混凝土作为一种主要的土木工程材料，具有抗压强度高，耐腐蚀，可塑性好等优异性能，是目前用量最大的人造材料，因此被广泛应用于土建，海洋开发，地热工程等行业。对混凝土质量问题的研究成为重点。

一、骨料水份测量的意义

      普通混凝土是以水泥为胶凝材料，普通砂、石为骨料，配以适当粉煤灰、矿粉、硅粉等掺合料加适量水按比例拌合，经凝结硬化而成的堆积结构复合材料。其中砂、石骨料材料体积占到混凝土体积的80%以上。骨料一般有干燥状态、气干状态、饱和面干状态和湿润状态等。骨料含水率等于或接近于零时称干燥状态，一般工业与民用建筑工程中混凝土配合比设计，常以干燥状态骨料为基准。含水率与大气湿度相平衡时称气干状态；骨料的游离水主要包括外在和内在水份，外在水份主要指附着在骨料表面以及非毛细孔中的水份，内在水指吸附凝聚在毛细孔中的水份。饱和面干状态不含外在水，在生产过程中不会从混凝土在吸附水也不会释放水。常见的骨料其饱和面干吸水率一般不超过2%，因此主要作为水下基准用于混凝土理论配合比设计。实际生产过程中所用的湿润状态骨料同时含有外在水和内在水，骨料表面存在水膜，较干燥状态会增加砂堆积密度，在用体积法设计配比的时候，会由于含水率的不同对结果产生较大的影响。测量骨料的水份能够有效提前确定具体生产配比，保证混凝土出厂质量。

二、实际生产配比

      以湖南省长沙市XXX拌合站实际生产所用中砂，客观条件不允许使用干燥状态的骨料。其主要来自XXX砂场等7家砂石厂家生产的河砂，因产地不同，运输距离不同，天气，放置时间，不同批次等原因，中砂含水量由5%-15%不等。骨料含水状态含水率的变化，将影响混凝土的用水量和骨料用量。表1-1为在配置C30普通标号及C60高强混凝土的理论施工配比

                 表1-1不同标号理论配比说明

      在搅拌机中一盘按照三方的量计算可以得出在理论上配置普通标号C30和高标号C60的混凝土分别用水量,用砂量为：

C30 ：      用水量Q1=160*3=480KG                           （1-1）

           用砂量M1=744*3=2232KG                    

           用石量M2=1116*3=3348KG

C60 ：      用水量Q2=148*3=444KG                            (1-2)

           用砂量M3=663*3=1989KG      

           用石量M4=1079*3=3237KG                

在实际生产过程中，在未知某批次含水率的情况下，搅拌机称量系统默认自动按照细骨料6%的含水称量、粗骨料1%的含水称量。可以得出在理论上配置普通标号C30和高标号C60的混凝土分别用水量为：

C30 ：      用水量Q1，=(160-744*0.06-1116*0.01)*3=312.6KG    （1-3）

           用砂量M1,=744*（1+0.06)*3=2366KG          

           用石量M2，=1116（1+0.01）=1127KG

C60 ：      用水量Q2=(148-663*0.06-1079*0.01)*3=292KG       (1-4)

           用砂量M3=663(1+0.06)*3=2108KG            

           用石量M4=1079(1+0.01)*3=3269KG

      通过比较可知，当砂石含水稳定在6%和1%的状态时普通标号C30混凝土实际用水减少34.9%，高标号C60混凝土实际用水减少34.2%。表1-2为不同含水率细骨料的实际施工配合比，A、B、C、D分别代表细骨料含水0%、5%、6%、10%。为保证和实际用量的参考性，本数据统一单位为盘（3方），其中石含水通过实际生产发现，含水率基本能够稳定在0.1%，故表中至分析影响较大的砂含水，石头不做分析。

      表1-2    C60高标号不同含水率实际生产配比情况

      表1-2的配合比主要为显示在搅拌机显示屏幕上的数值，红色部分为实际施工配比，从上表中可以看出当某批次砂含水率为5%时候，较理论少用水6.6kg约为20Kg/盘，约相当于增加了20Kg砂增加了一个点的砂率，某次砂含水率8%时，较理论多用水13Kg约39Kg/盘，相当于减少了2个点的砂率，对混凝土的和易性造成较大的影响。混凝土配合比中砂子用量会随着标号的增加，会有所降低，因此砂石含水率的影响在低标号中尤为明显。

当细骨料含水率变化比较显著的时候，用水量每盘会有7%-32%之间变化，幅度非常大，如果按每车平均4，5盘计算，其用

水量变化会明显提升相应倍数，严重影响混凝土质量的稳定性。当细骨料含水率较低时，能够有效的保证水灰比，保证后期强度，但是会影响混凝土的和易性，流动性不佳对工地现场施工影响明显。泵送效率效率较低，影响施工进度，当施工现场布筋较密集时，由于流动性不好导致混凝土浇筑不够密实，拆模后易出现空洞，影响混凝土的结构质量。甚至堵泵的风险。当细骨料含水率较高时，对混凝土的影响更大，水灰比低于理论值，后期强度不够，建筑结构存在质量风险。一旦控制不好，混凝土容易出现离析的情况，在泵送的过程中容易堵泵，影响施工正常进行。

