浅析水利工程中混凝土检测试验及其质量控制措施

赵 圆

宁夏创元水利建筑工程质量检测有限公司 宁夏 固原 756000

1 试验检测工作的必要性

水利工程质量不仅关系着广大人民群众的生活水平改善，也涉及生命财产安全，提高工程质量是我国经济工作的长期战略目标。水利工程质量检测工作更起着不可替代的重要作用。

水利工程中，混凝土的设计及其质量的控制是工程质量的重要保证，关系着水利工程的整个安全运行。目前我国水利水电施工现场还存在较多的缺陷，对施工现场常见问题有以下两点，首先工程在实际施工过程中，无法发挥检测规范作用，有些施工单位未按检测单位提供的一定比例配合拌制混凝土拌合物进行配比施工，将对混凝土质量产生很大影响，甚至会带来严重的安全隐患。其次，施工单位砂石骨料进场后需送检测机构委托检测，并按批量分次委托，检测机构委托检测不符合规范要求双倍复检，复检不符合规范要求的施工单位清场，施工方为了减少检测费用的支出未按规定流程执行，忽视检测工作的重要性而影响工程质量。

2 影响混凝土质量的因素

混凝土的质量受诸多因素的影响，原材料、配合比、养护及强度等，都会对混凝土质量产生很大影响。因此，为了保证混凝土工程的质量，应选择适宜的、质量合格的原材料，满足设计要求的混凝土配合比拌合物，再将其浇筑成型和养护。

2.1 材料的选择问题

一个好的配合比设计离不开原材料的选择，可见原材料品质的重要性。了解原材料的性能，为工程产品把关，为配合比设计提供基础性技术数据，为工程提供数据依据。

2.1.1 水泥

水泥材料，一般包含水泥的品种、品质、强度等级、安定性、密度等。为保障混凝土质量，挑选水泥时应遵守下述原则：挑选厂家时建议挑选生产规模庞大、质量信誉优良的。若水泥标号相同，建议挑选富裕系数偏大厂家。同时，水泥挑选应依照具体的施工环境与条件进行选择。正式施工前，基于进场水泥依照规范实施分批检测。

不同品种的水泥矿物成分组成、掺合物、细度不同，用水量也不同，所以水泥用水量的多少影响着混凝土中用水量的多少，最终影响着混凝土的性能。普通硅酸盐水泥的需水量较小，而矿渣硅酸盐水泥的需水量较大，火山灰硅酸盐水泥需水量最大。因此，在相同用水量条件下，选用需水量小的水泥，混凝土有较好的流动性：采用需水量大的水泥，混凝土流动性差。

2.1.2 细骨料

混凝土内部的细骨料，建议选择细度模数适宜的细骨料。若人工砂具体的颗粒级配和形状并非十分好，则将会降低混凝土的整体流动性。选择细骨料时，也应依照混凝土配置强度科学选取。对于细骨料，其质量控制指标主要包含细度模数、含泥量和泥块含量等。

砂的细度模数是衡量砂子粗细程度的一项重要参数，通过测定细骨料颗粒级配，计算出细度模数，按细度模数分为粗砂、中砂、细砂和特细砂。粗砂拌制的混凝土用水量有所减少，但密实性不佳，导致混凝土和易性不好。中砂拌制的混凝土可以减少拌合物的用水量，密实性、均匀性及流动性最佳，且和易性良好、强度最高的混凝土，同时达到节约水泥的效果。细砂或特细砂使混凝土拌合物用水量增加，水泥用量同时也增加，而且混凝土容易裂口。因此宜优先选用中砂。

细骨料含泥量较高时，混凝土的强度会降低，因为含泥量较高，影响骨料与胶凝材料之间的粘结，终影响混凝土强度；含泥量较高也会增加混凝土用水量，使水灰比增大，抗压强度随之降低。因此在骨料进施工现场之前应进行必要的冲洗，生产过程中做好抽检试验，保证骨料含泥量符合国家标准的规定。骨料的含泥量对抗渗、抗冻性能也有不利影响，使混凝土裂缝增加，因此在实际工程中，严格控制含泥量，保证工程质量安全。

