[摘要]目前我國混凝土施工現場對拌合物質量的驗收，仍然是現場坍落度檢測和28天留樣檢測混凝土強度的合格性，對于混凝土拌合物的強度無法做到提前預知，一旦出現質量問題，已經是木已成舟。混凝土拌合物的單位用水量及水膠比，是保證混凝土物理力學性質的關鍵指标，單位用水量及水膠比的測試方法的研究尤為重要。目的是為了解決施工現場在出現不符合設計要求的混凝土拌合物時，做到及時有效的對施工問題和商混質量的責任進行劃分，可以很好的做到事前控制。經過300組試驗證明，混凝土拌合物單位用水量/水膠比的測試方法，可以快速檢測混凝土拌合物中實際的單位用水量、單位膠凝材料用量、水膠比和含氣量等重要指标，有利于攪拌站生産質量控制、施工單位拌合物現場驗收和幫助供需雙方對拌合物方量的确認。

[關鍵詞]混凝土拌合物、單位用水量、水膠比、表觀密度、膠凝材料用量、含氣量、飽和面幹

0前言

我國是當前世界上建設規模最大的國家，混凝土用量已處于世界首位。影響混凝土強度的因素很多，是由設計的各項性能試配的拌合物配合比和施工方承擔的澆築、振搗、養護、成型工藝等綜合指标來确定。用于現場驗收的主要手段，還停留在坍落度或擴展度的測量，以及最受質量監督者重視的非即時驗收的留樣養護至28天檢測抗壓強度。因缺少對拌合物交貨時及時有效的驗收，不能在施工的第一時間發現混凝土在生産中存在的不符合事項，對于可能出現的風險，不能采取積極有效的措施進行預防，無法及時在生産過程進行合理的調整，混凝土硬化後發生強度不夠等問題時則糾紛不斷，影響工程進度和質量。因此對混凝土質量的早期控制要求越來越迫切。

快速評價混凝土拌合物的單位用水量及水膠比兩項指标，在工程現場質量監督能起到及時有效防止質量問題的作用。

1 國内外現有混凝土拌合物單位用水量測定方法

國内外測量混凝土拌合物的單位用水量有各種辦法，最大的區别為試樣采用的是砂漿還是混凝土。用砂漿做試料，是将混凝土中砂漿篩出使用，試料用量很少，骨料表面懸挂的砂漿無法提取，測定誤差大，無法提高精度。用混凝土做試料，試料用量少會帶來誤差，粗骨料的取樣誤差是測定誤差的主要原因，測定後要對粗骨料取樣量進行必要的修正，影響了測定時間，不能迅速得到測定結果。

1.1國外的測試方法分析

表 1列舉了國外測量單位用水量的各種方法，對于現場适用性而言，表格中的符号◎非常好，○一般好，△不太好，×非常不好

表1 國外混凝土拌合物單位用水量測定方法

1.2 國内各種測試方法

我國也曾有人嘗試過一些簡便的方法測量拌合物單位用水量，方法見表 2。

表2 國内測量單位用水量的方法

2 表觀密度及含氣量法測量單位水量及水膠比的原理及計算

混凝土本身是固、液、氣多相非均質材料組成。由于混凝土原材料具有很強的地方性，包括其成份及密度的不同，使得拌合後體現出地域性差别，相對其他材料具有不确定性。采用已知配合比及材料的密度，通過測量混凝土拌合物的表觀密度，可以推定混凝土拌合物的單方用水量及水膠比。

2.1 用表觀密度法量測單位用水量原理

表觀密度，即每方混凝土的材料總重量。用表觀密度法測量單位用水量，則是根據測量混凝土拌合物的含氣量及表觀密度，推算單位用水量、單位膠凝材料用量、水膠比。

如圖1所示，與輸入的配合比相比，拌合物表觀密度ρ0必然随實測含氣量的大小而在直線上變化，即含氣量從A0增大到A時，拌合物表觀密度從ρ0下降到ρ，混凝土拌合物的表觀密度受含氣量的影響。

如圖2所示，與輸入的配合比相比，如果表觀密度由ρ0下降到ρ2，那麼混凝土拌合物單位用水量則顯示增大；如果表觀密度由ρ0上升到ρ1，那麼混凝土拌合物單位用水量則顯示減小，當含氣量一定時，單位用水量的變化影響表觀密度的變化。

