公路工程水泥混凝土原材料的试验检测方法

门 林

（中铁十九局集团第七工程有限公司，广东广州 511458）

0 引言

水泥混凝土是多数公路工程中的关键材料，因此加强对原材料质量的检验对于提高施工质量具有重要作用。水泥混凝土具有抗腐蚀性、抗寒性、成本低等应用优势。在现阶段的公路工程中，水泥混凝土占据较大的比重，其中，水泥混凝土是由集料、胶凝材料组成的非匀质复合型材料，在外力作用下其力学性质及破坏模式较为复杂。为保证成型的公路可满足质量要求，需从前期工作做起，并加强材料质量检验，从而给工程建设提供材料方面的保障。

水泥混凝土包含水泥、砂石、水及其他用于改善混合料性能的材料，其按照特定的配比制备而成，而根据公路等级的不同，所使用的水泥混凝土型号也不尽相同。因此，施工单位需准确控制水泥混凝土的配比，向公路施工输送高品质的材料，从而推动公路建设工作的顺利开展。

1 水泥混凝土原材料试验检测的问题分析

（1）取样缺乏代表性。受检测人员专业水平偏低的影响，难以选取具有代表性的样品，质量评估结果的可参考价值不足、指导意义不强。在取样缺乏代表性的情况下，部分原材料的质量问题未被及时发现，导致后续施工中相继显现出各类问题，严重影响正常施工。

（2）检测不规范。试验检测是一项高度专业化和精细化的工作，部分试验检测人员过度依赖于自身的经验，未按照规定的流程将相关工作落实到位，导致所得的结果与实际情况存在明显的偏差，难以给公路工程的正式施工提供可靠的参数指导。

（3）设备配套不合理。其中，以设备老旧问题最为突出，这是因为此类设备的精度较低，且在经过长时间的使用后误差会逐步加大，所以若将其投入至试验检测中，必然会降低结果的准确性。此外，设备的日常维护与保养工作又少，由此也将对设备的正常使用造成不良影响。

2 水泥混凝土原材料试验检测的基本对象

2.1 水的检测

水是水泥混凝土的基础组成材料，因此在原材料试验检测工作中，应充分考虑用水问题。水泥呈碱性，需采用掺水的方法稀释水泥，改善其碱性过高的情况，从而更好地发挥出水泥的性能优势，提高水泥混凝土的质量。酸碱度不合理严重影响水泥混凝土的强度，为避免此方面的问题，试验检测人员需要高度重视水的使用情况，并检测水的pH 值、矿物质含量等影响因素，确保投入使用的水能够维持在酸碱度适中的状态，以便在混凝土凝结期间水泥的应用优势可得到发挥，提高水泥混凝土的整体强度，使建成后的公路具有稳定性、耐久性的特点[1]。关于混凝土具体的检测情况见表1。

表1 混凝土性能检测报告

2.2 粗、细集料的检测

粗、细集料易影响水泥混凝土的后期强度，在混凝土生产阶段，需要加强对粗、细集料的检测，从而确保含泥量等指标均能够被控制在合理的区间内，同时将质量达标的粗、细集料投入至水泥混凝土生产中。

砂石的质量控制也是重点内容，需考虑砂石的规格、洁净度、粒径、压碎值等指标，确保投入使用的砂石能够与水泥、水等其他材料有效混合，共同组成高性能的水泥混凝土。对于砂石料的试验检测工作，需重点考虑以下两项内容。

2.2.1 真实密度试验

真实密度是衡量砂石料质量的关键指标，其是指砂石材料真实体积的质量。在组织真实密度试验时，可以采用李氏比重瓶法，在试验前选取适量砂石料，对其采取研磨处理措施，再转至高温环境内烘干，经称重后确定具体的重量；经称重操作后，将所得的材料转入密度瓶内，用水煮沸，期间可以发现闭口的空隙中持续存在水分进入的情况，此时可根据置换法的原理组织体积测量工作，由此确定样品的真实体积[2]。

经前述试验后，可得到试样的重量和体积，进一步计算出材料的密度（重量除以体积）。为保证试验检测结果的可靠性，在应用李氏比重瓶法时，可以组织多次试验，分别汇总数据，求取平均值。若试验过程中存在密度超过0.02 g/cm3的情况，则需重新取样并按照相同的方法试验。

