淺析水利工程中混凝土檢測試驗及其質量控制措施

趙 圓

寧夏創元水利建筑工程質量檢測有限公司 寧夏 固原 756000

1 試驗檢測工作的必要性

水利工程質量不僅關系著廣大人民群眾的生活水平改善，也涉及生命財產安全，提高工程質量是我國經濟工作的長期戰略目標。水利工程質量檢測工作更起著不可替代的重要作用。

水利工程中，混凝土的設計及其質量的控制是工程質量的重要保證，關系著水利工程的整個安全運行。目前我國水利水電施工現場還存在較多的缺陷，對施工現場常見問題有以下兩點，首先工程在實際施工過程中，無法發揮檢測規范作用，有些施工單位未按檢測單位提供的一定比例配合拌制混凝土拌合物進行配比施工，將對混凝土質量產生很大影響，甚至會帶來嚴重的安全隱患。其次，施工單位砂石骨料進場后需送檢測機構委托檢測，并按批量分次委托，檢測機構委托檢測不符合規范要求雙倍復檢，復檢不符合規范要求的施工單位清場，施工方為了減少檢測費用的支出未按規定流程執行，忽視檢測工作的重要性而影響工程質量。

2 影響混凝土質量的因素

混凝土的質量受諸多因素的影響，原材料、配合比、養護及強度等，都會對混凝土質量產生很大影響。因此，為了保證混凝土工程的質量，應選擇適宜的、質量合格的原材料，滿足設計要求的混凝土配合比拌合物，再將其澆筑成型和養護。

2.1 材料的選擇問題

一個好的配合比設計離不開原材料的選擇，可見原材料品質的重要性。了解原材料的性能，為工程產品把關，為配合比設計提供基礎性技術數據，為工程提供數據依據。

2.1.1 水泥

水泥材料，一般包含水泥的品種、品質、強度等級、安定性、密度等。為保障混凝土質量，挑選水泥時應遵守下述原則：挑選廠家時建議挑選生產規模龐大、質量信譽優良的。若水泥標號相同，建議挑選富裕系數偏大廠家。同時，水泥挑選應依照具體的施工環境與條件進行選擇。正式施工前，基于進場水泥依照規范實施分批檢測。

不同品種的水泥礦物成分組成、摻合物、細度不同，用水量也不同，所以水泥用水量的多少影響著混凝土中用水量的多少，最終影響著混凝土的性能。普通硅酸鹽水泥的需水量較小，而礦渣硅酸鹽水泥的需水量較大，火山灰硅酸鹽水泥需水量最大。因此，在相同用水量條件下，選用需水量小的水泥，混凝土有較好的流動性：采用需水量大的水泥，混凝土流動性差。

2.1.2 細骨料

混凝土內部的細骨料，建議選擇細度模數適宜的細骨料。若人工砂具體的顆粒級配和形狀并非十分好，則將會降低混凝土的整體流動性。選擇細骨料時，也應依照混凝土配置強度科學選取。對于細骨料，其質量控制指標主要包含細度模數、含泥量和泥塊含量等。

砂的細度模數是衡量砂子粗細程度的一項重要參數，通過測定細骨料顆粒級配，計算出細度模數，按細度模數分為粗砂、中砂、細砂和特細砂。粗砂拌制的混凝土用水量有所減少，但密實性不佳，導致混凝土和易性不好。中砂拌制的混凝土可以減少拌合物的用水量，密實性、均勻性及流動性最佳，且和易性良好、強度最高的混凝土，同時達到節約水泥的效果。細砂或特細砂使混凝土拌合物用水量增加，水泥用量同時也增加，而且混凝土容易裂口。因此宜優先選用中砂。

細骨料含泥量較高時，混凝土的強度會降低，因為含泥量較高，影響骨料與膠凝材料之間的粘結，終影響混凝土強度；含泥量較高也會增加混凝土用水量，使水灰比增大，抗壓強度隨之降低。因此在骨料進施工現場之前應進行必要的沖洗，生產過程中做好抽檢試驗，保證骨料含泥量符合國家標準的規定。骨料的含泥量對抗滲、抗凍性能也有不利影響，使混凝土裂縫增加，因此在實際工程中，嚴格控制含泥量，保證工程質量安全。

