公路工程水泥試驗檢測中常見細節問題分析

胡楠

（甘肅省交通科學研究院集團有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 引言

從國家建設角度分析，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濟效益，帶動社會經濟建設質量不斷提升方面同樣發揮著重要作用，由此，提升公路工程質量具有重要的現實意義。從工程建設實際角度分析，水泥材料作為公路工程施工的重要原材料，其質量直接對工程整體質量具有非常重要的影響，因此，國家以及建筑行業針對施工所用水泥標準做出了嚴格的規定。需要認識到的一點是，在經濟利益以及其他多種客觀因素影響下，水泥材料質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量有著非常重要的意義。

1 公路工程施工所用水泥強度及技術指標

1.1 水泥強度

從水泥性質角度進行分析，對水泥質量的評定可以用水泥強度這一重要指標，同時強度指標也是劃分水泥強度等級的依據。水泥強度主要以兆帕（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度及抗折強度表示，隨著時間的增加，水泥強度會逐漸增大，到28 天后，水泥強度增加緩慢。

通過對水泥混凝土強度進行試驗分析可知，膠空比（X=0.68α/[0.32α+W/C]）以及毛細管空隙率（Pc=W/C -0.36α）（其中，W/C 為水灰比，α為 水化程度）直接對水泥強度性能造成影響。在水泥生產流程中，如果可以實現對混凝土的混合料進行充分振搗，則混凝土強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W/C 小于0.42 時，預期殘留的未水化水泥在漿體內能夠一直長期存在。為避免這一現象的發生，W/C應大于0.42。在實際過程中，為讓混凝土的性能得到保證，可通過規定的W/C 以保證充分密實的混凝土再規定齡期的強度。

1.2 水泥材料技術指標

現行水泥質量衡量指標體系中，比重、細度、水化熱、凝結時間、標準稠度等是其中重要內容。其中水泥比重指標可以直接對水泥土攪拌樁漿液比重計算造成影響；細度越細，水泥硬化越快，其早期強度也越高，粒徑細度提升會提升水化反應速度，進而實現提升水泥強度的目的；水泥凝結時間主要為初凝時間和終凝時間，初凝時間為水泥加水攪拌至開始凝結所需的時間。終凝時間為自加水攪拌至凝結完成所需的時間。根據相關研究資料顯示，水泥材質評價需要依托于凝結時間這一指標，以硅酸鹽水泥為例，其初凝時間為45min 左右，而終凝時間則可達到6.5h 以上；水泥硬化指標是衡量水泥體積安定性的重要指標，該指標受水泥中含有的雜質影響；水化熱指標在衡量水泥硬化性能方面發揮著關鍵性作用；水泥標準稠度反應水泥凈漿的稀稠，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節，本文選取案例進行具體說明。案例工程為某地區二級公路工程，施工區域受新構造運動影響較大，板巖、砂巖等部分承載力較高，部分地段存在粘性土質，經過檢驗，其力學性質以及承載力可以滿足工程建設以及使用需求。施工技術人員在綜合考慮工程施工區域實際情況以及工程使用設計要求的基礎上，設計全線不對干燥、潮濕路段進行區分，路面設計厚度為34cm，C30 水泥混凝土基層以及墊層分別設計采用厚度為17cm 的5%水泥穩定砂礫以及厚度為15cm的級配碎石，墊層上方噴灑水泥漿作為粘結層。為確保工程施工質量，技術人員決定對水泥進行試驗檢測。

3 公路工程水泥試驗檢測方式

3.1 水泥稠度試驗

3.1.1 水泥標準稠度用水量檢測

從工程建設角度分析，水泥標準稠度用水量對攤鋪作業質量具有重要影響。案例工程中，施工技術人員為避免水泥標準稠度用水量與攤鋪作業要求不相適應，因此在施工開始前對其進行標準稠度用水量試驗，并對拌和機運行參數進行調整，以確保水料比例保持在合理狀態。水泥混凝土拌和作業開始前，技術人員首先對電子表盤、拌合站計量設備、水泥罐等進行調試標定，確保其平穩有序運行。隨后依據試驗得到的水料比例進行試拌作業。依據實際案例可知，拌和作業過程中，水泥用量偏差±0.5%～1.0%。通常情況下，水泥用量穩定，孔隙率偏大，會使得攤鋪作業耗時較長，實際施工過程中水分散失速度也會提升。由此，施工單位在實際進行拌和作業過程中適當地增加用水量，同時組織專人負責對下料倉等重點部位進行監視，最大限度地提升異常處理效率。

3.1.2 水泥凝結時間檢測

水泥加水拌和為標準稠度的凈漿，裝進試模中，隨著時間的變化，凈漿的凝結狀態有所不同，將凝結時間測定針自由沉入凈漿中，隨著時間的增加，凝結時間測定針沉入凈漿的深度不同。因此，可以通過判斷凝結時間測定針沉入凈漿的深度判斷水泥的凝結狀態。

案例工程中，檢測人員取施工現場樣品制備試件，按照規范要求制備好標準稠度的凈漿后裝模、養護、測試。

3.2 水泥細度檢測

案例工程中，施工技術人員充分認識到水泥細度對水泥強度的影響幅度，因此，技術人員設計試驗對水泥細度進行檢測。本次試驗中，技術人員選取比表面積法，選取標準試樣，對其表面積進行檢測，并依據結果獲取水泥細度數值。水泥比表面積的測定主要依據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 水泥混凝土強度檢測

案例工程中，施工設計采用的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。施工技術人員為確保水泥強度性能滿足工程設計要求，決定取施工現場樣品制備試件，并依據3d、7d 以及14d 齡期取9 組樣品，28d 齡期樣品取14 組。采用施工現場養護條件設計，進行抗壓強度試驗，考慮到抗折強度是確保混凝土路面質量的重要因素，因此，技術人員依據試驗結果對強度之間的關聯性進行探究。

根據強度試驗數據相關性可知，齡期7d情況下，抗折強度與抗壓強度之間相關性最強，技術人員也依據此情況對路面水泥混凝土養護齡期進行設計。

4 總結

綜上所述，隨著社會經濟發展的速度的不斷提升，國家對道路工程的質量提出更高的要求。本文針對公路工程施工必需的水泥混凝土試驗檢測進行研究，案例工程中通過對水泥標準稠度用水量、細度以及強度等性能進行測驗并開展施工，最終工程質量完全達到預期水平，其經驗可以為其他同類工程所用。