随着我国建筑业的快速发展，商品混凝土已成为房建工程中的重要建筑材料。由于混凝土拌合物工作性能会受到原材料组成、原材料品质、搅拌和运输时间等因素的影响，当运输到施工现场时，常常会因为混凝土拌合物坍损严重而难以施工。为了施工方便，后加水现象时有发生。任意增加用水量，不仅抵消混凝土试配过程中给出的强度富余，而且很容易导致工程质量不合格，因此，后加水的危害已普遍达成共识。此外，若出现预拌混凝土中某组成材料不合格或配合比设计本身有问题，也会导致工程质量出现严重问题。混凝土浇筑后，若出现强度过低，要了解是否完全由后加水导致的，可在各组成材料及配合比设计都满足要求的基础上，通过研究后加水对预拌混凝土抗压强度的影响规律并结合工程实际进行初步判定。
目前，有关预拌混凝土初凝前添加不同水量对混凝土抗压强度影响的计算方法在国内尚无相关规范及相关专项研究，可参考的资料有相关标准JGJ55—2011《普通混凝土配合比设计规程》和为数不多的文献，但使用时均存在一定的局限性和不合理性。为阐明后加水量对混凝土性能的影响，本文结合某一工程案例的计算进行综合分析，以期为合理解决相关技术问题提供参考。
某办公楼混凝土柱，抗压强度设计等级为C45，施工坍落度设计为（210±30）mm，运输时间约40min，浇筑时混凝土实际坍落度约80mm，为方便施工，施工人员违规进行了后加水（混凝土初凝时间一般为2h以上，因此考虑加水是在混凝土拌合物初凝前进行的）。浇筑龄期28d时，对该办公楼混凝土柱进行检测，发现混凝土柱表面无明显外观质量问题，但抗压强度结果与设计强度相差较大。
该办公楼混凝土柱预拌混凝土所采用的原材料组成为：（1）P·O42.5级水泥。（2）I级粉煤灰，细度7.9%，烧失量3.5%，需水量比87%。（3）S95矿粉，比表面积424m2/kg，7d活性指数79%，流动度比96%。（4）天然砂，细度模数2.3，Ⅱ区中砂。（5）5～31.5mm连续级配碎石。（6）高效减水剂，砂浆减水率17.5%，掺量1.8%。（7）抗裂膨胀剂，水中7d限制膨胀率0.027%，空气中21d限制膨胀率-0.013%，7d抗压强度32.5MPa，28d抗压强度47.5MPa。
假设预拌混凝土所用原材料的技术指标均能满足配制C45混凝土的标准要求，现有的相关计算方法如下。
公式（1）为标准JGJ55—2011中的公式，在采用该公式计算时，不考虑因加水引起的和易性改变问题。并按照该标准中“对于坍落度大于90mm的拌合物，坍落度每增大20mm，用水量增加5kg”的量化指标进行分析计算。加入不同用水量后，在其他原材料质量不发生变化的情况下，对坍落度和28d抗压强度的理论计算结果见表1。
由表1可知，通过对不同用水量进行理论计算，当初始坍落度为80mm时，坍落度通过加水增加至180～240mm时，在不考虑和易性等因素改变的条件下，28d理论计算强度由初始的53.2MPa降至42.6～46.1MPa。
该方法虽计算简单、使用方便，但其也存在一定的不足：一是采用该标准的公式进行计算，仅能增加用水量，未考虑加水的时间间隔问题，因此不存在后加水情况。二是施工现场后加水一般包括：在混凝土搅拌罐车内直接加水、在卸料斗中加水和在施工仓面上加水等情况，由于受现场条件的限制，后加水很难搅拌均匀；后加水会导致水胶比变大，理论上要使混凝土拌合物保持优良的工作性能，砂率也应随之变化，而现场施工时无法满足砂率变化的要求。因此，后加水后混凝土拌合物和易性的改变必然会导致理论计算强度与实际强度存在一定的差异。
参考文献康立中、李福源、高秋长等人针对工地发生的事实做了相应的试验，对增大用水量降低混凝土强度进行了量化分析。通过保持其他参数不变，仅改变用水量，用外加剂调整混凝土工作性进行了一系列试验。所得结论为：通过采用加权平均值计算，可知用水量每增加10kg，混凝土28d强度可降低3.7MPa。即：
参照标准JGJ55—2011中“坍落度每增大20mm，用水量增加5kg”的量化指标，当初始坍落度为80mm时，坍落度增加至180～240mm，用水量增加25～40kg，强度损失应为9.3～14.8MPa，即用水量增加后28d强度应为38.4～43.9MPa。该方法通过大量试验证明了后加水的危害，并通过对不同加水量影响混凝土抗压强度进行量化分析，得到了后加水量对混凝土抗压强度影响的一般规律，方法具有一定的科学性，但仍存在以下不足：一是该试验通过改变用水量，用外加剂调整混凝土工作性，而事实该混凝土配合比中砂、石用量也发生了改变，因此，其最终混凝土强度变化的原因不能仅仅归因于用水量变化。二是该方法未采用后加水，也未能反映出后加水对预拌混凝土拌合物工作性能的影响规律，在计算时只能按照标准JGJ55—2011有关坍落度的量化指标进行，无法客观、真实反映现场实际。
参考文献张凡、刘坤、马啸等人针对商品混凝土在施工现场被加水的现象，对不同强度等级的混凝土，在不同时间根据混凝土坍落度损失的情况，加入不同量的水使混凝土恢复良好工作性能，记录不同时间的后加水量，并检测加水后混凝土的抗压强度，通过分析每个强度等级混凝土抗压强度数据与后加水量的关系后认为，其变化趋势均可回归为直线式，即混凝土拌合物不同后加水量对强度等级为C45的混凝土28d抗压强度的影响曲线可表示为：
