隨著我國建築業的快速發展，商品混凝土已成為房建工程中的重要建築材料。由於混凝土拌合物工作性能會受到原材料組成、原材料品質、攪拌和運輸時間等因素的影響，當運輸到施工現場時，常常會因為混凝土拌合物坍損嚴重而難以施工。為了施工方便，後加水現象時有發生。任意增加用水量，不僅抵消混凝土試配過程中給出的強度富餘，而且很容易導致工程質量不合格，因此，後加水的危害已普遍達成共識。此外，若出現預拌混凝土中某組成材料不合格或配合比設計本身有問題，也會導致工程質量出現嚴重問題。混凝土澆築後，若出現強度過低，要了解是否完全由後加水導致的，可在各組成材料及配合比設計都滿足要求的基礎上，通過研究後加水對預拌混凝土抗壓強度的影響規律並結合工程實際進行初步判定。
目前，有關預拌混凝土初凝前添加不同水量對混凝土抗壓強度影響的計算方法在國內尚無相關規範及相關專項研究，可參考的資料有相關標準JGJ55—2011《普通混凝土配合比設計規程》和為數不多的文獻，但使用時均存在一定的侷限性和不合理性。為闡明後加水量對混凝土性能的影響，本文結合某一工程案例的計算進行綜合分析，以期為合理解決相關技術問題提供參考。
1案例分析
某辦公樓混凝土柱，抗壓強度設計等級為C45，施工坍落度設計為（210±30）mm，運輸時間約40min，澆築時混凝土實際坍落度約80mm，為方便施工，施工人員違規進行了後加水（混凝土初凝時間一般為2h以上，因此考慮加水是在混凝土拌合物初凝前進行的）。澆築齡期28d時，對該辦公樓混凝土柱進行檢測，發現混凝土柱表面無明顯外觀質量問題，但抗壓強度結果與設計強度相差較大。
該辦公樓混凝土柱預拌混凝土所採用的原材料組成為：（1）P·O42.5級水泥。（2）I級粉煤灰，細度7.9%，燒失量3.5%，需水量比87%。（3）S95礦粉，比表面積424m2/kg，7d活性指數79%，流動度比96%。（4）天然砂，細度模數2.3，Ⅱ區中砂。（5）5～31.5mm連續級配碎石。（6）高效減水劑，砂漿減水率17.5%，摻量1.8%。（7）抗裂膨脹劑，水中7d限制膨脹率0.027%，空氣中21d限制膨脹率-0.013%，7d抗壓強度32.5MPa，28d抗壓強度47.5MPa。
2現有的計算方法
假設預拌混凝土所用原材料的技術指標均能滿足配製C45混凝土的標準要求，現有的相關計算方法如下。
2.1相關標準的方法
公式（1）為標準JGJ55—2011中的公式，在採用該公式計算時，不考慮因加水引起的和易性改變問題。並按照該標準中“對於坍落度大於90mm的拌合物，坍落度每增大20mm，用水量增加5kg”的量化指標進行分析計算。加入不同用水量後，在其他原材料質量不發生變化的情況下，對坍落度和28d抗壓強度的理論計算結果見表1。
由表1可知，通過對不同用水量進行理論計算，當初始坍落度為80mm時，坍落度通過加水增加至180～240mm時，在不考慮和易性等因素改變的條件下，28d理論計算強度由初始的53.2MPa降至42.6～46.1MPa。
該方法雖計算簡單、使用方便，但其也存在一定的不足：一是採用該標準的公式進行計算，僅能增加用水量，未考慮加水的時間間隔問題，因此不存在後加水情況。二是施工現場後加水一般包括：在混凝土攪拌罐車內直接加水、在卸料斗中加水和在施工倉面上加水等情況，由於受現場條件的限制，後加水很難攪拌均勻；後加水會導致水膠比變大，理論上要使混凝土拌合物保持優良的工作性能，砂率也應隨之變化，而現場施工時無法滿足砂率變化的要求。因此，後加水後混凝土拌合物和易性的改變必然會導致理論計算強度與實際強度存在一定的差異。
