水泥混凝土抗压试件制作注意事项分析

甘肃省水利水电工程局有限责任公司，甘肃 兰州 730030

混凝土的制备是根据混凝土的配合比，把水泥、砂、石、外加剂和水通过搅拌手段使其成为均质的混凝土材料。为了提高材料质量，在制作水泥混凝土抗压试块时必须测定其抗压强度，并评价其强度等级，以此提高工程建筑质量。

1 工程概况

在某施工标段中，隧洞二次衬砌混凝土浇筑长度为6206.55m，桩号范围为11+248.67—15+244.00，其中3#隧洞的长度为3995.33m、4#隧洞的长度为1854.22m、5#隧洞的长度为357.00m。3#隧洞与4#隧洞均为三心圆断面形式，纵坡为1/2000，在变更之后净断面的尺寸为1.6m×1.923m。混凝土采用标号为C25F50W4的泵送混凝土，其坍落度为180～220mm，抗压试块大小为150mm×150mm×150mm。

2 水泥混凝土抗压试件制作流程

2.1 试模选用

根据混凝土工程中水泥混凝土实验的相关规定，混凝土抗压试件采用边长为150mm的正方体，集料最大粒径为40mm。在制作试块前先要检查试模的尺寸与形状，试模两面平行，内棱边尺寸偏差在1mm左右。如果试模的尺寸与形状不符合要求，意味着试模已经变形，这样的试块无法真实体现出混凝土的抗压强度，应该重新选用其他试模。

2.2 试件制作

（1）在正式制作试件前，首先对试模进行彻底清理，确保试模清洁，模壁表面不能带有任何杂物与浮尘；然后对试模进行干燥处理，用润滑油均匀涂抹整个试模的四周与底部，禁止液体流下来；最后用螺丝将试模拧紧，避免因接缝不严密导致浆体泄漏。

（2）在试模准备完成后，开始制拌混凝土。根据适当的水泥混凝土配合比称取各类材料后进行试拌。在人工作业过程中，应注意拌和的顺序：①用湿布将铁板与铁铲润湿；②称取适量的水泥与砂并在铁板上拌和均匀，加入石子后再一起拌和均匀；③将拌和物堆在一起，将其中心扒成长槽，将称好的1/2水倒入长槽进行细致拌和；④将材料按照相同的步骤扒成长槽，把剩余的1/2水倒入长槽再继续搅拌，反复翻拌6次以上[1]。

（3）在全部拌和结束后，将试件放到振动台上振动。在振动过程中，尽量将试件放在振动台的中间位置，使试件各个位置均可得到充分搅拌。振动时间由试件大小、形状与振动能力决定。通常情况下，当混凝土外表平整及水泥浆均匀、没有气泡冒出时，说明已经振捣密实，此时可以停止振动。如果没有振动台，而采用人工作业，在振捣时应将试样用捣棒分3次装入试模中，并分层振捣，使振捣点均匀分布，每个点位的停留时间禁止过长，否则该点容易出现离析、薄弱层等情况。在振捣底层时，应将捣棒插入底部；在振捣上层时，应将捣棒深入层面下20～30mm的位置。当每层混凝土外表平整及水泥浆均匀、无气泡时，便可停止振捣。在振捣结束后，利用镘刀将混凝土表面抹平，确保试件表面平整，无蜂窝麻面现象，且试件抹面与边缘处存在小于0.5mm的高低差。

2.3 强度评定

当试件数量超过10组时，应采用数理统计的方式进行强度评定。在该项目中经过实际配置选定如下参数：水泥用量为348kg/m3，水灰比为0.44每组，水泥、水、砂、碎石、外加剂的实际配合比为348 ∶153∶848∶1036∶5.57。在施工过程中容易受到季节、运输距离等因素影响，可适当减少减水剂的掺量。根据当日不同时间段的温度变化调整水量，将混凝土坍落度始终控制在180～220mm；现场混凝土拌制配合比可以通过拌和检验，满足其耐久性与试配弯拉强度等要求[2]。

3 水泥混凝土抗压试件制作的注意事项

3.1 混凝土拌和配比

在拌和阶段应注意调整配合比，每次搅拌前都应检验拌和计量控制设备的工作状态，确保能够按照施工配合比精准计量。实验室可以根据材料变化情况、拌和料含水量等调整配合比，保障混凝土的和易性与坍落度，并且做到实时动态监督。在混凝土运输方面，确保将混凝土在规定时间内送到目的地，混凝土由拌和机现场拌制，再装入小型混凝土罐车后运输至工作面进行连续浇筑，减少和避免离析现象的发生。

