公路工程中混凝土配合比的试验分析

时间：2024-04-25

李兵兵

山西路桥第二工程有限公司山西临汾 041051

针对公路工程混凝土组成材料，进行有效性的分析，并简单介绍了混凝土基准配合比内容，例如严格控制外加剂掺量、开展试拌试验、适当调整混凝土容重和含气量等，提出实验室试拌配合比与现场配合比试验内容，可以有效提升公路项目混凝土材料利用率，旨在为相关人员提供借鉴和帮助。

1 公路工程混凝土组成材料分析

混凝土主要由粗骨料、细骨料、水、水泥等材料组成，在混凝土配合比设计环节，技术人员需要全方面考虑各项原材料特点，以及公路工程的实际施工强度要求，通过进行详细的计算，并加强实验室试配，可以更好的确定出公路工程混凝土配合比，从而不断提升工程的整体质量[1]。此外，通过开展公路工程项目混凝土配合比试验，能够显著提升公路的各项使用性能，避免公路在后续运行过程当中发生较多病害，不断减少返工次数。对于技术人员来说，要综合考虑公路工程项目所在地区的环境条件，若项目位于严寒地区，为了确保公路结构自身的耐久性符合规定要求，可以适当提升混凝土水胶比，适当减少水泥使用量，不断提升公路工程结构的耐久性与安全性。

2 混凝土配比原材料种类分析

2.1 水泥

就混凝土而言，水泥是最为理想的胶凝材料，不同的工程中其对物理、化学指标的要求也不同，要根据施工项目匹配适合的水泥型号。为有效控制混凝土质量，应优化施工选材，选择耐久性较高的水泥，其强度等级应高于32.5MPa，并在使用前进行强度检验，不同厂家生产水泥不得混用。例如，某路段施工治理项目对于水泥特性有着质量要求，需要按照项目施工进程进行水泥原材料测定，并保证其测试结果满足 P·O42.5水泥的质量要求。

2.2 骨料

骨料方面，常规混凝土的骨料主要分为粗骨料与细骨料两种，选择耐久性好的粗骨料能够有效提高混凝土强度，其粒径应小于15mm。应选择质地较为坚硬，且内部洁净的粗骨料，其细度模数要达到2.5以上[2]。骨料是混凝土的重要组成部分，其直接关系着混凝土的质量，现阶段常采用粗骨料进行混凝土制作，其分为碎石与卵石两种形态，其中碎石是指岩石经过加工处理后产物，而卵石则是指天然卵砾石。

2.3 外加剂

混凝土拌和期间需要加入适量外加剂，其作用是提高混凝土的使用性能，并根据不同工程项目匹配不同的外加剂类型，以及外加剂适用掺量。有效提高建筑施工质量的同时，适当调整增粘剂的用量，有效降低喷射过程中的回弹量和粉尘。此外，在工程项目施工环节，其所使用的外加剂应在使用保质期限内，并按照相关规定进行处理。

2.4 速凝剂

速凝剂是一种有效减少混凝土配比时间的物质，实际施工环节要考虑到速凝剂自身是否对人体有危害，选择影响效果最小，且满足施工需求的速凝剂。常规速凝剂的初凝时间要小于5min，其终凝时间要小于10min，且用量要控制在水泥剂量的5%左右，完善速凝剂存储工作，避免出现速凝剂受潮情况。

3 基准配合比

3.1 添加剂的选择和添加

除三、四级公路工程需要对路面进行真空脱水外，其他级别的公路工程，无论是路面还是桥面，都必须掺入外加剂，最好根据水泥种类的要求，通过试验混合确定和灵活性。补充剂的类型和剂量。

3.2 试验混合物试验

首先用经验公式估算混合比，然后检验混合料是否能满足规范要求。混合物必须具有良好的可加工性，检测项目主要是含气量和落差。如果混合料的和易性和含气量不符合要求，则应在水灰比恒定的基础上调整砂比、耗水量和杂质含量。经计算，钢纤维体积比、用水量与符合耐久性和抗弯强度要求的粉煤灰实际掺量比例，未经批准不得变更。技术人员需要结合经验公式，准确估算出混凝土配合比，并重点检验混凝土拌合物的各项性能是否满足规定标准要求，拌合物需要具备较好的工作性能，并检验混凝土的含气量和坍落度。若混凝土拌合物的含气量和工作性能不满足规定要求，技术人员需要在保持水灰比不变的前提下，适当调整砂率与涌水量，包括外加剂的实际掺加量。