2.2相關文獻的方法
參考文獻康立中、李福源、高秋長等人針對工地發生的事實做了相應的試驗，對增大用水量降低混凝土強度進行了量化分析。通過保持其他參數不變，僅改變用水量，用外加劑調整混凝土工作性進行了一系列試驗。所得結論為：通過採用加權平均值計算，可知用水量每增加10kg，混凝土28d強度可降低3.7MPa。即：
參照標準JGJ55—2011中“坍落度每增大20mm，用水量增加5kg”的量化指標，當初始坍落度為80mm時，坍落度增加至180～240mm，用水量增加25～40kg，強度損失應為9.3～14.8MPa，即用水量增加後28d強度應為38.4～43.9MPa。該方法通過大量試驗證明了後加水的危害，並通過對不同加水量影響混凝土抗壓強度進行量化分析，得到了後加水量對混凝土抗壓強度影響的一般規律，方法具有一定的科學性，但仍存在以下不足：一是該試驗通過改變用水量，用外加劑調整混凝土工作性，而事實該混凝土配合比中砂、石用量也發生了改變，因此，其最終混凝土強度變化的原因不能僅僅歸因於用水量變化。二是該方法未採用後加水，也未能反映出後加水對預拌混凝土拌合物工作性能的影響規律，在計算時只能按照標準JGJ55—2011有關坍落度的量化指標進行，無法客觀、真實反映現場實際。
參考文獻張凡、劉坤、馬嘯等人針對商品混凝土在施工現場被加水的現象，對不同強度等級的混凝土，在不同時間根據混凝土坍落度損失的情況，加入不同量的水使混凝土恢復良好工作性能，記錄不同時間的後加水量，並檢測加水後混凝土的抗壓強度，通過分析每個強度等級混凝土抗壓強度數據與後加水量的關係後認為，其變化趨勢均可迴歸為直線式，即混凝土拌合物不同後加水量對強度等級為C45的混凝土28d抗壓強度的影響曲線可表示為：
當初始坍落度為80mm時，按表1所列的施工要求坍落度180～240mm所對應的後加水量分別帶入公式（3）後，得出後加水後28d強度為34.7～40.9MPa。該方法通過大量試驗得出了不同時間間隔的後加水量對混凝土抗壓強度影響的一般規律，具有一定的創新性，但該方法的使用仍存在侷限性：一是該方法未能得出不同加水量對混凝土工作性影響的變化規律，而實際施工中，後加水量是由混凝土工作性能確定的，因此，一定程度上仍無法解決後加水的定量問題。二是該公式是記錄不同時間的後加水量，並檢測加水後混凝土的抗壓強度，通過分析每個強度等級混凝土抗壓強度數據與後加水量的關係，與現場後加水的時間間隔情況不相符。
3模擬試驗
3.1原材料及方法
鑑於以上計算方法各自存在一定侷限性，本試驗選用和案例中的辦公樓柱預拌混凝土所用材料品質基本一致的原材料，設計坍落度為180mm，並按照後加水大致時間，即混凝土拌合物經過1h後進行加水試驗，每立方米混凝土加水量分別為10、20、40、50、60kg。以期得到後加水量對混凝土拌合物坍落度和混凝土抗壓強度的影響曲線。
3.2配合比
試驗以C45普通混凝土為研究對象，並依據案例中C45混凝土的配合比進行試驗，其配合比見表2。
3.3試驗檢測
根據規範要求進行混凝土工作性能、外觀質量和抗壓強度檢測，其檢測結果見表3。
