影響水泥用量和試塊強(qiáng)度偏高的原因分析

　　目前施工單位反映混凝土配合比水泥用量大、試塊強(qiáng)度偏高問(wèn)題?，F(xiàn)就如何確定水泥用量以及影響水泥用量和試塊強(qiáng)度的主要因素分析如下，不妥之處謹(jǐn)請(qǐng)廣大工程技術(shù)人員批評(píng)指正。

　　一、混凝土配合比設(shè)計(jì)程序及步驟

　　1.1配合比設(shè)計(jì)程序

　　1.1.1計(jì)算配合比（又稱理論配合比）。按照已合理選擇的原材料性能及對(duì)混凝土的技術(shù)要求，利用一些經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步計(jì)算后得到的混凝土配合比。

　　1.1.2基準(zhǔn)配合比。在計(jì)算配合比的基礎(chǔ)上，通過(guò)試驗(yàn)室對(duì)混凝土拌和物和易性進(jìn)行測(cè)定，并進(jìn)行配比調(diào)整，調(diào)整到和易性滿足要求時(shí)的混凝土配合比。

　　1.1.3試驗(yàn)室配合比。在基準(zhǔn)配合比的基礎(chǔ)上，在試驗(yàn)室進(jìn)行混凝土強(qiáng)度調(diào)整，調(diào)整達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的配合比。

　　1.1.4施工配合比。以試驗(yàn)室配合比為基礎(chǔ)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)砂、石含水狀況對(duì)配合比進(jìn)行調(diào)整?？紤]到砂、石含水量，并進(jìn)行調(diào)整的配合比。

　　1.2配合比設(shè)計(jì)的步驟

　　1.2.1配制強(qiáng)度。合理確定混凝土施工配制強(qiáng)度是混凝土強(qiáng)度質(zhì)量控制中的重要環(huán)節(jié)之一。定值太高，要增加混凝土的水泥耗用量，提高生產(chǎn)成本，定值過(guò)低，將使混凝土強(qiáng)度不能滿足預(yù)期的質(zhì)量水平，在強(qiáng)度的合格驗(yàn)收中，將判為不合格。后果對(duì)企業(yè)在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)上的影響較大。

　　1.2.2特殊情況下應(yīng)提高混凝土配制強(qiáng)度。依據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55-2000）規(guī)定，當(dāng)遇有下列情況時(shí)應(yīng)提高混凝土配制強(qiáng)度：一是現(xiàn)場(chǎng)條件與試驗(yàn)室條件有顯著差異時(shí)；二是C30級(jí)及其以上強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，采用非統(tǒng)計(jì)方法評(píng)定時(shí)。

　　1.2.3混凝土配制強(qiáng)度確定的標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ107-87）規(guī)定，對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C10級(jí)其配制強(qiáng)度取值為13.3～19.9MPa；對(duì)C15級(jí)取值為18.3～24.9MPa；對(duì)C20級(jí)取值為24.1～29.9MPa；對(duì)C25級(jí)取值為29.1～34.9MPa；對(duì)C30級(jí)取值為34.9～39.9MPa；對(duì)C35級(jí)取值為39.9～44.9MPa等，在此不一一列出。因此，配合比設(shè)計(jì)規(guī)程JGJ55-2000的3.0.1條規(guī)定，為了使所配制的混凝土在工程中使用時(shí)，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值具有不小于95％的強(qiáng)度保證率。因此配合比設(shè)計(jì)時(shí)的混凝土配制強(qiáng)度應(yīng)比設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值高，否則將使混凝土強(qiáng)度不能滿足預(yù)期的質(zhì)量水平。我室一直以來(lái)依據(jù)施工單位委托配合比時(shí)填寫(xiě)的配制強(qiáng)度來(lái)計(jì)算配合比。

　　1.3水泥用量的確定

　　1.3.1水灰比對(duì)水泥用量的影響。水灰比主要是依據(jù)混凝土的配制強(qiáng)度和水泥強(qiáng)度通過(guò)規(guī)程規(guī)定的公式計(jì)算求得，若混凝土配制強(qiáng)度取值高，水泥強(qiáng)度給值不高的情況下，那么求得的水灰比值小，因此，水灰比大小直接影響到水泥用量多少。

