第３期（总：ｇ２２８期） 山西交通科技 ２０１４年６月 ＳＨＡＮＸＩ ＳＣ砸ＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ ０ｆ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ 混凝土回弹强度差异的原因分析与控制要点 孙高飞 （太原路桥建设有限公司第二工程公司，山西 太原０３０００６） 摘要：针对某高速公路某标段４０ ｎｌ Ｔ梁２８ ｄ回弹强度较低的情况进行了因素分析。从影 响混凝土强度的养护、配合比、原材料、施工组织因素四大方面进行论述。文章论述的同时强调 了混凝土强度的控制要点，强调了试验室要与现场实际情况结合并做到动态控制。 关键词：Ｃ５０混凝土；回弹强度；因素分析；要点控制 中图分类号：Ｕ４４５．５７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－３５２８（２０１４）０３－－００２７－０３ ２０１２年７月，山西省交通质监局在对我标段进 行质量安全大检查中发现，４０ ｍ Ｔ梁预制厂有２片 Ｔ梁２８ ｄ回弹强度均低于５０ Ｐａ，但同条件养生试 体较难完全保湿，在此季节预制的Ｔ梁存在强度增 长缓慢的情况，主要受到湿度与温度共同作用所致。 所以，保证Ｃ５０混凝土Ｔ梁强度增长的外在因素就 件及标准养护试件强度均符合要求。针对以上情况， 我标段立刻进行了停工整顿，以下我们根据当时现 场施工条件以及我标段３００余片４０ ｍ Ｔ梁的整个 预制施工过程所得出的相关经验对影响Ｃ５０混凝 土回弹强度的因素逐条进行分析。 １养护因素（外因１） 是要保证适当的温度与湿度。我标段在实际施工中 春、夏、秋三季采用了喷淋洒水加梁顶覆盖渗水土工 布，梁体侧面贴薄膜，薄膜贴成口袋状即上端开口其 余三面封闭以利于养护过程侧壁补水并保湿，冬季 采用蒸汽养生加封闭式养护棚罩。以上可以较好且 较经济地保证养护条件并达到混凝土强度如期增长 的效果。其次，施工过程是个连续的过程，整个养护 期必须有专人全方位全天候地监控，任何一个时间 或方位的脱节都可能造成混凝土强度增长缓慢，有 关人的因素我们将在后述组织因素中进一步论证。 另外，我们发现有些Ｔ梁２８ ｄ回弹强度不足，但这 些梁在放置一段时间后回弹强度会有大幅增长，这 与我们在规范上见到的混凝土强度增长曲线有较大 差别。这主要还是因为现场养护条件不足而造成混 凝土强度增长缓慢，但混凝土在到达２８ ｄ龄期后并 不一定会放缓增长，而是在温度湿度适宜时继续增 我们在日常用回弹仪进行Ｔ梁混凝土７ ｄ、 １４ ｄ、２１ ｄ、２８ ｄ强度增长测定时发现，相同的混凝 土构件在不同的养护条件下会有不同的强度值。前 述同条件养护试块强度高的主要外因在于，１５ ｃｍ× １５ ｃｍ见方的试件不能真正与接近４０ ＩＴＩ长２．５ ｍ 高的庞大梁体养护条件完全一致。同条件试块往往 被工人覆盖严密而且在日常养护时作为重点洒水对 象。所以，试块在较好的温度及湿度作用下强度增长 较快，而Ｔ梁梁体则因为当地气候干燥、多风而有 养护不到位现象。另外，我们在日常大量回弹Ｔ梁 强度时发现，在相同的湿度条件下梁体阳面强度较 阴面强度高。我标段在进入冬季施工阶段后采用了 长，再次用事实证明混凝土强度的增长速度与养护 温度及湿度有密切关系。有时我们在气候干燥温度 较低的施工条件下，要想混凝土在２８ ｄ达到设计强 度，还需要在养护温度及养护湿度上加大投入，只靠 蒸汽养生，蒸汽养护温度可保证在２０—４０ 之间， 在连续养护３ ｄ后梁体回弹强度便可以达到设计 值，且回弹数值大小较均匀（偏差系数较小）。以上两 点在实际施工中印证了混凝土养护温度与强度增长 在一定条件下成正比的规律。另外我标段地处晋北 偏远山区，春季干旱、多风，在特有的气候条件下梁 收稿日期：２０１３—１１－２７；修回日期：２０１４—０４—１２ 自然温度、湿度条件是无法满足施工进度的。 ２配合比因素（内因１） 我们对前述２片梁的混凝土回弹强度值进行观 察发现，ｌ０个测区的平均回弹强度值大都能达到 作者简介：孙高飞（１９７７一 ），男，山西太原人，工程师，１９９８年毕业于山西省交通学校工程管理专业，２００９年毕业于太原 理工大学土木工程专业。 ・２８・ 山西交通科技 ２０１４年第３期 ５０ ＭＰａ，但推算值却明显低于５０ ＭＰａ，其原因在于， 回弹数值大小不均匀，偏差系数偏大。为了找到问题 的所在，我们先从混凝土配合比上着手进行了研究 分析。于是，我标段试验室重新进行了配合比验证， 在试验室条件下，该组验证的混凝土试件在标养 ７ ｄ及２８ ｄ的抗压强度值完全符合强度要求。在试 验室能达到的效果为何在施工现场却相差甚远呢？ 我们于是将试验条件与现场施工条件进行了对比， 对比发现我标段试验室与现场存在如下差异： ａ１施工现场养护条件与试验室养护条件的差 异，现场温度条件多依靠自然温度养生，湿度条件多 采用人工洒水，而试验室养护条件为标准养护条件。 关于养护的问题前述已经得到阐述此处不再赘述。 ｂ１水及减水剂的计量的差异，我标段施工现场 早期使用流量控制加水量即水泵泵水，水泵加水量 受电压、水路等诸多因素影响，难以准确控制加水 量。试验室采用称量加水，加水量可以准确到０．Ｏ１ ｋｇ 以内。 经过以上两点差异分析我们得出在配比方面， 我标段当时的施工条件影响Ｔ梁混凝土强度的主 要因素为养护及水与减水剂的准确计量程度。在传 统搅拌站的搅拌系统中加水装置一般为水泵泵水， 加水量靠时间控制，这往往是试验室条件与现实条 件的最大差异处。