三、生产流程

      在实际搅拌过程中，称量系统会提前按照设定的含水率称量骨料，送进储料仓，等待搅拌。在具体每盘搅拌过程中，会有技术员通过观察室外天气状况，运输路程，气温等具体情况按照个人经验来进行用水量的调整，一方面的确能够有效的直观控制出厂混凝土质量，然而个人经验不同，对混凝土的状态判断有差别，特别是目前混凝土的浇筑主要是安排在夜间，凌晨的时间人容易疲劳，注意力不能集中，只能够通过摄像头来对混凝土进行判断。特别是早上8点左右太阳反光，通过摄像头来判断质量都变得不可能，只能完全靠感觉来判断，混凝土存在出现严重质量问题的风险。以浇筑XX地铁3号线2标段为例，2014年8月中旬某日凌晨2点，温度26℃。按照C35水下桩的配比，用320kg的水量发往工地，道路顺畅，到达现场后出现6车混凝土偏稀的情况，影响施工进行。次日早上8点，气温28℃，在其他材料配比不变的情况下，按照280kg的用水量发往工地，道路顺畅，到达现场时混凝土状态和易性明显优于前者。后经调查，原因为凌晨和早上使用了两个批次不同含水情况的砂。为了提升公司产品竞争力，减少公司产品由于质量问题的退货现象，将公司利益最大化，连续测量骨料含水率显得尤为重要。

四、骨料含水连续测量重要性

      在实际工程施工中，必须经常测定骨料的含水率，以及时调整混凝土组成材料实际用量的比例，从而保证混凝土的质量。目前对骨料的测量方法主要有直接法和间接法。直接法是指直接测定骨料含水量，称取一定量骨料，烘干至恒重，计算含水率。此方法能够比较准确的得到某批次含水量的值，能够给搅拌楼质检员提供有效的参考，但是此方法耗时耗力，人力不可能实现24小时对每批次骨料参数的测量，特别是夜间凌晨时段，而刚好此段时间正是混凝土浇筑施工的黄金时间。因此要解决混凝土出厂质量稳定性的问题，能够连续测量每批次甚至每盘骨料含水率的值成为解决问题的关键。

目前市面上能够连续测量骨料的设备还没有，很多连续含水率测量仪通过电阻法测量只针对组成相对唯一的木材，纸张，粮食等材料，但是骨料由于组成成分复杂，不同厂家，场地的骨料介电系数会有较大的差异，而含水率是一个较敏感的参数，因此要达到连续称量的目的只能考虑采用别的方式。

      要实现骨料含水率连续测量，还需要公司自行研发制造，以目前掌握的资源来看可以考虑美国力可公司生产的TGA-601型工业分析仪，自动分析仪器主要是将远红外加热设备与热态称量电子天平结合在一起，在特定的气氛中实现自动取样-称量-干燥-烘干-自动计算的方式测量含水率，通过无线发射模块可以将数据及时传递到搅拌楼。此类设备目前主要用于实验室分析煤质，但是据我查找资料是完全有可能实现对混凝土行业骨料含水率测控的。为了达到公司实际使用的目的，还需要对设备具体进行改造，还需要将设备安装在每一条生产线上，通过连续测量骨料含水率，来精细调整骨料，水的用量，控制好混凝土的质量。由于市面上面没有直接可以购买的设备，所以需要自己动手来安装设计制造，希望能够得到公司的全力支持，对于在线连续称量骨料含水率设备，这会是一个全新的改良混凝土质量的新篇章。

五、问题解决

      混凝土中砂石含水率和机台含水率设置为一样时是较为完美的状态。但实际会因为砂石含水率的巨大变化导致出场的状态有较大的差异，主要有以下两种情况：1、当实际砂石含水率低于机台设置含水率时，会出现实际下砂重量超标，用水量减少，无形中需要增加外加剂的使用量，增加成本。出场的混凝土状态也会出现塌损快，到工地现场需要二次添加外加剂才能保证基本的施工和易性。2、当实际砂石含水率高于机台设置含水率时，会出现实际下砂重量低于理论值，砂率会低于理论值。混凝土包裹性会差很多，用水量超标，导致混凝土和易性很差，石头裸露较多，在外加剂较为敏感的情况下，甚至会导致混凝土出现离析等质量问题。

六、总结

      1、为保证混凝土质量，需要将砂石含水率测量工作常规化，有条件的场站建立相应的工作机制，随时针对不同批次的砂石含水率调整机台含水率设置。

      2、含水率和机台含水率设置每相差一个点，则砂率相应的相差大致一个点。具体为，实际砂石含水率大于机台含水率，则混凝土配合比砂率比理论减少一个点，反之亦如此。

      3、在阴雨天实际砂石含水率较大的情况下，为保证两者含水率之间的差异对混凝土质量造成的影响，可以提高砂率。一旦混凝土在工地现场出现离析的现象，可以使用欣创彩XCC-SCAP抗离析剂进行调整后方可浇筑，实际使用情况良好。在实际使用中，XCC-SCAP会对已经离析的混凝土调整成具备良好的和易性，能保证已经离析的混凝土具备正常施工性能，后期强度会有5%-10%的增长。

      4、在气温较高，实际砂石含水率较小的情况下，主要适当减低砂率，增加外加剂的使用量。一旦出现工地混凝土流动性差的情况，可以使用外加剂进行调整。当工地混凝土需要调整的量较大时，需要携带外加剂母液现场复配进行调整。