因此在細骨料進施工現場之前應進行必要的沖洗，生產過程中做好抽檢試驗，保證骨料含泥量符合國家標準的規定。骨料的含泥量對抗滲、抗凍性能也有不利影響，使混凝土裂縫增加，因此在實際工程中，嚴格控制含泥量，保證工程質量安全。

2.1.3 粗骨料

對于粗骨料，其質量控制指標有粗骨料巖性、種類、顆粒級配、含泥量和壓碎值、堅固性、飽和面干表觀密度等，堅決不使用不達標的骨料。

石料級配是指各級粒徑顆粒的分配比例。粗骨料的顆粒級配將石子分為連續粒級、單粒粒級，連續級配是石子的公稱粒級中，每一公稱直徑中粒級連續分級，并按大小順序每級各占規定比例。連續級配的粗骨料在混凝土拌和物中和易性好，混凝土強度高，同時還影響混凝土抗滲性、抗凍性性能。

粗骨料中的含泥量對混凝土的抗凍性影響非常明顯，含泥量較高時，混凝土抗凍性能明顯降低，因此，有抗凍要求的混凝土要嚴格控制粗骨料的含泥量。

粗骨料在混凝土中的作用是骨架，對混凝土起變形性能，同時骨料的強度直接影響混凝土的強度，壓碎值指標的大小直接影響強度。

堅固性是骨料通過對硫酸鈉飽和溶液抵抗破壞的能力，來決定骨料的耐久性和體積穩定性。工程中有抗凍、抗滲性能要求的混凝土必須做堅固性。

2.1.4 摻合料

特殊混凝土需要摻合適宜的粉煤灰，不僅能替代某些水泥，控制成本，而且還能防范泌水、離析等現象的出現，增強混凝土和易性，也可增強水泥強度，減小水化熱，控制干裂和收縮。

2.1.5 外加劑

對于高性能混凝土，務必要增設外加劑，使用外加劑除可增加混凝土的穩定性和強度，提升和易性，同時，其配比量還能夠調整混凝土的實際凝結時間，優化混凝土性能。對于市場上所售賣的外加劑，實際挑選時一定要審核廠家的資質，進行相容性試驗，并依照規范標準檢測外加劑的相關指標，只有確保合格，方能應用。具體使用時，有效管控外加劑添加量，規避混凝土中裂縫和難凝等問題的出現。

2.1.6 拌合用水

配置混凝土時，所用水為飲用水，也可以是地下水和天然水，禁止使用遭受污染的水。

2.2 配合比的問題

混凝土配置強度的計算：混凝土設計齡期立方體抗壓強度標準值乘以保證率（選定）。

混凝土配合比的計算：初步配合比、試拌調整、確定配合比。

初步配合比：初步選定水膠比→根據拌合物塌落度要求初步選取用水量→計算出膠凝材料的用量→初步選取砂率并選用體積法或質量法計算砂子和石子的用量→混凝土配合比的試配（見圖1）、調整、確定。

圖1 試驗室試配

2.3 室內混凝土的拌和、養護及抗壓強度檢測試驗

人工拌和（量少時），人工拌和在鋼板上進行，拌和前應將鋼板及鐵鏟清洗干凈，并保持表面濕潤→砂料、水泥、摻合料拌勻→石料拌勻→堆錐形→中間凹坑→倒水→拌和完成。

機械拌和：20%＜拌和量＜80%（拌和容積）。在攪拌機放入少量預拌混凝土或砂漿→掛漿后卸出→加入石料、水泥、砂料、水（外加劑放入水中）依次→開動攪拌機攪拌2-3分鐘→倒在鋼板→人工翻拌2-3次（溫度：20±5℃，避免日照吹風）。

塌落度的測定：塌落度筒放在鋼板上→將拌合物倒入→分層（底層厚約70mm,中層厚約90mm）→從邊緣到每次搗棒25次→上層搗實→抹平→將塌落度筒提起→試樣不再塌度時→用鋼尺測量（2-3分鐘內）。若混凝土試樣一邊塌陷、剪壞，試驗作廢。塌落度以mm計，取整數。

在測定坍落度的同時，可目測評定混凝土拌和物的和易性：

1)根據搗棒的難易程度（棍度）。根據做坍落度時插搗混凝土的難易程度分為上、中、下三級。上級，表示容易插搗；中級，表示插搗時稍有阻滯感覺；下級，表示很難插搗。

2)根據搗棒在一側輕打（黏聚性）。用搗棒在做完坍落度的試樣一側中部輕打，如試樣保持原狀而漸漸下沉，表示黏聚性較好；若試樣突然坍倒、部分崩裂或發生粗骨料離析現象，表示黏聚性不好。

