论水运工程在水泥混凝土中探讨

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摘 要：随着水运工程中广泛采用水泥混凝土作为建筑材料，并针对混凝土的强度评定、试件强度不合格时的处理和影响强度因素等方面进行了探讨。

关键词 水泥混凝土 抗压强度

水运工程中，水泥混凝土是应用十分普遍的建筑材料，而混凝土施工的质量控制中，混凝土抗压强度又是十分关键的指标。混凝土强度包括抗压、抗拉、抗剪、抗弯、抗折及握裹强度。其中以抗压强度最大，抗拉强度最小，一般来说，混凝土的抗拉强度仅为抗压强度的1／8～1／13。水运工程中所关心的混凝土强度主要是抗压强度，其余强度虽对水运工程混凝土质量有一定影响，但不大。

1 水泥混凝土设计强度

水运工程混凝土设计规范规定：“混凝土强度等级应按边长为150 mm立方体试件的抗压标准值确定。抗压强度标准值系指试件用标准方法制作、养护至28 d龄期，以标准试验方法测得的具有95 保证率的抗压强度”。因此常说的“混凝土设计强度”或“混凝土强度”，系指标准立方体混凝土抗压强度。对于非标准试件和圆柱体试件的抗压强度，必须经尺寸、形状修正，换算为标准立方体混凝土抗压强度，才可与设计值进行比较。换算关系一般应通过大量实验确定，实验数据不足时，可参照有关公式进行换算。但应注意，按换算所得的数据进行强度评定，可能导致争议。

2 混凝土强度的表示

混凝土强度的表示，因单位制和保证率的不同，在我国经历了3种形式。目前水工混凝土强度称为强度等级，用“c”标识，例如C25混凝土，单位为MPa，保证率为95％。

3 混凝土强度的现场测定

水运行业现行规范要求用标准养生的混凝土试件的强度表征实体混凝土的强度，但如对试件抗压强度值有争议时，也可采用超声回弹法或钻心法检测混凝土强度，作为争议试件值的参考L2]。水运行业对实体混凝土强度的测定常用取心法。采用取心法时应注意以下问题：

(1)心样的•直径应为混凝土集料公称最大粒径的4倍，一般为(100±l0)、(15O±10)mm。钻心位置尽在受力较小、避开主筋、预埋件和管线等部位。

(2)心样受压面不平整时，宜按相关规定，用硬石膏或硬石膏与水泥的混合物修平，规范不建议用磨平机磨平，以减少对试件的进一步损伤。

(3)不同高径比的试件，应进行修正，然后经尺寸、形状修正后换算为标准强度。

(4)一方面，在钻心、制件过程中，对心样混凝土强度不可避免地产生有害影响；另一方面，心样强度换算为标准强度时，关系不够明确；第三，因为尺寸效应及受力条件的差异，心样混凝土强度与心样混凝土在原位时的强度相比，明显下降，因此，用心样强度进行混凝土强度评定时，尺度宜适当放宽，以免造成较大争议。

4 混凝土质量评定中应注意的几个问题

4．1 标号与强度等级的区别

(1)试件尺寸不同。应根据换算公式，把不同尺寸的试件强度换算成标准试件强度。

(2)保证率不同。标号的保证率为85%，强度等级为95%。强度等级对混凝土质量的要求更高一些。

进行混凝土配合比设计时，试配强度应高于设计强度的120% 以上，方可保证实体混凝土强度按非数理统计方法评定时合格，因为评定标准要求此时的强度平均值不得小于设计值的。

(3)强度确定方法不同。原水泥混凝土试验规程要求，一组3个试件的试压值，如果有一个值超出3个试件试压值的平均值的15% ，舍弃该值后，取其余2个的平均值作为混凝土强度；新的试验规程规定，一组3个试件的试压值，如果最大值或最小值超出中间值的l5% ，取中间值作为混凝土强度。其他情况下的规定基本相同。

4．2 同批混凝土的界定

同批混凝土是指用相同的材料、配比和生产工艺条件，在比较短的时间内完成的同强度实体混凝土。同批的时间范围不宜超过一季，且日平均温差不宜大于15℃ 。如果材料、配比、工艺条件或生产环境有较大变化，则不可视为同批混凝土。

4．3 质量控制与质量评定的区别

施工质量控制的目的，是针对当前施工中存在的问题采取一定的措施，避免以后施工中出现同样的问题。而质量评定的目的，是对已经完成的工程的质量进行评价，确定工程质量的优劣。水运工程施工过程中，项目业主、监理、施工单位应进行严格的质量控制。基于质量控制的目的，对每一混凝土构件的强度都应严格控制，甚至可用单点强度是否合格作为标尺衡量施工质量，可以要求对不合格的工程返工重做。对已完工程进行质量评定时，应采用数理统计方法，除非有影响结构安全性、使用性的重要缺陷，一般缺陷可不返工，以免造成不必要的浪费。质量监督机构的质量评定宜用数理统计方法，以确定工程是否可以交付使用。但对重要缺陷应责令修复。