3.3 调整混凝土容重和含气量

根据密度法计算确定的混合比，需要测量按此混合比混合的混合物的体积密度，然后根据测量结果相应地调整混合比。在调整过程中，如果水灰比增加，则水泥用量不能减少。调整完成后，必须重新测试混合物的容重，容重偏差不得超过±2.5%。当采用体积法和密度法确定混合比时，需要按此混合比测量混合后的混合物中的气体含量，气体含量的偏差可通过实测确定，满足以下要求[3]。如果不符合要求，则必须调整进气量，直至符合要求，当混凝土路面无抗冻要求时。

如果技术人员采取体积法和密度法结合方式确定混凝土配合比，要结合具体的配合比要求，重点检测各类拌合物的含气量，并采取实际测量的方式，对各项数据进行复测，若拌合物的含气量不满足规定标准要求，技术人员还要适当调整混凝土拌合物引气剂掺加量，一直到满足规定标准要求为止。

若混凝土集料最大粒径为19.0mm，则含气量要保持在3.0%～5.0%范围内；若混凝土集料最大粒径为26.5mm，则含气量要保持在2.5%～4.5%范围内；若混凝土集料最大粒径为31.5mm，则含气量要保持在2.0%～4.0%范围内。当混凝土路面提出了抗冻性要求时，若混凝土集料最大粒径为19.0mm，则含气量要保持在4.5%～5.5%范围内；若混凝土集料最大粒径为26.5mm，则含气量要保持在4.0%～5.0%范围内；若混凝土集料最大粒径为31.5mm，则含气量要保持在3.5%～4.5%范围内。当混凝土路面提出抗盐冻要求时，若混凝土集料最大粒径为19.0mm，则含气量要保持在5.5%～6.5%范围内；若混凝土集料最大粒径为26.5mm，则含气量要保持在5.0%～6.0%范围内；若混凝土集料最大粒径为31.5mm，则含气量要保持在4.5%～5.5%范围内。

3.4 强度和耐久性的回顾

一旦实际测试确定混合物的性能满足要求，则按照标准的要求进行测试和健康维护。同时选取水灰比为中心，水灰比在0.02范围内增减；改变，以选择水泥用量为中心，在15～20公斤/立方米范围内增加或减少水泥用量。对于钢纤维混凝土，应以钢纤维实际用量的选择为中心，钢纤维实际用量应增加或减少0.2%。根据上述要求，制作各种试样，包括抗弯强度试样、抗压强度试样、抗冻试样、耐磨试样和收缩试样，用于测试和测定混凝土的性能[4]。针对钢纤维混凝土材料，通过合理控制钢纤维的实际掺加量，并以此作为重点控制内容，按0.2%幅度适当增减钢纤维的掺加量。通过按照上述要求制作各类试件，并开展强度与耐久性试验，能够帮助技术人员准确判断出混凝土试件强度与耐久性是否满足规定标准要求，进而更好的了解混凝土试件的各项性能。

3.5 查看混合比

施工现场实验室将根据满足上述所有要求的结果确定混合比，同时向监理和施工方提交报告以供核实。如果能满足要求，将作为混合物的参考比例。

4 实验室试拌配合比与现场配合比试验分析

4.1 实验室试拌配合比

公路工程混凝土实验室配合比通常在搅拌楼内部开展检验工作，主要以料场内部的砂石材料参数作为依据，通过有效调整外加剂的掺量和用水量，包括砂率，能够避免材料水灰比出现变化，同时，科学控制钢纤维体积率和水泥剂量。确保各项材料性能符合规定标准要求之后，方可开展混凝土试拌配合比工作，确定出最佳配合比之后，将最终的结果上交监理单位进行严格审核，审核达标后方可签认。

得到实验室配合比后，技术人员在具体施工之前，需要在大规模搅拌楼内部深入开展试拌试验，若检验数据符合规定要求，则此配合比能够直接应用到实际施工当中。若搅拌机的规模比较小，可以采取此种方法，若搅拌楼规模较大，仍然采取此种方法，会影响材料的强度与耐久性，因为搅拌楼的容积不同，故需要采取不同的搅拌方式[5]。结合有关试验标准要求能够得知，在实验室内部采取单卧轴式搅拌机，大规模搅拌楼主要采用双窝轴式搅拌机，如果室内拌和效果较差，技术人员可适当延长混合料的拌和时间。若采用大型拌合楼，为了满足实际的施工产量需求，混合料的拌和时间由计算机精确计算得来，技术人员严禁擅自改动，从而确保拌合物的容重符合规定要求。另外，因为各项原材料的含水量和洁净度均可能会出现变异，使得砂石料配量受到一定影响，所以，在实际搅拌过程当中，开展试拌试验特别重要。在搅拌楼内部进行试拌，需要按照上述要求，分成多个阶段独立开展，准备好摊铺机之后，方可开展后续试验。试拌结束后，技术人员还要科学调整各项参数，并在试验段中开展试铺施工。若采取此种模式，技术人员无需调整混合料的加水量，而且可以准确判断出公路公路路面的各项施工指标是否满足规定要求。