對錶3的試驗數據進行處理，得出後加水對混凝土拌合物坍落度和混凝土抗壓強度的影響曲線（如圖1、圖2所示）。由圖1可知，在一定的加水量範圍內（0～50kg），混凝土拌合物仍能保持較好的和易性，後加水量與混凝土拌合物坍落度值呈正相關，相關係數為0.982，線性關係較好。後加水量與混凝土拌合物坍落度的關係可表示為：
由圖2可知，7d和28d抗壓強度與後加水量0～50kg呈負相關，擬合曲線均為線性的，相關係數分別為0.9872和0.9311，這一結果和相關文獻的研究成果是一致的。因此，C45預拌混凝土28d抗壓強度和後加水量的關係可以表示為：
通過上述擬合曲線的計算可知：當初始坍落度為80mm時，施工要求坍落度180～240mm所對應的後加水量實際為36.1～56.3kg/m3，與標準JGJ55—2011的量化指標有一定的差異。分別帶入公式（5）後，得出後加水後混凝土28d強度為37.9～42.2MPa。
4結果與討論
現有方法中後加水對混凝土抗壓強度影響分析的計算結果、本文模擬試驗計算結果和案例中的實測結果如圖3所示。
由圖3可知，坍落度由80mm增大至180～240mm時，通過後加水28d抗壓強度計算結果從小至大為：文獻2＜試驗＜文獻1＜相關標準。這是由於JGJ55—2011中公式的適用條件為和易性較好且混凝土中各組成材料應具有良好的相容性，而實際工程中，施工現場由於後加水，預拌混凝土拌合物和易性一般會變差，甚至會出現泌水、離析現象。因此，採用公式進行計算結果較大，與實際情況誤差也最大。文獻1中在試驗時混凝土拌合物工作性能並沒有隨著加水量的變化而變差，而是隨著砂、石用量和外加劑的調整一直保持具有較好的工作狀態。因此，採用該試驗得到的曲線計算得到的混凝土抗壓強度值在理論上也應是偏大的。文獻2系在不同時間根據混凝土坍落度損失的情況，加入不同量的水使混凝土恢復一個設定的坍落度，並記錄不同時間的後加水量，可操作性差，因此該回歸曲線與實際情況必然存在一定的誤差。且有研究表明在初凝後加水，會使得混凝土的抗壓強度下降70%以上，因此該試驗迴歸的曲線會因時間間隔過長而導致斜率絕對值變大，計算結果較實際偏小。模擬試驗是基於其他材料用量完全不變的情況下，僅改變用水量，後加水間隔時間基本接近於現場工程實際，因此，本試驗最終得到強度的變化規律可認為基本歸因於後加水量的變化。
而事實上，該工程按照GB/T50107—2010《混凝土強度檢驗評定標準》進行評定，從圖3中可以看出，混凝土柱28d的實測強度為18.9～33.5MPa，均小於以上各方法的計算值，而資料顯示混凝土沒有出現明顯的外觀質量缺陷，說明後加水量在上述範圍內。因此，該預拌混凝土強度較低的原因除了後加水的影響外，還可能存在原材料某些指標有不合格的現象或原始配合比強度未能達到設計要求。經後期證實，該原材料中的河砂含泥量有超標現象，也進一步驗證了本試驗的初步判定。
結語
（1）若僅考慮抗壓強度，後加水對預拌混凝土的危害十分嚴重，因此，應禁止二次加水或後加水。
（2）在進行後加水量對預拌混凝土抗壓強度的影響分析時，採用標準JGJ55—2011中的公式計算，實際強度與理論計算強度存在較大的誤差且計算結果一般偏大。
（3）現有的文獻均是通過試驗來分析後加水量對預拌混凝土抗壓強度的影響，儘管實際結果與本文試驗結果較為接近，但在使用時因無法準確判斷出後加水混凝土拌合物工作性能的變化規律，導致後加水無法定量，因此存在一定的侷限性。
（4）建議對預拌混凝土配合比中的各原材料進行留樣封存，一旦出現不合格現象，可以在試驗室進行模擬驗證。