　　1.3.2用水量對(duì)水泥用量的影響。依據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55-2000）4.0.1條規(guī)定，根據(jù)粗骨料的最大粒徑，細(xì)骨料的粗細(xì)程度確定用水量，用水量的大小取決水泥用量大小，故，在條件允許情況下優(yōu)先選用最大粒徑石子和Ⅱ區(qū)中砂，對(duì)節(jié)約水泥用量有關(guān)十分重要的作用。

　　1.3.3水泥用量的合理性。施工配比水泥用量與定額中水泥用量比較，我省現(xiàn)行定額為98年編制出版，仍依據(jù)水泥標(biāo)號(hào)來(lái)確定，而我國(guó)2000年后使用水泥檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)已改為水泥強(qiáng)度等級(jí)，特別強(qiáng)調(diào)定額中規(guī)定水泥用量是依據(jù)“水泥強(qiáng)度等級(jí)”和“碎石最大粒徑”以及“砂子粗細(xì)程度”來(lái)確定。如果施工現(xiàn)場(chǎng)使用的材料缺乏科學(xué)性，那么無(wú)法同定額相比較。我室通過(guò)了解省級(jí)和其他地市檢測(cè)機(jī)構(gòu)相關(guān)情況，得出結(jié)論相同，一是在不知水泥28天實(shí)測(cè)強(qiáng)度情況下，只能依據(jù)水泥強(qiáng)度等級(jí)確定；二是配制強(qiáng)度選擇值高水泥用量高，相反水泥用量低。

　　二、水泥等級(jí)的富余強(qiáng)度對(duì)水泥用量的影響

　　2.1水泥強(qiáng)度富余數(shù)對(duì)節(jié)約水泥或提高混凝土強(qiáng)度有著十分重要的作用。原混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ55-81）規(guī)定，水泥強(qiáng)度富余數(shù)可考慮1.13系數(shù)，而新的配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ55-2000）沒(méi)有給出具體推薦數(shù)值，新規(guī)程編制期間，編制組組織了三十一個(gè)試驗(yàn)單位進(jìn)行大量試驗(yàn)，共用84個(gè)品牌水泥進(jìn)行1184次水泥強(qiáng)度和3768次混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)，對(duì)其28天強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出結(jié)論，普遍反映，目前的水泥質(zhì)量水平差異甚大，而且不是一個(gè)1.13系數(shù)所能概括。因此，現(xiàn)行配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ55-2000），仍保留水泥等級(jí)值的富余數(shù)rc，其rc可按實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料確定，但規(guī)程仍提醒注意留足強(qiáng)度富余數(shù)，否則帶來(lái)較大風(fēng)險(xiǎn)。譬如，我市某縣水泥廠生產(chǎn)的32.5級(jí)水泥，3天強(qiáng)度較高，28d強(qiáng)度達(dá)不到合格標(biāo)準(zhǔn)。我室曾就近走訪了我市部分生產(chǎn)水泥廠家，了解有關(guān)廠家化驗(yàn)室對(duì)水泥富余數(shù)rc的統(tǒng)計(jì)資料，但結(jié)果未能如愿。我室又統(tǒng)計(jì)了部分水泥廠28d強(qiáng)度結(jié)果，其32.5級(jí)水泥強(qiáng)度在32.5～50.0MPa左右；42.5級(jí)水泥強(qiáng)度在42.5～56.0MPa左右。根據(jù)我室出具的水泥檢驗(yàn)報(bào)告統(tǒng)計(jì)，并非所有水泥廠水泥富余強(qiáng)度都高，所以難以給出一個(gè)定量值。建議施工單位可根據(jù)水泥28d強(qiáng)度結(jié)果出來(lái)后再適當(dāng)?shù)卣{(diào)整配合比，但委托方必須確保送檢水泥樣，按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《水泥取樣方法》（GB12573-1990）執(zhí)行，以保證水泥取樣的代表性，不能在某一包水泥里抽樣送檢。