2.2.2 孔隙率试验

孔隙率是衡量砂石材料质量特性的重要指标，因此也需加强试验检测，获得准确的孔隙率。对此，施工单位要结合前述的密度试验结果，并进一步计算砂石的孔隙率，以确保精度值为1%，且需尽可能地减小误差。

2.3 水泥的检测

水泥是胶结材料，同时也是影响混凝土强度的主导材料之一。在公路工程建设中，应从水泥的硬度、强度、抗压性3 个方面展开分析，选择满足工程质量要求的水泥型号。此外，施工单位要注意不可将硬化后的水泥应用于施工中，否则易影响后期混凝土的强度，导致其难以满足设计强度要求[3]。

针对此，施工单位需要以工程施工要求为导向，与具有资质的水泥生产厂商合作，采购高质量的水泥。水泥进场时加强质量检验，不满足要求则予以退场。水泥检测中抗压弹性模量试验装置如图1 所示。

图1 水泥检测中抗压弹性模量试验装置

3 水泥混凝土原材料试验检测的质量控制措施

原材料的试验检测是一项技术要求较高的工作，为顺利推动该项工作的开展，试验检测人员需要在主观上重视该项工作，并采取合适的试验检测方法，精准把控技术要点，并按规范操作，获得真实可靠的结果，从而准确反应水泥、水、砂石等材料的质量情况，给水泥混凝土的生产等相关工作的开展提供参考依据，从源头上规避质量问题[4]。

3.1 积极引入前沿化的检测技术

3.1.1 回弹弯沉检测技术

在路面挠度检测工作中，回弹弯沉检测是应用较为广泛的技术。该技术以重锤为主要装置，可在特定高度处使其自由落体，经测量后确定在重锤作用下公路的质量情况。现阶段，回弹弯沉检测技术已经较为成熟，其主要的应用优势有以下3 点：

（1）不会过多地干扰车辆行驶状态，能够兼顾质量检测以及交通出行的双重要求；操作较为便捷，可有效提高试验检测的工作效率。

（2）结果的可靠度较高，具有参考价值。

（3）在回弹弯沉检测工作中，还可辅以激光仪，以便快速掌握公路的沉降速率，丰富检测结果。

3.1.2 地质雷达检测技术

向被检测物发射高频电磁波，在发生反射现象后收集该部分电磁波，以所得的返回信息为准，对被测物的内部情况作出判断。实践表明，地质雷达检测技术具有操作便捷、结果直观、精度高的特点。为充分发挥出地质雷达检测技术的应用优势，则需按以下流程有序操作：

（1）利用计算机控制，使控制单元发出指令。

（2）控制单元在接收到该部分指令后，做出相应的操作，即发射信号以及接收信号。

（3）电磁波在发送过程中存在反射的情况，由接收器收集，再将该部分信息传输至计算机，经软件判断后生成相应的结果，供质量分析所用。

3.2 原材料的全流程管理

水泥混凝土原材料的试验检测应当贯穿于工程全流程中，除了施工阶段的试验检测外，还需考虑材料入库阶段。在水泥、砂石等原材料入场时，需要加强检查，构建并逐步完善原材料供应管理系统，详细记录包含规格、型号、数量在内的各类信息，在信息化技术的支撑作用下，实现对原材料使用情况的全流程监控[5]。

此外，加大对原材料的储存管理力度，有效防护原材料，以免出现水泥受潮、砂石料受污染等问题。例如，水泥应维持干燥的状态，若出现被水淋湿的情况，将硬结成块，导致其无法被应用于混凝土生产中。在防护工作中，可搭建防护棚，采取防风、防雨、防尘等措施，并由专员定期清点。

4 结束语

公路是地区间的联系“纽带”，与大众的出行以及社会经济的发展息息相关。原材料质量控制是工程施工中的关键内容，因此为切实提高公路的质量，施工单位应做好对原材料的试验检测工作，并筛选质量达标的材料，从而获得高性能的水泥混凝土，以便公路建设进程可高效推进，达到提质增效的效果。