3.2 混凝土浇筑

在混凝土浇筑方面应注意操作方法，这对试件质量具有直接影响。首先，在模板制作过程中，结合混凝土结构特点与施工材料、工艺、设备等，采用最佳模板形式。衬砌台车等特殊模板设计、安装与质量控制应按照《液压滑动模板施工技术规范》（GBJ 113—87）的相关规定，采用特殊混凝土浇筑方案来完成。在浇筑混凝土前，应对地质情况、浇筑准备工作、止水设施等进行全面检查，确保符合设计要求，并做好记录。拌制好的混凝土由小型混凝土罐车运输至工作面时，由专业人员核实后判断其坍落度是否符合要求，对于拌和不均、离析、超出运输时间的物料直接作废。混凝土浇筑采取分层、分仓方式，分层厚度应小于振捣棒总长度的1.5倍，捣棒应深入下层5cm的位置并按照顺序前进，每次移动距离不超过半径的1.5倍，坚决禁止泄漏问题的发生，且每棒都要与混凝土面接触后下沉到位，上方泛浆排气即可。在运用振动设备时，各类振动设备的频率应保持一致，每次振动时间应小于20s，技术人员通过不同窗口移动输料管，将其分成不同厚度后匀速前进，禁止出现超振现象，避免混凝土翻砂、粗骨料沉降[3]。

3.3 混凝土试件养护和强度评定

（1）混凝土试件表面质量保障。为了防止高速水流引起空蚀，在施工过程中应根据图纸与监理人的要求，对混凝土表面的凹凸情况进行有效控制。具体措施如下：隧洞的洞身、进出口位置的混凝土表面不平整度应控制在3mm以内，并将其磨成低于1∶30的斜坡；进出口位置的混凝土表面应平整光滑，尽量减少与图纸的理论偏差；对于特殊位置，混凝土表面应被磨成低于1∶20的斜坡，或者严格按照图纸规定实施；通常过水混凝土的不平整度应控制在6mm以内，凸起位置应被抹平，成为小于1∶20的斜坡，也可以根据图纸规定来实施。在低温季节进行施工时，特别是严寒地区，应尽量集中施工部位，而且要注重对有保温要求的混凝土进行保温，避免产生裂缝。另外，要提前准备好加热、保温、防冻等材料，还要做好防火准备；砂石骨料等应在秋冬季节到来之前清洗完毕，避免冰雪导致骨料冻结。在浇筑时，应注意控制和调整混凝土温度，最大限度地减少波动，确保浇筑温度均匀；施工所用的保温模板不但要符合常规要求，而且要具备较强的保温性能，全部缝隙孔洞等都要填堵起来，保温层衔接应牢靠紧密。

（2）混凝土试件的养护。待试件成型后，应用湿布将其覆盖起来，在温度为20±5℃、湿度超过50%的环境下放置1～2d，并在确保试件强度与棱角不受破坏的前提下，将试模拆除。拆模完毕后，应对试件外观进行检查，剔除带有缺陷的试件，一些缺陷较小的试件也可以通过后续加工将其补平。试件养护采用自然养护方式，包括防风、防晒、保温等，一般在试件制作6～12h后进行养护。养护要点如下：①在试件表面覆盖养护物，如草席、麻袋、砂土等；②定期洒水养护，使覆盖物能够始终处于湿润状态；③根据水泥品种决定洒水频率与天数，对于硅酸盐水泥、矿渣水泥等拌制的混凝土，其洒水养护天数应超过7d；对于具有抗渗要求、添加缓凝剂的混凝土，其洒水养护天数应超过14d。

（3）混凝土试件强度评定。在试件标准养护4周后，需要对其抗压强度进行试验，以此判断其强度等级，从而评定混凝土质量。在养护期满后，将试件取出，对其尺寸、形状进行检验，相对的两面要平行，表面倾斜偏差应控制在0.5mm以下；对棱边长度进行测量，精确到1mm。若发现试件上出现麻面等情况，应在试验的前三天用浓泥浆进行填补，并在报告中注明。在破型之前，可将试件放置在球座上方，将球座放在压力机的中间位置。强度等级低于C30的混凝土，加荷速度设置为0.3～0.5MPa/s；当试件受到破坏逐渐变形时，无需对试验机油门进行调整，直接对试件进行破坏即可，并记录破坏极限荷载。根据以下公式对混凝土试件的抗压强度进行计算：

式中：R为混凝土抗压强度，MPa；P为极限荷载，N；A为受压面积，mm2。每3个试件为一组，对平均值进行计算，并将其作为测定值。如果任一测定值与中值的差值大于中值的15%，则以中值为测定值；如果两个测定值的中值差值均超过以上规定，则说明该组试验无效。

4 结束语

综上所述，随着混凝土工程数量与规模的不断增加和扩大，水泥混凝土的用量也随之加大。为了提高成品质量，在试配与浇筑环节都需要在现场制作试压块。总体来看，水泥混凝土的试块制作流程并不复杂，但要想准确真实地体现砌块成品质量，则任何制作环节都不能马虎应对，应深刻领悟该项工作的重要性，通过加强对混凝土拌和与浇筑质量的控制，确保混凝土的工程质量，从而提升建筑工程的整体质量。