因此在细骨料进施工现场之前应进行必要的冲洗，生产过程中做好抽检试验，保证骨料含泥量符合国家标准的规定。骨料的含泥量对抗渗、抗冻性能也有不利影响，使混凝土裂缝增加，因此在实际工程中，严格控制含泥量，保证工程质量安全。

2.1.3 粗骨料

对于粗骨料，其质量控制指标有粗骨料岩性、种类、颗粒级配、含泥量和压碎值、坚固性、饱和面干表观密度等，坚决不使用不达标的骨料。

石料级配是指各级粒径颗粒的分配比例。粗骨料的颗粒级配将石子分为连续粒级、单粒粒级，连续级配是石子的公称粒级中，每一公称直径中粒级连续分级，并按大小顺序每级各占规定比例。连续级配的粗骨料在混凝土拌和物中和易性好，混凝土强度高，同时还影响混凝土抗渗性、抗冻性性能。

粗骨料中的含泥量对混凝土的抗冻性影响非常明显，含泥量较高时，混凝土抗冻性能明显降低，因此，有抗冻要求的混凝土要严格控制粗骨料的含泥量。

粗骨料在混凝土中的作用是骨架，对混凝土起变形性能，同时骨料的强度直接影响混凝土的强度，压碎值指标的大小直接影响强度。

坚固性是骨料通过对硫酸钠饱和溶液抵抗破坏的能力，来决定骨料的耐久性和体积稳定性。工程中有抗冻、抗渗性能要求的混凝土必须做坚固性。

2.1.4 掺合料

特殊混凝土需要掺合适宜的粉煤灰，不仅能替代某些水泥，控制成本，而且还能防范泌水、离析等现象的出现，增强混凝土和易性，也可增强水泥强度，减小水化热，控制干裂和收缩。

2.1.5 外加剂

对于高性能混凝土，务必要增设外加剂，使用外加剂除可增加混凝土的稳定性和强度，提升和易性，同时，其配比量还能够调整混凝土的实际凝结时间，优化混凝土性能。对于市场上所售卖的外加剂，实际挑选时一定要审核厂家的资质，进行相容性试验，并依照规范标准检测外加剂的相关指标，只有确保合格，方能应用。具体使用时，有效管控外加剂添加量，规避混凝土中裂缝和难凝等问题的出现。

2.1.6 拌合用水

配置混凝土时，所用水为饮用水，也可以是地下水和天然水，禁止使用遭受污染的水。

2.2 配合比的问题

混凝土配置强度的计算：混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值乘以保证率（选定）。

混凝土配合比的计算：初步配合比、试拌调整、确定配合比。

初步配合比：初步选定水胶比→根据拌合物塌落度要求初步选取用水量→计算出胶凝材料的用量→初步选取砂率并选用体积法或质量法计算砂子和石子的用量→混凝土配合比的试配（见图1）、调整、确定。

图1 试验室试配

2.3 室内混凝土的拌和、养护及抗压强度检测试验

人工拌和（量少时），人工拌和在钢板上进行，拌和前应将钢板及铁铲清洗干净，并保持表面湿润→砂料、水泥、掺合料拌匀→石料拌匀→堆锥形→中间凹坑→倒水→拌和完成。

机械拌和：20%＜拌和量＜80%（拌和容积）。在搅拌机放入少量预拌混凝土或砂浆→挂浆后卸出→加入石料、水泥、砂料、水（外加剂放入水中）依次→开动搅拌机搅拌2-3分钟→倒在钢板→人工翻拌2-3次（温度：20±5℃，避免日照吹风）。

塌落度的测定：塌落度筒放在钢板上→将拌合物倒入→分层（底层厚约70mm,中层厚约90mm）→从边缘到每次捣棒25次→上层捣实→抹平→将塌落度筒提起→试样不再塌度时→用钢尺测量（2-3分钟内）。若混凝土试样一边塌陷、剪坏，试验作废。塌落度以mm计，取整数。

在测定坍落度的同时，可目测评定混凝土拌和物的和易性：

1)根据捣棒的难易程度（棍度）。根据做坍落度时插捣混凝土的难易程度分为上、中、下三级。上级，表示容易插捣；中级，表示插捣时稍有阻滞感觉；下级，表示很难插捣。

2)根据捣棒在一侧轻打（黏聚性）。用捣棒在做完坍落度的试样一侧中部轻打，如试样保持原状而渐渐下沉，表示黏聚性较好；若试样突然坍倒、部分崩裂或发生粗骨料离析现象，表示黏聚性不好。