4．4 试件强度不合格时的处理试件强度不合格时按规定是不能验收。根据造成试件强度不合格的原因，按照区别对待的原则，提出以下处理建议：

(1)混凝土分项工程各检验批的标准试件强度和子分部工程的同条件养护试件强度均评为合格时，该子分部工程中与混凝土相关的项目应予以验收。

(2)检验批的标准试件强度评为不合格，而子分部工程的同条件养护试件强度按统计方法( ≥lO)评为合格时，应按质量管理的程序和规定，经施工方、监理方或和检测机构共同确认后，作下列处理：

① 当混凝土分项工程中N 个检验批中仅有一个检验批的标准试件强度评为不合格时，如有根据查出不合格的原因是试件制作成型不当、试验龄期有误、试验机故障或读数有误等试压过程中发生的问题以及搅拌用混凝土配合比偶然失控所造成，此时，可将不合格原因记录存档，在子分部工程验收中仍应予以通过。

② 当混凝土分项工程中有2个或2个以上的检验批试件强度评为不合格时，如有根据查出不合格的原因是搅拌用混凝土配合比系统失控(含浇筑前额外加水等不当措施)，此时，按《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204 第10．2．3．2款的规定，对该分项工程所属结构实体应按标准GB／T50344等进行检验鉴定，达到要求时，在该子分部工程验收中可予以通过。

③ 当混凝土分项工程中的各批检验试件强度均评为不合格时，有根据查出不合格的原因是搅拌用混凝土配合比严重错配，此时，应按上款的规定进行检验鉴定并达到要求的条件下，在该子分部工程验收中予以通过的同时，应将该质量事故列入“工程的重大质量问题的处理方案和验收记录”中，作为今后核查备用。

(3)分项工程中各检验批的标准试件强度均评为合格，而子分部的同条件养护试件强度评为不合格时，或两者均为不合格时，应按《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204第1O．2．3条的规定进行处理。

5 影响混凝土强度的重要因素

影响混凝土强度的主要因素包括材料质量、施工工艺条件、施工环境、质量控制等，施工技术规范对此都有明确规定。这里着重强调如下2点。

5．1 外加剂

外加剂是近年来在混凝土工程中使用越来越普遍的一种表面活性材料，已经成为水泥混凝土主要的组分。如果使用得当，它可以极大地改善混凝土的物理力学性能，达到预期的目的，如果使用不当，则会对混凝土质量造成极大地损伤。目前，外加剂的品种越来越多，市场状况也鱼龙混杂、良莠不齐，致使外加剂质量参差不齐，甚至品名与实际性能不符。由于外加剂基本由施工单位自行采购和使用，对其质量监管不到位，因此在施工中遇到不少因外加剂使用不当造成的问题，如预制梁混凝土十几个小时不凝结，误把速凝剂用于水下桩基灌注导致断桩，等等。

外加剂的试验分为性能试验和匀质性试验2个方面。性能试验主要检验掺入外加剂后，混凝土或其拌和物能否达到预期的效果，类似于混凝土配合比试验；匀质性试验主要检验外加剂自身的性能是否满足相关规定，类似于水泥3大指标检验。工程中一般习惯了混凝土配比设计及进场水泥质量的抽检，但对外加剂，一般只在配合比设计时作性能试验，对进场的外加剂没有要求进行匀质性试验，且对外加剂的使用剂量也未加严格控制，这给混凝土质量造成了极大的隐患。因此施工现场应严格控制外加剂的质量及使用剂量。

5．2 首件认可

填方、砌筑工程等施工中，通常习惯首先进行试验段施工，经过严格检测、审批后再进行大面积施工。但这一对质量控制行之有效的做法却未在混凝土工程施工中全面推广。

因此建议，当首个(或首批)混凝土构件施工完毕后，应从材料、配比、工艺、外观和内在质量等方面进行全面检测、评价，据此对影响其质量的各个环节(材料、配比、拌和时间、温度、机械组合等等)进行严格确认和审批，并以批准的工艺条件控制其后的施工，从而保障施工质量。

6 结语

对于混凝土强度的测定，应注意检测方法的采用，质量评定时应考虑不同评定方法、质量控制与质量评定的区别、以及影响混凝土强度的重要因素等情况，试件强度不合格时应根据不同情况进行相应处理。