施工现场往往用电量较大，搅拌机 拌合的同时常常存在电压不稳定的情况，电压的忽 高忽低往往会造成水泵转速的快慢产生变化，从而 直接影响到进入拌合锅的实际加水量。我标段在停 工整顿过程中将原有的拌合站加水系统改装成称重 计量系统。另外，要保证材料的干湿程度尽量一致， 材料的储备池必须有顶棚等防雨措施，避免因降雨 而影响集料的含水量进而影响混凝土的实际水灰 比。所以，在影响混凝土回弹强度因素中，准确控制 水灰比是施工现场配合比控制的重中之重。 ３原材料因素（内因２） ３．１水泥的因素 我标段Ｃ５０混凝土采用河北曲寨Ｐ．０．５２．５水 泥，我标段对该水泥每车均进行进场检验，经检验该 水泥各项检测指标均符合规范要求，质量稳定。可基 本排除水泥质量对混凝土强度的不良影响。 我标段Ｃ５０混凝土配合比水泥用量为 ４９１ ｋｇ／ｍ ，其用量较大，我们在７月７日对总体水泥 用量进行了复核。经计算，共浇筑４０片Ｔ梁，水泥 所用总量基本与理论配比数量相当。 ３．２粗细集料及集料配比 我标段Ｃ５０混凝土所用细集料采用河曲水洗 砂，细度模数为２．６属中砂，其含泥量及级配经日常 检测均满足要求。 粗集料采用内蒙准格尔旗碎石，其级配稳定，压 碎值、含泥量、针片状含量等各项指标均满足规范要 求。 以上可排除集料自身质量的因素。 集料的配合采用自动称量配料系统，称量系统 经过标定，且日常保养中经常对称量系统进行校核， 可基本排除配料系统不准确的因素。混凝土生产过 程中应注意在同一生产批次，集料的含水量要尽量 保持一致，以便于在同一批次生产中混凝土的水灰 比保持一致。我标段采用黄河水洗砂，砂的含水量往 往变化较大，此时如不及时计算调整加水量将影响 到混合料真正的水灰比，从而影响到混凝土的强度。 所以在日常施工中要提前备料，使得原材料尽量干 燥。储料池要加盖顶棚，防止原材料因为雨水而含水 量骤变。在集料的含水量变化较大时，我们需要及时 测算集料的含水量并及时调整拌合加水量。 ３．３水的因素 我标段Ｃ５０混凝土拌合用水与我标段生活饮 用水为同一水源，其均为深井水，酸碱性适中。水的 质量满足混凝土拌合要求，可排除水质的影响因素。 ３．４减水剂的因素 我标段采用的减水剂为聚羧酸高效减水剂。聚 羧酸减水剂被称为第三代减水剂，具有减水率高、保 坍性强、适应性广等优点。但在实际施工中，我们往 往忽略减水剂的检验工作，在常温施工中出现混凝 土坍落度失控的现象可能与减水剂的品质有关。所 以，平时在减水剂使用过程中要加强减水剂的进场 检验工作，尤其是关键指标减水率的检验，对不符合 要求的减水剂要及时退场，保证减水剂的减水效果 稳定一致。另外，我标段在减水剂的使用过程中发 现，减水剂的反应速度受温度影响较大，温度高时减 水剂能较快反应使混凝土在出锅时的早期能保持较 好的流动性与工作性，但如果混凝土不能及时入模 则混凝土的坍落度可能在短时间内迅速变小。如果 在低温情况下施工，由于减水剂不能在搅拌锅中尽 快与其他材料反应，从而在理论加水量下混凝土坍 落度过小，甚至无法出锅。如果此时加水则混凝土在 运输至现场后减水剂的减水效应才得以有效发挥， 造成人模坍落度过大。为了避免以上情况的发生，在 减水剂的使用量上不应该拘泥于某一个数值，而是 要求试验室模仿现场施工条件（主要是不同的温度 条件）配置出几组不同水灰比且不同减水剂用量的 配比，通过以上几组配比的验证要得出一个减水剂 与水灰比的浮动范围。从而达到在不同的施工温度 ２０１４年第３期 孙高飞：混凝土回弹强度差异的原因分析与控制要点 ．２９． 下动态控制混凝土中的加水量及减水剂用量，使得 混凝土在不同的施工温度下坍落度稳定，水灰比可控。 ４施工及组织因素（外因２） ｃ）￣ｔｌ强拌合设备、机械、运输车辆的保养，尽量 做到施工过程无故障。 ｄ）要有备用电源、备用运输车辆甚至备用出料 拌合站以避免因突发事件造成混凝土浇筑出现长时 间停顿。 综上所述，我标段在施工中进行了养护、配合 比、原材料、施工组织四大要点控制。通过以上要点 控制我标段４０ ｍ Ｔ梁混凝土的强度增长处于受控 施工组织因素的核心就是要保证混凝土的连续 浇筑及浇筑完成后的连续的养生。要达到以上效果 必须做好以下工作： ａ１确定施工班组并明确每个人的施工职责，拌 合站、浇筑现场及运输过程要有专人负责并有专人 组织及协调。 状态。同时通过对控制要点的分析，我们建立了动态 控制的理念，尤其是试验室要充分分析施工现场的 ｂ）混凝土浇筑实行旁站制度，浇筑过程要求拌 合站及浇筑现场要有专人旁站。 极端条件，在试验室模仿现场的条件提前进行平行 试验最终达到试验指导生产的目的。 Ｔｈｅ Ｃａｕｓｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｂｏｕｎｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ＳＵＮ Ｇａｏ．