基于質(zhì)量事故分析的高性能混凝土施工控制

摘 要：高性能混凝土被廣泛證明具有工作性能好、強(qiáng)度、彈模高、抗?jié)B、耐久、體積穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但因采用高性能混凝的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，往往所處地質(zhì)環(huán)境惡劣，設(shè)計(jì)使用年限長(zhǎng)，承載力、抗震抗裂要求高，因此質(zhì)量事故的危害更嚴(yán)重，文章以某典型混凝土質(zhì)量事故案例為依托，多角度分析原因，總結(jié)高性能混凝土質(zhì)量控制要點(diǎn)，以期為相似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：高性能混凝土；質(zhì)量事故；強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢；施工質(zhì)量控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.097

高性能混凝（HPC）土是一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上，應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)原材料，在精確控制計(jì)量精度、攪拌時(shí)間等前提下，制成的特殊混凝土。與常規(guī)混凝土相比，HPC采用優(yōu)質(zhì)水泥、水、集料，水膠比較低，摻加合理數(shù)量礦物摻料和高性能外加劑，在使用性能方面具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）良好的工作特性，流動(dòng)性高，不分層離析、適合泵送、自密實(shí)性好；（2）強(qiáng)度高，同等荷載條件下，結(jié)構(gòu)尺寸小，自重輕、材料用量少；（3）彈模高，剛度大、穩(wěn)定性好；（4）抗?jié)B、耐久性好，工作壽命長(zhǎng)，普通混凝土40～50年，高性能混凝土可達(dá)100年；（5）體積穩(wěn)定性較高，硬化早期水化熱低，收縮性小，早期裂縫量少。

設(shè)計(jì)施工合理的HPC，有遠(yuǎn)超普通混凝土的優(yōu)勢(shì)，但因在生產(chǎn)和施工過(guò)程中并無(wú)特殊工藝，而其對(duì)各工藝環(huán)節(jié)上的諸多因素十分敏感，稍有不當(dāng)，即可發(fā)生假凝、油污、碳顆粒懸浮、強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢、外觀差等通病。

1 質(zhì)量事故描述

某鐵路車(chē)站特大橋A#～B#墩連續(xù)梁體混凝土澆筑后強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，具體情況描述如下：

連續(xù)梁梁體全長(zhǎng)113.5m，采用（32+48+32）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。為單箱單室、變高度、變截面直腹板箱梁，梁高3.05～4.0m，箱梁頂板、底板寬度分別為12.2m和6.4m；設(shè)計(jì)梁體強(qiáng)度等級(jí)為C55，彈模為3.55×104MPa，張拉時(shí)混凝土強(qiáng)度、彈性模量分別不低于設(shè)計(jì)值的95%、100%，且齡期不早于5天；梁體按縱、橫、豎向三向預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)，采用塑料波紋管成孔。梁體采用懸臂澆筑法現(xiàn)澆施工方案，分0#段、1#～5#段、中跨合龍段、邊跨不平衡段施工。梁體力學(xué)性能檢測(cè)如下：

根據(jù)各齡期試件標(biāo)養(yǎng)和同條件養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度、回彈強(qiáng)度，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況和混凝土強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律，推定該三個(gè)部位的C55梁體混凝土28天強(qiáng)度能達(dá)到55MPa以上，并在后期還有一定程度增長(zhǎng)，梁體混凝土僅滿足C50混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。

2 分析與整改思路

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，制定如下分析整改思路：分析理論配合比→調(diào)查施工過(guò)程→分析強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢原因→調(diào)整混凝土配合比→總結(jié)施工質(zhì)量控制措施。

3 理論配合比

備注：砂率36%，混凝土容重2450㎏/m?，大碎石（16㎜～25㎜）：中碎石（10㎜～16㎜）：小碎石（5㎜～10㎜）為6：3：1，最大公稱粒徑25㎜，設(shè)計(jì)坍落度180㎜～220㎜。

4 梁體混凝土施工過(guò)程調(diào)查

車(chē)站特大橋C#連續(xù)梁D#段于9月21日21：07開(kāi)盤(pán)（1#站拌制），9月22日9：16終盤(pán)，混凝土83m?，拌合站計(jì)量較準(zhǔn)確：中級(jí)超標(biāo)率0.253%，高級(jí)超標(biāo)率0.252%；采用吊斗施工，出機(jī)混凝土坍落度控制在220㎜左右，運(yùn)輸時(shí)間約25分鐘，現(xiàn)場(chǎng)混凝土坍落度約190㎜左右，澆筑過(guò)程中混凝土無(wú)明顯異常。

5 梁體混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢的原因分析

對(duì)梁體混凝土試件破壞后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理工作進(jìn)行調(diào)查。

從圖可以看出：⑴C55梁體混凝土試件破壞后，碎石之間相互緊密堆積，縫隙間粘結(jié)砂漿較少；⑵混凝土氣泡較多；⑶水泥砂漿強(qiáng)度不高，和碎石的粘接力較差；⑵減水劑摻量過(guò)大，混凝土板結(jié)、泌水，水泥漿從混凝土中泌出，包裹碎石砂漿非常少；⑶水泥漿泌出后，砂漿的強(qiáng)度降低，漿體和骨料的粘結(jié)力下降，混凝土結(jié)構(gòu)破壞后，碎石從砂漿中完好“拔出”。造成梁體混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢的主要原因如下：

