影响水泥用量和试块强度偏高的原因分析

　　目前施工单位反映混凝土配合比水泥用量大、试块强度偏高问题。现就如何确定水泥用量以及影响水泥用量和试块强度的主要因素分析如下，不妥之处谨请广大工程技术人员批评指正。

　　一、混凝土配合比设计程序及步骤

　　1.1配合比设计程序

　　1.1.1计算配合比（又称理论配合比）。按照已合理选择的原材料性能及对混凝土的技术要求，利用一些经验公式和经验数据进行初步计算后得到的混凝土配合比。

　　1.1.2基准配合比。在计算配合比的基础上，通过试验室对混凝土拌和物和易性进行测定，并进行配比调整，调整到和易性满足要求时的混凝土配合比。

　　1.1.3试验室配合比。在基准配合比的基础上，在试验室进行混凝土强度调整，调整达到设计强度的配合比。

　　1.1.4施工配合比。以试验室配合比为基础，根据现场砂、石含水状况对配合比进行调整。考虑到砂、石含水量，并进行调整的配合比。

　　1.2配合比设计的步骤

　　1.2.1配制强度。合理确定混凝土施工配制强度是混凝土强度质量控制中的重要环节之一。定值太高，要增加混凝土的水泥耗用量，提高生产成本，定值过低，将使混凝土强度不能满足预期的质量水平，在强度的合格验收中，将判为不合格。后果对企业在社会和经济上的影响较大。

　　1.2.2特殊情况下应提高混凝土配制强度。依据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）规定，当遇有下列情况时应提高混凝土配制强度：一是现场条件与试验室条件有显着差异时；二是C30级及其以上强度等级的混凝土，采用非统计方法评定时。

　　1.2.3混凝土配制强度确定的标准。依据《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107-87）规定，对混凝土强度等级为C10级其配制强度取值为13.3～19.9MPa；对C15级取值为18.3～24.9MPa；对C20级取值为24.1～29.9MPa；对C25级取值为29.1～34.9MPa；对C30级取值为34.9～39.9MPa；对C35级取值为39.9～44.9MPa等，在此不一一列出。因此，配合比设计规程JGJ55-2000的3.0.1条规定，为了使所配制的混凝土在工程中使用时，其强度标准值具有不小于95％的强度保证率。因此配合比设计时的混凝土配制强度应比设计要求的强度标准值高，否则将使混凝土强度不能满足预期的质量水平。我室一直以来依据施工单位委托配合比时填写的配制强度来计算配合比。

　　1.3水泥用量的确定

　　1.3.1水灰比对水泥用量的影响。水灰比主要是依据混凝土的配制强度和水泥强度通过规程规定的公式计算求得，若混凝土配制强度取值高，水泥强度给值不高的情况下，那么求得的水灰比值小，因此，水灰比大小直接影响到水泥用量多少。

　　1.3.2用水量对水泥用量的影响。依据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）4.0.1条规定，根据粗骨料的最大粒径，细骨料的粗细程度确定用水量，用水量的大小取决水泥用量大小，故，在条件允许情况下优先选用最大粒径石子和Ⅱ区中砂，对节约水泥用量有关十分重要的作用。

　　1.3.3水泥用量的合理性。施工配比水泥用量与定额中水泥用量比较，我省现行定额为98年编制出版，仍依据水泥标号来确定，而我国2000年后使用水泥检验标准已改为水泥强度等级，特别强调定额中规定水泥用量是依据“水泥强度等级”和“碎石最大粒径”以及“砂子粗细程度”来确定。如果施工现场使用的材料缺乏科学性，那么无法同定额相比较。我室通过了解省级和其他地市检测机构相关情况，得出结论相同，一是在不知水泥28天实测强度情况下，只能依据水泥强度等级确定；二是配制强度选择值高水泥用量高，相反水泥用量低。