当初始坍落度为80mm时，按表1所列的施工要求坍落度180～240mm所对应的后加水量分别带入公式（3）后，得出后加水后28d强度为34.7～40.9MPa。该方法通过大量试验得出了不同时间间隔的后加水量对混凝土抗压强度影响的一般规律，具有一定的创新性，但该方法的使用仍存在局限性：一是该方法未能得出不同加水量对混凝土工作性影响的变化规律，而实际施工中，后加水量是由混凝土工作性能确定的，因此，一定程度上仍无法解决后加水的定量问题。二是该公式是记录不同时间的后加水量，并检测加水后混凝土的抗压强度，通过分析每个强度等级混凝土抗压强度数据与后加水量的关系，与现场后加水的时间间隔情况不相符。
鉴于以上计算方法各自存在一定局限性，本试验选用和案例中的办公楼柱预拌混凝土所用材料品质基本一致的原材料，设计坍落度为180mm，并按照后加水大致时间，即混凝土拌合物经过1h后进行加水试验，每立方米混凝土加水量分别为10、20、40、50、60kg。以期得到后加水量对混凝土拌合物坍落度和混凝土抗压强度的影响曲线。
试验以C45普通混凝土为研究对象，并依据案例中C45混凝土的配合比进行试验，其配合比见表2。
根据规范要求进行混凝土工作性能、外观质量和抗压强度检测，其检测结果见表3。
对表3的试验数据进行处理，得出后加水对混凝土拌合物坍落度和混凝土抗压强度的影响曲线（如图1、图2所示）。由图1可知，在一定的加水量范围内（0～50kg），混凝土拌合物仍能保持较好的和易性，后加水量与混凝土拌合物坍落度值呈正相关，相关系数为0.982，线性关系较好。后加水量与混凝土拌合物坍落度的关系可表示为：
由图2可知，7d和28d抗压强度与后加水量0～50kg呈负相关，拟合曲线均为线性的，相关系数分别为0.9872和0.9311，这一结果和相关文献的研究成果是一致的。因此，C45预拌混凝土28d抗压强度和后加水量的关系可以表示为：
通过上述拟合曲线的计算可知：当初始坍落度为80mm时，施工要求坍落度180～240mm所对应的后加水量实际为36.1～56.3kg/m3，与标准JGJ55—2011的量化指标有一定的差异。分别带入公式（5）后，得出后加水后混凝土28d强度为37.9～42.2MPa。
现有方法中后加水对混凝土抗压强度影响分析的计算结果、本文模拟试验计算结果和案例中的实测结果如图3所示。
由图3可知，坍落度由80mm增大至180～240mm时，通过后加水28d抗压强度计算结果从小至大为：文献2＜试验＜文献1＜相关标准。这是由于JGJ55—2011中公式的适用条件为和易性较好且混凝土中各组成材料应具有良好的相容性，而实际工程中，施工现场由于后加水，预拌混凝土拌合物和易性一般会变差，甚至会出现泌水、离析现象。因此，采用公式进行计算结果较大，与实际情况误差也最大。文献1中在试验时混凝土拌合物工作性能并没有随着加水量的变化而变差，而是随着砂、石用量和外加剂的调整一直保持具有较好的工作状态。因此，采用该试验得到的曲线计算得到的混凝土抗压强度值在理论上也应是偏大的。文献2系在不同时间根据混凝土坍落度损失的情况，加入不同量的水使混凝土恢复一个设定的坍落度，并记录不同时间的后加水量，可操作性差，因此该回归曲线与实际情况必然存在一定的误差。且有研究表明在初凝后加水，会使得混凝土的抗压强度下降70%以上，因此该试验回归的曲线会因时间间隔过长而导致斜率绝对值变大，计算结果较实际偏小。模拟试验是基于其他材料用量完全不变的情况下，仅改变用水量，后加水间隔时间基本接近于现场工程实际，因此，本试验最终得到强度的变化规律可认为基本归因于后加水量的变化。
而事实上，该工程按照GB/T50107—2010《混凝土强度检验评定标准》进行评定，从图3中可以看出，混凝土柱28d的实测强度为18.9～33.5MPa，均小于以上各方法的计算值，而资料显示混凝土没有出现明显的外观质量缺陷，说明后加水量在上述范围内。因此，该预拌混凝土强度较低的原因除了后加水的影响外，还可能存在原材料某些指标有不合格的现象或原始配合比强度未能达到设计要求。经后期证实，该原材料中的河砂含泥量有超标现象，也进一步验证了本试验的初步判定。
（1）若仅考虑抗压强度，后加水对预拌混凝土的危害十分严重，因此，应禁止二次加水或后加水。
（2）在进行后加水量对预拌混凝土抗压强度的影响分析时，采用标准JGJ55—2011中的公式计算，实际强度与理论计算强度存在较大的误差且计算结果一般偏大。
（3）现有的文献均是通过试验来分析后加水量对预拌混凝土抗压强度的影响，尽管实际结果与本文试验结果较为接近，但在使用时因无法准确判断出后加水混凝土拌合物工作性能的变化规律，导致后加水无法定量，因此存在一定的局限性。
（4）建议对预拌混凝土配合比中的各原材料进行留样封存，一旦出现不合格现象，可以在试验室进行模拟验证。（来源：《混凝土世界》）
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知识点：后加水量对预拌混凝土抗压强度影响