测试混合比实验室的混合比应在混合楼进行检查。同时，根据堆场砂石料的不同参数，调整外加剂、耗水量和砂比。调整程序，水灰比不得改变，钢纤维体积和水泥用量不得减少。确定其满足和易性、耐久性和强度要求后，即可确定试验混合物的配比。获得该混合比后，必须经过监测站的检验，检验合格后方可签字认可。一旦达到内部混合比，在开始道路施工之前，需要在大型混合建筑中进一步试混合和检查。检验合格后，可直接使用配比进行施工。这样做的原因是室内只能使用小型搅拌机。与大型混合机相比，体积会有较大的差异，会影响加水量，混合的方法也有一定的差异。

根据相关测试标准，室内使用单卧轴搅拌机，而大型搅拌机主要是双承插轴。在室内搅拌时，如果搅拌不好，可相应延长搅拌时间。满足生产要求，混凝土搅拌时间由计算机确定。未经授权的更改将对混合物的堆积密度产生重大影响；此外，原料的纯度和含水量可以变化，加水量和砂石料的用量也可以变化。含水量对砂石料纯度的影响影响强度、收缩率和混合物的耐久性。基于此，在开始试运行之前，在搅拌机中进行试搅拌是非常重要和必要的。在搅拌楼内进行的试拌可根据上述要求和试铺分几个阶段独立进行。整理器准备妥当后，即可与测试部分一起进行。试拌完成并调整好各项参数后，即可在试料段进行试铺施工。这样无需调整加水量，即可判断路面指标是否满足要求。

4.2 公路工程施工现场配合比

因为公路工程施工作业现场内部不同类型原材料含水量和含泥量均会发生一定变化，故技术人员需要科学控制混合料内部水泥剂量，禁止擅自减少水泥使用量[6]。一般来讲，混合料的水灰比不宜变动。针对砂石材料，如论其含水量和含泥量出现怎样的变化，水泥剂量必须保持不变，若条件允许，可以适当增加水泥剂量，但是严禁减小水泥剂量。在公路工程施工期间，若外界天气突然降雨，在停雨之后，技术人员需要有效调整混合料加水量，在保证水灰比不变的前提下，准确称取出砂石料的重量，并进行有效调整，严禁变更其余参数，确保混凝土结构的各项性能符合规定标准要求，不断提高公路工程混凝土结构的安全性与可靠性。由于现场施工时不同原料中水分和污泥含量的变化，水泥用量应比试拌确定的配合比高5～10kg/m3，不能同时减少。一般情况下，水与水泥的比例可以保持不变，不能增加。对于砂石，无论含水量和污泥含量如何变化，水泥用量必须保持不变，必要时可略增加，但切不可减少。污泥含量低时，推荐使用低值，污泥含量高时，推荐使用高值。在搅拌站完成试拌和调整混凝土配合比，施工时需根据季节、温度和运输距离等情况相应调整外加剂的掺量，保证混凝土始终落下。如施工中突然下雨，需在下雨后调整加水量。在保持水灰比不变的基础上，需要相应地调整砂石的称量。其他参数一般不允许更改。为避免混凝土和易性发生变化，混凝土始终处于稳定状态。雨后调整水量和称重砂石时，如果按照规范要求用砂石覆盖，原则上不需要。但是，在实际情况下，通常不可能覆盖砂石材料，当含水量较高时，检测探头会覆盖湿砂。实际测量结果远高于实际情况。微调功能是适应施工过程中温度变化引起的蒸发量变化，由有经验的操作人员进行特殊操作。在微调过程中，要保持水灰比不变，根据砂石的实际含水量调整加水量，根据计算结果调整砂石的称量。施工中使用的混合比必须通过试验段的施工进行检查。一旦测试确定可以满足混合比例，在建和监理方将给予批准。经批准后，可用于施工过程。以上列出了施工单位实施监督质量控制的主要监督建设环节，配比不合格的，不得用于施工。