　　二、水泥等级的富余强度对水泥用量的影响

　　2.1水泥强度富余数对节约水泥或提高混凝土强度有着十分重要的作用。原混凝土配合比设计规程（JGJ55-81）规定，水泥强度富余数可考虑1.13系数，而新的配合比设计规程（JGJ55-2000）没有给出具体推荐数值，新规程编制期间，编制组组织了三十一个试验单位进行大量试验，共用84个品牌水泥进行1184次水泥强度和3768次混凝土强度试验，对其28天强度试验结果进行统计分析，得出结论，普遍反映，目前的水泥质量水平差异甚大，而且不是一个1.13系数所能概括。因此，现行配合比设计规程（JGJ55-2000），仍保留水泥等级值的富余数rc，其rc可按实际统计资料确定，但规程仍提醒注意留足强度富余数，否则带来较大风险。譬如，我市某县水泥厂生产的32.5级水泥，3天强度较高，28d强度达不到合格标准。我室曾就近走访了我市部分生产水泥厂家，了解有关厂家化验室对水泥富余数rc的统计资料，但结果未能如愿。我室又统计了部分水泥厂28d强度结果，其32.5级水泥强度在32.5～50.0MPa左右；42.5级水泥强度在42.5～56.0MPa左右。根据我室出具的水泥检验报告统计，并非所有水泥厂水泥富余强度都高，所以难以给出一个定量值。建议施工单位可根据水泥28d强度结果出来后再适当地调整配合比，但委托方必须确保送检水泥样，按现行标准《水泥取样方法》（GB12573-1990）执行，以保证水泥取样的代表性，不能在某一包水泥里抽样送检。

　　2.2正确确定经济合理的配合比。依据规范要求工程开工前，委托单位应将原材料送到检测机构进行检验试配，而实际操作中，委托方都是采取应急方式，原材料检验后，随后便要求试验室开理论配合比，也就是通常所说的经验配合比，如果待28天试配结果出来，那么工程就无法开工。我室依据日常工作中试配的大量试验和经验得出的施工配比，但对水泥富余数无法预测，为了安全起见，只能根据水泥等级来确定水泥强度，其结果是导致水泥用量偏高原因之一，经试配的配合比和理论配比在原材料的用量上是有一定的差距。

　　2.3根据混凝土设计等级正确选择水泥强度等级。建议对于小于或等于C20混凝土宜选用32.5级水泥；对于大于或等于C25混凝土宜选用42.5级水泥；对碎石最大粒径小于31.5以下宜选用42.5级水泥，对节约混凝土中水泥用量十分可观。

　　三、立方体试块强度偏高原因的分析

　　目前有施工企业反映混凝土和砂浆试块强度偏高的问题，其原因分析如下：

　　3.1试块强度失真

　　3.1.1未按实际施工配比正确取样，现场试验工制作方法不对，多数未经专业培训，制作试块时没底，心里负担重，宁可做高，不可做低，这种现象较常见。

　　3.1.2未按见证取样进行，大量使用超龄期试块送检，如市区某道路工程C10混凝土，送检抗压强度达到33.0MPa，其结果令人难以相信。

　　3.1.3少数施工单位试验工对混凝土和砂浆试块开小灶，成型一批试块，以假充真送检，造成其结果与实体质量差距甚大。

　　3.2水泥强度富余数过高也是导致混凝土和砂浆强度偏高原因之一。

　　3.3使用的计量器具未经检定或超周期未再检，导致计量不准或未计量，从而发生试块和实体强度忽高忽低。

　　3.4现场原材料变化，如水泥品种、等级，粗骨料粒径，细骨料粗细程度以及砂石含水量未及时调整等导致试块强度忽高忽低。

　　3.5特殊混凝土配合比。如抗渗混凝土，泵送混凝土，特殊环境下混凝土（如潮湿）等受水泥最小用量限制，也是导致试块强度偏高原因之一。

　　综上所述，不论是混凝土还是砂浆强度与水泥强度有着直接关系，其它材料质量优劣对强度起着间接作用，根据施工工艺等需要，施工企业要充分利用节能材料，混凝土和砂浆均可掺外加剂或矿物质，起到改善混凝土和砂浆配比性能，最终降低水泥用量，节约成本。但掺外加剂配比必须经试验确定，不得随意掺用。总而言之，要想节约成本，准确控制试块强度，不仅仅局限于配合比，而是以文中所述，把握好各个环节，加强管理，根据工程结构类别，混凝土性能等要求，有计划、有目的地做好施工前的准备，方可达到预期目标。