在這個測試過程中，如果能夠對混凝土拌合物各種材料的密度和含氣量精确測量，則可以精确地推算出混凝土單位用水量、膠凝材料用量及水膠比的數據。

假設配合比的表觀密度是2402kg/m3，材料密度測量正确的情況下，混凝土拌合物表觀密度是2358.4kg/m3時，總質量變輕，如果測試的含氣量與設計的相同時，則可以判斷單位用水量增大了。

2.2 表觀密度及含氣量法測量單位水量及水膠比的推算公式

設計的配合比決定了混凝土構成中各種材料，如水、水泥、摻合料、骨料等的總質量。使用[單位水量/水膠比測定儀]快速精确的測定含氣量、混凝土的表觀密度，通過計算即可得出單位用水量、膠凝材料用量、水膠比。

其中γ—混凝土表觀密度即單位體積混凝土的質量，kg/m3。

7） 由實測的表觀密度推算單位水量及膠凝材料用量。

得出結論：當設計的各種材料密度及含氣量與測量值相同情況下，實際生産出的混凝土表觀密度如果小于設計配合比表觀密度時，則可判定是單位用水量增多。

3 表觀密度及含氣量法測量單位用水量偏差的影響因素

3.1單位用水量受到水泥和細骨料含水量高低的影響

水泥遇水後體積會變小，這是混凝土體積變化的重要因素，細骨料投料時的含水量，影響單位用水量的總質量。如果細骨料在投料時含大量水，則測量的單位用水量就會增多，如果細骨料在投料時比較幹燥，則測量的單位用水量會偏小。如圖4。

圖4 單位用水量受水泥及細骨料的影響

3.2 各種材料密度測量的精确性對單位用水量測算的影響

水、膠凝材料、細骨料、粗骨料等拌合物各組份的密度值與理論配合比值不一緻時，會嚴重影響單位用水量測量值的精确性（見圖 5），因此對細骨料和粗骨料的表幹密度要盡可能的準确測定。

3.3 稱量的精度對單位用水量測算的影響

稱量的精度越大，單位用水量測量誤差越小（見圖 6）。假設秤的稱量誤差為10g，單位用水量的計量誤差可到1.5kg。

3.4含氣量的測量精度誤差對單位用水量測算的影響

含氣量的測量誤差直接影響單位用水量的測算誤差，假設含氣量的誤差0.1%，單位用水量的誤差可達到1-2kg，含氣量誤差對單位用水量測算的影響比較大（見圖 7）。

3.5 含氣量增加變化對單位用水量的影響

當含氣量測定值高于設定值時，表觀密度減少，用水量增加；當含氣量測定值低于設定值時，表觀密度減少，用水量也會增加；通過試驗數據可以看出，單位用水量的增加與含氣量的增加或減少沒有必然的聯系。

4 表觀密度法測量單位水量及水膠比的應用

4.1 測量與應用

表3為拌合站在商品混凝土運送到工地前測量數據，表4為拌合站在商品混凝土運送到工地後測量數據。

表3

表4

注：混凝土拌合物用水量，是指骨料飽和面幹條件下的用水量。

4.2 測量誤差

取工程單位配合比參數作為試驗基準值，通過對300組試驗的測量，表觀密度法測量單位用水量，如果材料密度測量精确，則可得到精度較高的測定結果，測量數值一般可以精确在2～8kg（見圖 8）。

5 測量設備精度的要求

如上所述，因為影響單位用水量的測量精度各種因素的存在，建議采用高精度試驗設備，以保證數據的準确性。

測量秤：30kg 1g感量；

含氣量測定儀：感量0.01%，測試誤差0.05%。

6 結束語

目前國内尚未對混凝土拌合物的出廠及驗收提出檢測的要求，工程質量面臨着未知的風險，攪拌站生産出的拌合物質量未知，施工單位施工的拌合物質量未知，驗收方對使用的拌合物質量未知。陰陽配合比問題比比皆是，良心和利潤有失天平，出現了工程質量無法控制的局面。提高工程質量，使混凝土延長使用壽命，推遲混凝土垃圾到來的時間，嚴格控制及管理混凝土生産環節、工程施工環節的質量勢在必行。

商品混凝土汪軍

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