新拌混凝土超前质量检测技术研究

刘纪伟，李晶晶

（苏交科集团股份有限公司，江苏 南京 210017）

目前对混凝土性能检测的主要手段是在浇筑混凝土时，预留一定数量的混凝土试件，经标准条件养护或与结构物同条件养护后，检测其力学性能、耐久性等。这种方法是一种事后控制行为，具有一定的滞后性和局限性，如后续发现其力学性能、耐久性等不满足要求，不仅影响工程实体质量，还会对工程进度、投资造成较大的影响[1]。而混凝土超前质量控制技术主要是对新拌混凝土性能、成分等进行检测，对其后期强度、耐久性等进行预测，在一定程度上能较好地指导现场施工，起到较好的事前控制效果[2-3]。FCT新拌混凝土测试仪即是这一领域的一种新型的混凝土检测仪器，而该仪器在实际施工过程中能否较准确地反映新拌混凝土的性能，判断是否受其他因素如砂率、水灰比、外加剂、掺合料等的影响，有待进一步研究[4]。在此基础上，文章主要对新拌混凝土强度等级、水灰比等因素对该仪器的准确度影响进行了研究，以便为后期深入研究提供理论依据。

1 新拌混凝土测试仪仪器原理

（1）对于新拌混凝土，当工作性不同时，其黏度、剪切应力等也会不同，新拌混凝土测试仪正是利用这一原理，对新拌混凝土的相关性能进行检测。在实际检测中，取一定数量的新拌混凝土样品，将新拌混凝土测试仪探头插入混凝土中，然后启动测试仪，使其探头在新拌混凝土中进行转动，新拌混凝土工作性不同，探头转动时扭矩也会不同，从而会得到相应的FCT值。同一新拌混凝土样品需检测10次，取10次测试值的平均值[1,5]。

（2）新拌混凝土测试仪一般会提供两套比对图谱，第一套图谱包含曲线图和直线图。其中曲线图涉及命名为A、C、E、G、I、K、M等7条曲线，该组曲线主要反映了新拌混凝土测试仪测试值（FCT平均值）与坍落度（slump）之间的关系，直线图涉及命名为1、3、7、10、13、16的6条直线，该组直线主要反映了水灰比（W/C）与坍落度（slump）之间的关系。对于一般新拌混凝土试样而言，利用图谱中的一条直线和一条曲线便可反映出其性能。此外，涉及的6条直线与7条曲线可随机组合，即拥有42个标定号，其中每个标定号又分别对应4个强度等级。

（3）第二套图谱主要涉及被命名为1、2、3、4的4条曲线的强度等级序号，用于反映混凝土28d强度与水灰比之间的关系。

（4）通过对两套图谱的分析，新拌混凝土试样的强度、水灰比、坍落度、FCT测试值四者之间存在相应的函数关系。为此，在利用FCT测试仪对新拌混凝土试样检测时，只需测出新拌试样的FCT值，便可推测出其水灰比、坍落度、强度等相关信息，以便快速指导现场混凝土质量控制，同时起到事前控制的效果[1]。

2 新拌混凝土性能测试精度分析研究

2.1 不同强度等级新拌混凝土测试精度分析研究

利用新拌混凝土快速测定仪对不同强度等级（C15、C20、C25、C30、C35、C40、C30干硬性、C40干 硬性混凝土，配合比见表1）新拌混凝土的坍落度、水灰比进行检测并对其28d抗压强度进行预测。同时依据《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30—2005）对新拌混凝土的坍落度及28d抗压强度进行检测，并将该检测结果（真实值）与利用新拌混凝土测定仪的检测结果（检测值）对比分析两者间的相对误差，结果见图1。

表1 不同强度等级新拌混凝土配合比设计

图1 不同强度等级新拌混凝土试样检测结果误差分析

由图1可以看出，采用新拌混凝土测试仪对C15、C20、C25、C30、C35、C40普通新拌水泥混凝土试样水灰比（W/C）、坍落度（slump）和28d强度进行检测时（检测值），除C40新拌试样的坍落度外，其余检测结果与真实值之间的误差均在±10%内。而对于C30干硬性、C40干硬性新拌混凝土试样而言，其检测结果与真实值之间的绝对误差高达20%～30%，相对误差较大。这主要是因为对于干硬性混凝土，水灰比相对较低，已明显超出新拌混凝土测试仪的两套图谱曲线，导致检测误差较大。因此在实际施工中，不适宜利用新拌混凝土测试仪对干硬性混凝土的相关性能进行检测[5]。

2.2 不同水灰比新拌混凝土测试精度分析研究

以C35混凝土为基准配合比，控制其砂率不变，通过调整水灰比（配合比见表2）对不同水灰比新拌混凝土测试精度进行分析，结果见图2。可见，对于新拌普通水泥混凝土试样，砂率不变时，新拌混凝土测试仪检测结果（水灰比、28d抗压强度、坍落度）精度会随着水灰比的增大而提高。这是因为随着水灰比的增大，新拌混凝土试样的黏度降低，所检测试样的水灰比、28d强度、坍落度等指标与新拌混凝土测试仪内部的两套曲线图谱较为吻合，从而使检测精度相对提高。

表2 不同水灰比新拌混凝土配合比设计

3 结论

（1）对于普通新拌水泥混凝土试样，采用新拌混凝土检测仪对其水灰比（W/C）、坍落度（slump）和28d强度进行检测时（检测值），其检测结果与真实值之间的误差基本控制在±10%内，精度相对较高，可用于指导现场施工。

图2 不同水灰比新拌混凝土误差结果分析

（2）对于C30干硬性、C40干硬性新拌混凝土试样而言，其检测结果与真实值之间的绝对误差高达20%～30%，相对误差较大，因此在实际施工中，不宜利用新拌混凝土测试仪对干硬性混凝土的相关性能进行检测。

（3）砂率不变时，对于新拌普通水泥混凝土试样，新拌混凝土测试仪检测结果（水灰比、28d抗压强度、坍落度）精度会随着水灰比的增大而提高。