應注意操作方法，這對試件質量具有直接影響。首先，在模板制作過程中，結合混凝土結構特點與施工材料、工藝、設備等，采用最佳模板形式。襯砌臺車等特殊模板設計、安裝與質量控制應按照《液壓滑動模板施工技術規(guī)范》（GBJ 113—87）的相關規(guī)定，采用特殊混凝土澆筑方案來完成。在澆筑混凝土前，應對地質情況、澆筑準備工作、止水設施等進行全面檢查，確保符合設計要求，并做好記錄。拌制好的混凝土由小型混凝土罐車運輸至工作面時，由專業(yè)人員核實后判斷其坍落度是否符合要求，對于拌和不均、離析、超出運輸時間的物料直接作廢。混凝土澆筑采取分層、分倉方式，分層厚度應小于振搗棒總長度的1.5倍，搗棒應深入下層5cm的位置并按照順序前進，每次移動距離不超過半徑的1.5倍，堅決禁止泄漏問題的發(fā)生，且每棒都要與混凝土面接觸后下沉到位，上方泛漿排氣即可。在運用振動設備時，各類振動設備的頻率應保持一致，每次振動時間應小于20s，技術人員通過不同窗口移動輸料管，將其分成不同厚度后勻速前進，禁止出現超振現象，避免混凝土翻砂、粗骨料沉降[3]。

3.3 混凝土試件養(yǎng)護和強度評定

（1）混凝土試件表面質量保障。為了防止高速水流引起空蝕，在施工過程中應根據圖紙與監(jiān)理人的要求，對混凝土表面的凹凸情況進行有效控制。具體措施如下：隧洞的洞身、進出口位置的混凝土表面不平整度應控制在3mm以內，并將其磨成低于1∶30的斜坡；進出口位置的混凝土表面應平整光滑，盡量減少與圖紙的理論偏差；對于特殊位置，混凝土表面應被磨成低于1∶20的斜坡，或者嚴格按照圖紙規(guī)定實施；通常過水混凝土的不平整度應控制在6mm以內，凸起位置應被抹平，成為小于1∶20的斜坡，也可以根據圖紙規(guī)定來實施。在低溫季節(jié)進行施工時，特別是嚴寒地區(qū)，應盡量集中施工部位，而且要注重對有保溫要求的混凝土進行保溫，避免產生裂縫。另外，要提前準備好加熱、保溫、防凍等材料，還要做好防火準備；砂石骨料等應在秋冬季節(jié)到來之前清洗完畢，避免冰雪導致骨料凍結。在澆筑時，應注意控制和調整混凝土溫度，最大限度地減少波動，確保澆筑溫度均勻；施工所用的保溫模板不但要符合常規(guī)要求，而且要具備較強的保溫性能，全部縫隙孔洞等都要填堵起來，保溫層銜接應牢靠緊密。

（2）混凝土試件的養(yǎng)護。待試件成型后，應用濕布將其覆蓋起來，在溫度為20±5℃、濕度超過50%的環(huán)境下放置1～2d，并在確保試件強度與棱角不受破壞的前提下，將試模拆除。拆模完畢后，應對試件外觀進行檢查，剔除帶有缺陷的試件，一些缺陷較小的試件也可以通過后續(xù)加工將其補平。試件養(yǎng)護采用自然養(yǎng)護方式，包括防風、防曬、保溫等，一般在試件制作6～12h后進行養(yǎng)護。養(yǎng)護要點如下：①在試件表面覆蓋養(yǎng)護物，如草席、麻袋、砂土等；②定期灑水養(yǎng)護，使覆蓋物能夠始終處于濕潤狀態(tài)；③根據水泥品種決定灑水頻率與天數，對于硅酸鹽水泥、礦渣水泥等拌制的混凝土，其灑水養(yǎng)護天數應超過7d；對于具有抗?jié)B要求、添加緩凝劑的混凝土，其灑水養(yǎng)護天數應超過14d。

（3）混凝土試件強度評定。在試件標準養(yǎng)護4周后，需要對其抗壓強度進行試驗，以此判斷其強度等級，從而評定混凝土質量。在養(yǎng)護期滿后，將試件取出，對其尺寸、形狀進行檢驗，相對的兩面要平行，表面傾斜偏差應控制在0.5mm以下；對棱邊長度進行測量，精確到1mm。若發(fā)現試件上出現麻面等情況，應在試驗的前三天用濃泥漿進行填補，并在報告中注明。在破型之前，可將試件放置在球座上方，將球座放在壓力機的中間位置。強度等級低于C30的混凝土，加荷速度設置為0.3～0.5MPa/s；當試件受到破壞逐漸變形時，無需對試驗機油門進行調整，直接對試件進行破壞即可，并記錄破壞極限荷載。根據以下公式對混凝土試件的抗壓強度進行計算：

式中：R為混凝土抗壓強度，MPa；P為極限荷載，N；A為受壓面積，mm2。每3個試件為一組，對平均值進行計算，并將其作為測定值。如果任一測定值與中值的差值大于中值的15%，則以中值為測定值；如果兩個測定值的中值差值均超過以上規(guī)定，則說明該組試驗無效。

4 結束語

綜上所述，隨著混凝土工程數量與規(guī)模的不斷增加和擴大，水泥混凝土的用量也隨之加大。為了提高成品質量，在試配與澆筑環(huán)節(jié)都需要在現場制作試壓塊。總體來看，水泥混凝土的試塊制作流程并不復雜，但要想準確真實地體現砌塊成品質量，則任何制作環(huán)節(jié)都不能馬虎應對，應深刻領悟該項工作的重要性，通過加強對混凝土拌和與澆筑質量的控制，確保混凝土的工程質量，從而提升建筑工程的整體質量。