5.1 原材料質(zhì)量較差

（1）粉煤灰質(zhì)量差；（2）礦粉質(zhì)量差；（3）河砂質(zhì)量差；（4）碎石質(zhì)量差；（5）減水劑質(zhì)量差。

5.2 現(xiàn)場(chǎng)管控不到位

（1）材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)，未做好驗(yàn)收工作；（2）有時(shí)進(jìn)場(chǎng)材料檢測(cè)不合格，但由于供應(yīng)緊張等原因，仍用不合格材料拌制混凝土。（3）混凝土開(kāi)盤(pán)前，試驗(yàn)人員未現(xiàn)場(chǎng)取樣試拌、調(diào)整施工配合比，只測(cè)試砂、石含水率后將理論配合比換算成施工配合比。（4）由于碎石采用水洗工藝，含水率較大，上、下部含水率不均勻，且裝載機(jī)司機(jī)鏟料不合理，導(dǎo)致每盤(pán)混凝土的碎石含水量均不同，混凝土工作性不穩(wěn)定。（5）駐站試驗(yàn)人員和現(xiàn)場(chǎng)值班試驗(yàn)人員責(zé)任心差。（6）試驗(yàn)人員業(yè)務(wù)水平不高，對(duì)高性能混凝土缺乏深入的了解，當(dāng)混凝土質(zhì)量出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，不能采取有效措施進(jìn)行調(diào)整，僅僅采取隨意加、減減水劑的措施進(jìn)行調(diào)整（減水劑摻量分別為1.6%、1.8%、2.0%），殊不知減水劑過(guò)摻導(dǎo)致混凝土板結(jié)、泌水，工作性非常差，泵送施工也困難，強(qiáng)度離散性較大。（7）混凝土澆筑后，未采取養(yǎng)護(hù)措施，混凝土強(qiáng)度將大大降低。（8）試驗(yàn)室對(duì)配合比把關(guān)不嚴(yán)試驗(yàn)室未按“配合比決策流程”規(guī)定現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證該C55配合比（特種配合比），只是在配合比審批流程表上簽字而已。

6 進(jìn)一步加強(qiáng)梁體混凝土施工質(zhì)量的措施

（1）加強(qiáng)原材料質(zhì)量控制，嚴(yán)禁不合格材料拌制混凝土：1）摻和料（粉煤灰、礦粉）進(jìn)場(chǎng)后，實(shí)行每車(chē)驗(yàn)收，對(duì)摻和料進(jìn)行檢測(cè)（粉煤灰檢測(cè)細(xì)度、需水量，礦粉檢測(cè)比表面積、流動(dòng)度比），合格后方可入罐。2）減水劑進(jìn)場(chǎng)后，試驗(yàn)室立即取樣試驗(yàn)（用配合比驗(yàn)證），考察混凝土工作性和2小時(shí)坍落度損失，合格后方可卸貨，做好試拌記錄，并留下影像資料。3）粗集料進(jìn)場(chǎng)后，按規(guī)范對(duì)顆粒級(jí)配、壓碎指標(biāo)值、針片狀顆粒含量、含泥量、泥塊含量等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，不合格不得使用。4）細(xì)集料進(jìn)場(chǎng)后，按規(guī)范對(duì)細(xì)度模數(shù)、含泥量、泥塊含量等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，不合格嚴(yán)禁使用。

（2）每年對(duì)拌合站計(jì)量系統(tǒng)至少檢定一次，拌合站須配備校準(zhǔn)砝碼（砝碼質(zhì)量不得小于最大稱量值），每周對(duì)計(jì)量系統(tǒng)校準(zhǔn)一次，當(dāng)校準(zhǔn)結(jié)果超出允許誤差范圍時(shí)，須找原因并糾偏，并由法定計(jì)量檢定部門(mén)重新檢定。

（3）開(kāi)盤(pán)前，駐站試驗(yàn)人員測(cè)試集料的含水率，試拌、調(diào)整配合比，將理論配合比換算成施工配合比。一旦出現(xiàn)工作性不滿足要求，立即查明原因及時(shí)調(diào)整；出現(xiàn)混凝土拌合物性能不良時(shí)，通知試驗(yàn)室主任現(xiàn)場(chǎng)處理。出站前，再次測(cè)試混凝土的坍落度、擴(kuò)展度、含氣量，確認(rèn)工作性合格后方可允許混凝土出站，同時(shí)取樣、制作內(nèi)控檢查試件?；炷吝\(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后，罐車(chē)須持續(xù)攪拌，防止混凝土離析。每50m?或每工作班至少測(cè)試一次混凝土坍落度，大流動(dòng)性混凝土還須測(cè)試混凝土擴(kuò)展度，每工作班至少測(cè)試3次入模溫度。

7 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)本次高性能混凝土質(zhì)量事故的分析，確定了影響強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢的因素主要在于原材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)、施工過(guò)程把控不嚴(yán)、實(shí)驗(yàn)室理論配合比與施工配合比有出入等，因此在高性能混凝土過(guò)程中，做到精細(xì)化管理十分必要。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏亮.高性能混凝土及其工程施工質(zhì)量控制技術(shù)[D]：[碩士學(xué)位論文].安徽：安徽建筑大學(xué)，2015（02）.

作者簡(jiǎn)介：康宏偉（1982-），男，甘肅正寧人，本科，工程師，主要從事鐵路橋隧施工研究。