混凝土是由水、水泥、摻合料、外加劑、砂、石等六大原料組成的。新拌混凝土的工作性能、硬化混凝土的強度、耐久性能很大程度上取決于原材料質量。同時因原材料質量變化,如粉煤灰細度、需水量比變化、外加劑減水率變化、混凝土的配合比等也要作相應調整,并沒有通用的固定配合比。因此原材料的檢測是試驗室的日常工作,是確定配合比的依據,是生產控制的依據。
對于原材料的檢測,國家有相應的標準規范,試驗室必須及時掌握標準的修訂情況,同時注意到原材料某個項目可能在不同標準中有不同的檢驗方法,如GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》,GB/T18736-2002《高強高性能混凝土用礦物外加劑》2個標準都有粉煤灰需水量比試驗方法,GB/T1596-2005的方法較為煩瑣。有時使用者需對原材料進行快速檢測來控制生產,或比較幾個產品的優劣,需要有可行的檢驗方法,采取的方法未必是國家標準。
1.生產混凝土用水一般使用潔凈的地下水或自來水,應注意其有害離子(氯離子、硫酸根離子)不能超標。
2.石子的粒形和級配對混凝土的和易性影響較大。初次使用某個石場的石子應測定其壓碎值,壓碎值大的石子不能用于生產高標號混凝土。針片狀多、級配不好的石子空隙率大,導致混凝土可泵性差,需要較多黃砂和水泥填充,經濟性差,應避免使用。采用同一石場的石子,平時應重點檢測其級配,注意針片狀含量。
3.黃砂應盡量使用II區中砂,目測其中有無泥塊,及泥塊的多少。一般泥塊多的黃砂含泥量也大,若使用則會影響混凝土的強度和耐久性,含泥量多的濕砂用手搓,手上會有較多泥粉。使用粗砂和細砂應調整砂率和粉煤灰摻量,平時重點檢測黃砂級配。
4.混凝土的強度是由水泥和水反應形成的水化產物,及活性摻合料的二次水化產物而逐步發展而成。水泥強度的高低直接影響混凝土強度的高低。按水灰比公式C/W=fco/(fce×0.46)+0.07,可知水灰比一定時混凝土強度fco與水泥強度fce成正比。如原設計混凝土強度34.5MPa(C30等級),采用P·O42.5級水泥拌制,水泥強度48MPa,可知水灰比C/W=1.63,若因管理不善,誤用P·O32.5級水泥,水泥強度38Mpa,水灰比不變,混凝土強度為27.3MPa,混凝土強度不合格。一般P·O42.5級水泥強度在45Mpa~52MPa之間波動,混凝土強度波動在設計強度等級范圍內。可見預知水泥強度等級可有效控制混凝土質量。由于水泥強度要到28天才知道,這就要求試驗室按批復試水泥強度,還要通過大量試驗數據積累,建立早期(1天,3天)強度與28天強度的關系式,就能避免使用不合格水泥。據筆者經驗P·O32.5級水泥3天強度小于20MPa,P·O42.5級水泥3天強度25MPa左右,由此可大致判斷水泥強度等級,另外在檢測水泥強度前,先測量水泥膠砂流動度,可初步判斷水泥需水量多少。
5.粉煤灰摻入混凝土中可顯著改善混凝土的和易性和流動性,大量用于制備大體積混凝土、泵送混凝土。值得一提的是,不同廠家、不同粉煤灰因煤種不同、生產工藝不同,導致粉煤灰需水量不一樣,不同廠家的粉煤灰檢測以需水量比指標為標準。同一廠家的粉煤灰一般細度越大,需水量比越大,可以以細度指標為標準。細度小、活性大、需水量小的粉煤灰摻入混凝土中可節約水泥,節約外加劑用量,而需水量大的粉煤灰會向混凝土中引入大量水,造成水灰比過大,強度下降,若使用則要增加外加劑用量,往往得不償失。有條件的攪拌站應做到每車取樣檢測細度,掌握粉煤灰質量波動情況,對因粉煤灰細度變化引起混凝度坍落度、強度變化應足夠重視。粉煤灰需水量比檢測方法建議采用GB/T18376-2002標準采用的方法,采用GB/T1767-1999規定的膠砂測定對比膠砂的流動度,測定試驗膠砂在達到對比膠砂流動度時用水量。也可測定試驗膠砂在用水225ml時流動度,流動度大的粉煤灰需水量小,反之粉煤灰需水量大。GB/T1596-2005的方法測定粉煤灰需水量比有3個不便,一是標準砂采用GB/T17671-1999規定的0.5mm~1.0mm的中級砂,需要對GB/T17671-1999標準砂進行篩分,較為煩瑣,且因稱量誤差、篩子誤差導致檢測不準;二是對比膠砂在用水l25ml時,其流動度未必在130mm~140mm范圍之間,對比膠砂用水可能要多次調整;三是試驗膠砂流動度達到130mm~140mm之間用水也要多次調整,可見GB/T1596-2005的方法達不到準確快速檢驗的目的。