公路工程水泥试验检测中常见细节问题分析

胡楠

（甘肃省交通科学研究院集团有限公司，甘肃兰州 730000）

0 引言

从国家建设角度分析，公路工程不仅对民众日常生活有直接影响，对社会也有很好的社会效益和经济效益，带动社会经济建设质量不断提升方面同样发挥着重要作用，由此，提升公路工程质量具有重要的现实意义。从工程建设实际角度分析，水泥材料作为公路工程施工的重要原材料，其质量直接对工程整体质量具有非常重要的影响，因此，国家以及建筑行业针对施工所用水泥标准做出了严格的规定。需要认识到的一点是，在经济利益以及其他多种客观因素影响下，水泥材料质量参差不齐的情况较为突出，这就突显出水泥试验检测的重要作用。因此，做好水泥的试验检测，对提高公路工程的质量有着非常重要的意义。

1 公路工程施工所用水泥强度及技术指标

1.1 水泥强度

从水泥性质角度进行分析，对水泥质量的评定可以用水泥强度这一重要指标，同时强度指标也是划分水泥强度等级的依据。水泥强度主要以兆帕（MPa）单位表示，具体指水泥材料硬化后可承受的最大破坏力，以不同龄期的抗压强度及抗折强度表示，随着时间的增加，水泥强度会逐渐增大，到28 天后，水泥强度增加缓慢。

通过对水泥混凝土强度进行试验分析可知，胶空比（X=0.68α/[0.32α+W/C]）以及毛细管空隙率（Pc=W/C -0.36α）（其中，W/C 为水灰比，α为 水化程度）直接对水泥强度性能造成影响。在水泥生产流程中，如果可以实现对混凝土的混合料进行充分振捣，则混凝土强度会随着水灰比降低而提升，但是，水化物的形成需要一个最小的水量。W/C 最小为0.42α，即完成水化（α＝1.0）的W/C最小值为0.42，当W/C 小于0.42 时，预期残留的未水化水泥在浆体内能够一直长期存在。为避免这一现象的发生，W/C应大于0.42。在实际过程中，为让混凝土的性能得到保证，可通过规定的W/C 以保证充分密实的混凝土再规定龄期的强度。

1.2 水泥材料技术指标

现行水泥质量衡量指标体系中，比重、细度、水化热、凝结时间、标准稠度等是其中重要内容。其中水泥比重指标可以直接对水泥土搅拌桩浆液比重计算造成影响；细度越细，水泥硬化越快，其早期强度也越高，粒径细度提升会提升水化反应速度，进而实现提升水泥强度的目的；水泥凝结时间主要为初凝时间和终凝时间，初凝时间为水泥加水搅拌至开始凝结所需的时间。终凝时间为自加水搅拌至凝结完成所需的时间。根据相关研究资料显示，水泥材质评价需要依托于凝结时间这一指标，以硅酸盐水泥为例，其初凝时间为45min 左右，而终凝时间则可达到6.5h 以上；水泥硬化指标是衡量水泥体积安定性的重要指标，该指标受水泥中含有的杂质影响；水化热指标在衡量水泥硬化性能方面发挥着关键性作用；水泥标准稠度反应水泥净浆的稀稠，如净浆中加水太少，净浆会变稠，如净浆中加水太多，净浆会变稀。

2 工程概述

为深入探究公路工程水泥检测要点环节，本文选取案例进行具体说明。案例工程为某地区二级公路工程，施工区域受新构造运动影响较大，板岩、砂岩等部分承载力较高，部分地段存在粘性土质，经过检验，其力学性质以及承载力可以满足工程建设以及使用需求。施工技术人员在综合考虑工程施工区域实际情况以及工程使用设计要求的基础上，设计全线不对干燥、潮湿路段进行区分，路面设计厚度为34cm，C30 水泥混凝土基层以及垫层分别设计采用厚度为17cm 的5%水泥稳定砂砾以及厚度为15cm的级配碎石，垫层上方喷洒水泥浆作为粘结层。为确保工程施工质量，技术人员决定对水泥进行试验检测。

3 公路工程水泥试验检测方式

3.1 水泥稠度试验

3.1.1 水泥标准稠度用水量检测

从工程建设角度分析，水泥标准稠度用水量对摊铺作业质量具有重要影响。案例工程中，施工技术人员为避免水泥标准稠度用水量与摊铺作业要求不相适应，因此在施工开始前对其进行标准稠度用水量试验，并对拌和机运行参数进行调整，以确保水料比例保持在合理状态。水泥混凝土拌和作业开始前，技术人员首先对电子表盘、拌合站计量设备、水泥罐等进行调试标定，确保其平稳有序运行。随后依据试验得到的水料比例进行试拌作业。依据实际案例可知，拌和作业过程中，水泥用量偏差±0.5%～1.0%。通常情况下，水泥用量稳定，孔隙率偏大，会使得摊铺作业耗时较长，实际施工过程中水分散失速度也会提升。由此，施工单位在实际进行拌和作业过程中适当地增加用水量，同时组织专人负责对下料仓等重点部位进行监视，最大限度地提升异常处理效率。

3.1.2 水泥凝结时间检测

水泥加水拌和为标准稠度的净浆，装进试模中，随着时间的变化，净浆的凝结状态有所不同，将凝结时间测定针自由沉入净浆中，随着时间的增加，凝结时间测定针沉入净浆的深度不同。因此，可以通过判断凝结时间测定针沉入净浆的深度判断水泥的凝结状态。

案例工程中，检测人员取施工现场样品制备试件，按照规范要求制备好标准稠度的净浆后装模、养护、测试。

3.2 水泥细度检测

案例工程中，施工技术人员充分认识到水泥细度对水泥强度的影响幅度，因此，技术人员设计试验对水泥细度进行检测。本次试验中，技术人员选取比表面积法，选取标准试样，对其表面积进行检测，并依据结果获取水泥细度数值。水泥比表面积的测定主要依据一定量的空气通过固定厚度的水泥层和具有一定空隙率时，所受阻力不同而引起的流速的变化。

3.3 水泥混凝土强度检测

案例工程中，施工设计采用的C30 混凝土，水灰比以及材料理论配合比分别为0.42 以及1.0:1.76:3.27:0.42。施工技术人员为确保水泥强度性能满足工程设计要求，决定取施工现场样品制备试件，并依据3d、7d 以及14d 龄期取9 组样品，28d 龄期样品取14 组。采用施工现场养护条件设计，进行抗压强度试验，考虑到抗折强度是确保混凝土路面质量的重要因素，因此，技术人员依据试验结果对强度之间的关联性进行探究。

根据强度试验数据相关性可知，龄期7d情况下，抗折强度与抗压强度之间相关性最强，技术人员也依据此情况对路面水泥混凝土养护龄期进行设计。

4 总结

综上所述，随着社会经济发展的速度的不断提升，国家对道路工程的质量提出更高的要求。本文针对公路工程施工必需的水泥混凝土试验检测进行研究，案例工程中通过对水泥标准稠度用水量、细度以及强度等性能进行测验并开展施工，最终工程质量完全达到预期水平，其经验可以为其他同类工程所用。