　　2.2正確確定經(jīng)濟(jì)合理的配合比。依據(jù)規(guī)范要求工程開(kāi)工前，委托單位應(yīng)將原材料送到檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn)試配，而實(shí)際操作中，委托方都是采取應(yīng)急方式，原材料檢驗(yàn)后，隨后便要求試驗(yàn)室開(kāi)理論配合比，也就是通常所說(shuō)的經(jīng)驗(yàn)配合比，如果待28天試配結(jié)果出來(lái)，那么工程就無(wú)法開(kāi)工。我室依據(jù)日常工作中試配的大量試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)得出的施工配比，但對(duì)水泥富余數(shù)無(wú)法預(yù)測(cè)，為了安全起見(jiàn)，只能根據(jù)水泥等級(jí)來(lái)確定水泥強(qiáng)度，其結(jié)果是導(dǎo)致水泥用量偏高原因之一，經(jīng)試配的配合比和理論配比在原材料的用量上是有一定的差距。

　　2.3根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)等級(jí)正確選擇水泥強(qiáng)度等級(jí)。建議對(duì)于小于或等于C20混凝土宜選用32.5級(jí)水泥；對(duì)于大于或等于C25混凝土宜選用42.5級(jí)水泥；對(duì)碎石最大粒徑小于31.5以下宜選用42.5級(jí)水泥，對(duì)節(jié)約混凝土中水泥用量十分可觀。

　　三、立方體試塊強(qiáng)度偏高原因的分析

　　目前有施工企業(yè)反映混凝土和砂漿試塊強(qiáng)度偏高的問(wèn)題，其原因分析如下：

　　3.1試塊強(qiáng)度失真

　　3.1.1未按實(shí)際施工配比正確取樣，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工制作方法不對(duì)，多數(shù)未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，制作試塊時(shí)沒(méi)底，心里負(fù)擔(dān)重，寧可做高，不可做低，這種現(xiàn)象較常見(jiàn)。

　　3.1.2未按見(jiàn)證取樣進(jìn)行，大量使用超齡期試塊送檢，如市區(qū)某道路工程C10混凝土，送檢抗壓強(qiáng)度達(dá)到33.0MPa，其結(jié)果令人難以相信。

　　3.1.3少數(shù)施工單位試驗(yàn)工對(duì)混凝土和砂漿試塊開(kāi)小灶，成型一批試塊，以假充真送檢，造成其結(jié)果與實(shí)體質(zhì)量差距甚大。

　　3.2水泥強(qiáng)度富余數(shù)過(guò)高也是導(dǎo)致混凝土和砂漿強(qiáng)度偏高原因之一。

　　3.3使用的計(jì)量器具未經(jīng)檢定或超周期未再檢，導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)或未計(jì)量，從而發(fā)生試塊和實(shí)體強(qiáng)度忽高忽低。

　　3.4現(xiàn)場(chǎng)原材料變化，如水泥品種、等級(jí)，粗骨料粒徑，細(xì)骨料粗細(xì)程度以及砂石含水量未及時(shí)調(diào)整等導(dǎo)致試塊強(qiáng)度忽高忽低。

　　3.5特殊混凝土配合比。如抗?jié)B混凝土，泵送混凝土，特殊環(huán)境下混凝土（如潮濕）等受水泥最小用量限制，也是導(dǎo)致試塊強(qiáng)度偏高原因之一。

　　綜上所述，不論是混凝土還是砂漿強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度有著直接關(guān)系，其它材料質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)強(qiáng)度起著間接作用，根據(jù)施工工藝等需要，施工企業(yè)要充分利用節(jié)能材料，混凝土和砂漿均可摻外加劑或礦物質(zhì)，起到改善混凝土和砂漿配比性能，最終降低水泥用量，節(jié)約成本。但摻外加劑配比必須經(jīng)試驗(yàn)確定，不得隨意摻用?？偠灾牍?jié)約成本，準(zhǔn)確控制試塊強(qiáng)度，不僅僅局限于配合比，而是以文中所述，把握好各個(gè)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)管理，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)類別，混凝土性能等要求，有計(jì)劃、有目的地做好施工前的準(zhǔn)備，方可達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。