3)根據抹刀抹平程度（含砂情況）。根據抹刀抹平程度分多、中、少三級。多砂，用抹刀抹混凝土拌和物表面時，抹1~2次就可使混凝土表面平整無蜂窩；中砂，抹4~5次就可使混凝土表面平整無蜂窩；少砂，抹面困難，抹8~9次后混凝土表面仍不能消除蜂窩。

4)根據水分從混凝土中析出（析水情況）。根據水分從混凝土拌和物中析出的情況分多量、少量、無量三級。多量，表示在插搗時及提起坍落度筒后就有較多水分從底部析出;少量，表示有少量水分析出;無量，表示沒有明顯的析水現象。

混凝土立方體抗壓強度試驗，試件的齡期從攪拌加水起算，到達規定試驗齡期時，從養護室取出試件后應盡快測試。試件從養護室取出后，應目測檢查試件，如有較大缺損、鼓包、開裂、坑凹、扭曲等缺陷應廢棄。混凝土試件的尺寸要按要求測量。

試塊放在試驗機下加荷→破壞→變形→記錄荷載。

混凝土立方體抗壓強度計算：

fcc=P/A*1000

式中 fcc——抗壓強度，MPa；

P——破壞荷載，kN；

A——試件承壓面積，mm2。

每組3個試塊，3個試塊測值的平均值為該組抗壓強度的結果，當有一個測值與中間值之差超過中間值的15%時，取中間值作為試驗結果。當有兩個測值與中間值之差超過中間值的15%時，該組結果無效。

3 控制混凝土質量的措施

3.1 學會把關材料質量

水利工程一般工程量非常大，混凝土澆筑量大，原材料用量隨之也增大，材料就近選擇，但是水泥的品種很多，生產廠家也多，選擇正規廠家，依據混凝土結構選擇不同品種的水泥。

級配良好的砂子用水量隨之減少，同時達到節約水泥的效果，砂子的品質中顆粒級配非常重要。

骨料顆粒形態會影響混凝土拌和物的內摩擦阻力，外形圓、表面光滑的骨料(如卵石),其表面積小、內摩擦阻力較小，在一定用水量條件下可以得到較大的流動性，而外形多棱角、表面粗糙的骨料(如碎石),其表面積大、內摩擦阻力較大，流動性也小。因此為減少用水量宜選擇未經破碎的卵石。

水利工程一般遠離城市，多在山區的河道，受自然條件（多雨天氣）施工單位跟蹤原材料進場，按要求抽檢，并按規定批量抽檢。

水利工程澆筑面積大，進度快，跟蹤現場混凝土澆筑，質量檢驗務必跟蹤進行，否則無法反映、無法證明施工質量的情況。

3.2 學會合理配制

水膠比是配合比的靈魂。水膠比影響混凝土的工作性。

在用水量上，混凝土坍落度隨用水量的增加而加大，但不能增加太多，用水量太大，會降低混凝士拌和物的穩定性，易發生離析。

砂率過大，混凝土坍落度減小,塑性差、內聚性差,易分解;過小則易泛漿、黏聚性差，易離析，在滿足施工要求塌落度下的砂率為最優砂率。

3.3 學會養護混凝土

混凝土澆筑后要進行養護，下圖為試驗室養護（見圖2），混凝土澆筑初期必須養護。

圖2 試驗室養護

3.4 學會預防缺陷

提升水利工程質量檢測水平，提高檢測人員綜合素質和業務能力，是適應大規模水利工程建設的必然要求,是保證工程檢測質量的前提條件。綜合以上分析，想要進一步保證水利工程穩定運轉，就需要將關注點放在施工環節上。

4 結論

水利工程質量檢測是工程質量監督、管理工作的重要基礎，是確保水利工程建設質量的關鍵環節。按照國家制定的水利工程（產品）、材料質量標準，對水利工程質量檢驗工作采取全面的質量管理，對可能影響檢測結果的各種因素進行有效的控制，以確保檢測數據的準確性，為客戶提供可靠的檢驗數據和社會提供高效優質的服務，以此實行項目安全穩定的運行，將檢測工作更好地引領水利工程質量檢測發展。