3)根据抹刀抹平程度（含砂情况）。根据抹刀抹平程度分多、中、少三级。多砂，用抹刀抹混凝土拌和物表面时，抹1~2次就可使混凝土表面平整无蜂窝；中砂，抹4~5次就可使混凝土表面平整无蜂窝；少砂，抹面困难，抹8~9次后混凝土表面仍不能消除蜂窝。

4)根据水分从混凝土中析出（析水情况）。根据水分从混凝土拌和物中析出的情况分多量、少量、无量三级。多量，表示在插捣时及提起坍落度筒后就有较多水分从底部析出;少量，表示有少量水分析出;无量，表示没有明显的析水现象。

混凝土立方体抗压强度试验，试件的龄期从搅拌加水起算，到达规定试验龄期时，从养护室取出试件后应尽快测试。试件从养护室取出后，应目测检查试件，如有较大缺损、鼓包、开裂、坑凹、扭曲等缺陷应废弃。混凝土试件的尺寸要按要求测量。

试块放在试验机下加荷→破坏→变形→记录荷载。

混凝土立方体抗压强度计算：

fcc=P/A*1000

式中 fcc——抗压强度，MPa；

P——破坏荷载，kN；

A——试件承压面积，mm2。

每组3个试块，3个试块测值的平均值为该组抗压强度的结果，当有一个测值与中间值之差超过中间值的15%时，取中间值作为试验结果。当有两个测值与中间值之差超过中间值的15%时，该组结果无效。

3 控制混凝土质量的措施

3.1 学会把关材料质量

水利工程一般工程量非常大，混凝土浇筑量大，原材料用量随之也增大，材料就近选择，但是水泥的品种很多，生产厂家也多，选择正规厂家，依据混凝土结构选择不同品种的水泥。

级配良好的砂子用水量随之减少，同时达到节约水泥的效果，砂子的品质中颗粒级配非常重要。

骨料颗粒形态会影响混凝土拌和物的内摩擦阻力，外形圆、表面光滑的骨料(如卵石),其表面积小、内摩擦阻力较小，在一定用水量条件下可以得到较大的流动性，而外形多棱角、表面粗糙的骨料(如碎石),其表面积大、内摩擦阻力较大，流动性也小。因此为减少用水量宜选择未经破碎的卵石。

水利工程一般远离城市，多在山区的河道，受自然条件（多雨天气）施工单位跟踪原材料进场，按要求抽检，并按规定批量抽检。

水利工程浇筑面积大，进度快，跟踪现场混凝土浇筑，质量检验务必跟踪进行，否则无法反映、无法证明施工质量的情况。

3.2 学会合理配制

水胶比是配合比的灵魂。水胶比影响混凝土的工作性。

在用水量上，混凝土坍落度随用水量的增加而加大，但不能增加太多，用水量太大，会降低混凝士拌和物的稳定性，易发生离析。

砂率过大，混凝土坍落度减小,塑性差、内聚性差,易分解;过小则易泛浆、黏聚性差，易离析，在满足施工要求塌落度下的砂率为最优砂率。

3.3 学会养护混凝土

混凝土浇筑后要进行养护，下图为试验室养护（见图2），混凝土浇筑初期必须养护。

图2 试验室养护

3.4 学会预防缺陷

提升水利工程质量检测水平，提高检测人员综合素质和业务能力，是适应大规模水利工程建设的必然要求,是保证工程检测质量的前提条件。综合以上分析，想要进一步保证水利工程稳定运转，就需要将关注点放在施工环节上。

4 结论

水利工程质量检测是工程质量监督、管理工作的重要基础，是确保水利工程建设质量的关键环节。按照国家制定的水利工程（产品）、材料质量标准，对水利工程质量检验工作采取全面的质量管理，对可能影响检测结果的各种因素进行有效的控制，以确保检测数据的准确性，为客户提供可靠的检验数据和社会提供高效优质的服务，以此实行项目安全稳定的运行，将检测工作更好地引领水利工程质量检测发展。