ｆｅｉ ’ （Ｔｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｔｍｙｕａｎ Ｒｏａｄ＆Ｂｒｉｄｇｅ Ｇｒｏｕｐ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ ０３０００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｏｗ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｈｉｇｈｗａｙ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｒｅｂｏｕｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｄ ｆｏｕｒ ａｓｐｅｃｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ｍｉｘ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ，ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｉｔ ｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｓｈｏｕｌｄ ｃｏｍｂｉｎｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｉｔｅ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｔｒｏ１． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃ５０ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｒｅｂｏｕｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｆａｃｔｏｒ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｉｎｔｓ （上接第１２页） 击实，这表明旋转压实成型效果好于大马歇尔击实。 压实法，但对于路用性能的影响可以忽略不计。 参考文献： ［１】ＮＣＨＲＰ Ｒｅｐｏｒｔ ３８６．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌａｒｇｅ－Ｓｔｏｎｅ Ａｓｐｈａｌｔ Ｍｉｘｅｓ［Ｒ】．Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｂｏａｒｄ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｕｃｉｌ，２０００． ｃ１旋转压实成型试样的车辙试验、水稳定性试 验结果同大马歇尔方法接近，成型方法对于高温性 能和水稳定性能影响不大；虽然旋转压实法设计的 大粒径沥青混合料沥青含量较低，但并未对高温性 能产生大的影响，这表明最佳沥青用量是一个范围 而不是一个点。 【２】刘中林，田文，史建方，等．高等级公路沥青混凝土路面 新技术【Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００２． 综上所述，大马歇尔设计成型效果略逊于旋转 Ｔｈｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｄｅｓｉｇｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｌａｒｇｅ－ｓｔｏｎｅ Ａｓｐｈａｌｔ Ｍｉｘｔｕｒｅ ＹＡＮＧ Ｂａｏ－ｐｉｎｇ （Ｓｈａｎｘｉ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ ０３０００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｂｉｇ Ｍａｒｓｈａｌｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｇｙｒａｔｏｒｙ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒａｄａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｌａｒｇｅ—ｓｔｏｎｅ ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘｔｕｒｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ａｓｐｈａｌｔ ｃｏｎｔｅｎｔ，ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ ｍｏｄｕｌｕｓ ｔｅｓｔ，ｒｕｔｔｉｎｇ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｔｅｓｔ．Ｉｔ ｌｓｏ ｄｅｓｃｒｉａｂｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｉｇ Ｍａｒｓｈａｌｌ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｌａｒｇｅ－ｓｔｏｎｅ ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘｔｕｒｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｉｇ Ｍａｒｓｈａｌｌ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ；ｇｙｒａｔｏｒｙ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ；ｌａｒｇｅ—ｓｔｏｎｅ ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘｔｕｒｅ
