混凝土超长时间缓凝案例分析.pdf

文 章编 号 ：1 0 0 7 0 4 6 X( 2 0 1 5 ) 0 4 - 0 0 4 2 0 5 态建材 混凝土超长时间缓凝案例分析 A n a l y s i s o f C a s e o f C o n c r e t e O v e r L o n g T i m e S e t t i n g D e l a y 张波 ( 淄博庄园混凝土有限公司，山东淄博2 5 5 0 0 0 ) 摘要：通过对三起混凝土超长时间缓凝事故案例分析 ，阐述了造成混凝土超长时间缓凝的原因、处理过程及在处 理该类事故 中应特别注意的问题。采取正确补救措施，在确保工程质量前提下，尽量将事故造成的影响及 损 失降到 最低 。 关键 词 ： 混凝 土 ；超 长 时间缓 凝 ；减水 剂 ；镍矿 渣 中图分类号 ：T U5 2 8 1 文献标志码 ：B O 前 言 由于各种原因引起的混凝土超长时问缓凝事故，是 混凝土工程施工中极易碰到也是最头疼的一件事情。这 在预拌混凝土企业生产中比较常见。有的是人为原因， 有的是设备原因，也有时是材料突然发生较大变化而造 成的。 混凝土超长时间缓凝会带来一系列问题，首先是延 误工期，对施工进度普遍要求较快的工程来说都是很难 接受的；同时由于造成混凝土长时间缓凝原因不同，混 凝土强度会有不同程度下降，如养护不到位， 混凝土极 易失水而更使强度降低，特别是对表面强度影响严重。 以下就比较典型的 3次混凝土超长时间缓凝事故案 例分析，阐述了造成混凝土超长时间缓凝的原因、处理 过程及在处理该类事故中应特别注意的问题，以供同行 及工程建设人员借鉴。 1 案例 1 1 1 事故发生经过 1 9 9 6 中国公司承接的西亚国家一城市污水处理工程。 工程开工后浇筑混凝土一直使用的是 4 2 5级抗硫水泥， 42 CoAL AsH 4 2 01 5 其 c A含量低 ( 4 0 MP a 。 该圆形水池直径 1 5 m、高 1 2 m ， 为地面以上建筑。 最后工程交工验收，将水池蓄满水检查池壁渗水情况。 池壁上部后浇筑混凝土个别部位因振捣不密实，出现了 少量渗水现象，而下部 1 2 m高超长时间缓凝混凝土浇筑 的池壁无一处渗水点。由于混凝土浇筑后前三天只采取 了覆盖养护未浇水保湿，池底表面及池壁顶面约 1 0 m m 厚混凝土失水造成强度下降。池底部位剔除 1 0 m m 左右 重新抹一层防水砂浆，池壁顶剔除约 2 0 m m厚软弱混凝 土后 ，上面继续浇筑了混凝土。 1 4 应注意的问题 在配制泵送混凝土过程中，水泥与减水剂适应性不 好是很常见的现象。在不严重时可通过适当提高减水剂 掺量来调整，而在严重不适应时，应考虑更换水泥或调 整减水剂配方来实现水泥与减水剂的良好适应性。但不 论采用何种方式，都必须在混凝土生产前有充分的试验 证明，调整方式是安全的。一定要清楚减水剂的种类及 减水剂中缓凝剂的种类、掺量及在混凝土中的实际用量 达到了多少，在超过理论最大用量时应特别引起注意。 一 旦发生了混凝土超长缓凝事故，一定要保证充分的保 4 2 0 1 5 粉煤灰 4 3 湿养护， 避免混凝土因失水而降低强度， 尤其是表面强度。 2 案例 2 2 1 事故发生经过 2 0 0 4 年 5 月 2 8日2 1 ： 0 0 3 0 E l 1 3 ： 0 0 ，为淄博一公 建工程生产浇筑了基础 C 3 0混凝土 7 0 0 m 。3 1日早 7 ： 0 0 施工单位拆模，发现 2 9日早上 6 ： 0 08 ： 0 0浇筑部分混 凝土 ( 约 8 0 m ) 无强度 ( 未终凝 ) 。该基础为上翻梁基础 ， 混凝土外露面稍有硬度，拆开的基础梁侧面混凝土手感 疏松，一碰 即掉。此时这部分混凝土浇筑完 已 4 8 h ，浇 筑的其他混凝土包括 3 1日最晚浇筑的混凝土 ( 1 8 h ) 早 已终凝。混凝土生产使用的是 P O 3 2 5水泥，掺加了 2 5 的粉煤灰及 1 5 ( 含固量 3 2 )萘系高效减水剂。根 据现场混凝土状况 ( 颜色、气味) 及问询泵送及施工人 员 ( 泵送及施： I 人员反映浇筑这部分混凝土时感觉混凝 土黏性大 ) ，分析应该是减水剂超量了。 2 2 原因分析 经搅拌站维修人员枪查发现，是减水剂称电磁阀出 现间歇性故障，关闭不严造成了减水剂超掺， 但超掺数 量无法确定。 在混凝土生产过程中，公司试验室人员抽样正好取 到了这部分缓凝混凝土制作了 2组试块，因试验人员缺 乏经验未能发现减水剂超掺。 2 3 处理过程 根据这种情况， 向甲方、 监理及施工单位进行了说明， 同时介绍了案例 1混凝土超长时间缓凝处理过程及最后 结果。要求施工单位未凝固混凝土不要拆模 ( 上翻基础 梁) ，覆盖毛毡不问断浇水保湿养护，根据留置试块及实 体混凝土强度发展情况采取进一步措施。 2 3 1 留置试块抗压情况 试块 7 2 h左右表面终凝，拆模后侧面稍软，室内放 置 6 h侧面硬 ( 试块在室内放置期间均覆盖塑料薄膜保湿 养护 ) 。将 1 块试块浸入 1 0 5 烘箱内热水中煮 4 h ，然后 放置室内 1 4 h后试压，强度达到 1 5 8 M P a( 这时是混凝 土浇筑后第四天。该方法只是看一下混凝土强度增长情 况，无参考数据 ) 。 试块放置室内 ( 室内温度 2 2 C)3 d拆模放入养护 4 4 COAL ASH 4 2 01 5 室养护 4 d( 混凝土浇筑后 7 d ) 后压 2块，单块强度值 为 1 7 2 M P a 、1 9 4 M P a 。最后一组试块标养至 3 0 d抗压 强度值为 4 1 3 M P a 、 4 3 7 M P a 、3 9 6 M P a 。 2 3 2 实体混凝土检测情况 从浇筑后第 4天开始，现场混凝土强度开始快速增 长，拆模后继续浇水养护。浇筑完第 7天时，请检测部 门从缓凝部位钻取了 3个芯样，当天加lT进行了抗压强 度试验 ，结果为：2 3 4 M P a 、2 5 1 M P a 、 2 2 5 M P a 。因为 前 3天缓凝，第 7天 ( 相当于 4 d) 强度能达到以上数值 应该后期强度完全有保证。留置试块 3 0天抗压强度也证 明，大大超过了设计强度。 就这样 ， 工程在延误了一周后又继续施_丁。 2 4 应注意的问题 ( 1 ) 预拌混凝土企业搅拌站生产计量系统是设备检 查维修的重要环节。设备维修人员每班都要认真检查设 备关键部位是否存在安全故障，发现不正常情况，提前 采取措施， 如电磁阀、 传感器一定要选用质量过硬的产品。 另外从设备工艺上采取一些措施，避免出现减水剂超掺 后还不能发现。这次事故后，我们将减水剂称电磁阀加 装了 2套，形成双保险，避免在生产使用过程中，一套 现问题后造成减水剂超量。 ( 2) 加强试验室人员及搅拌站操作人员的技术能力 及工作责任心，首先保证生产配合比下达及设备输入正 确。另外当减水剂超掺后 ， 混凝土肯定会出现不正常状况 ， 如能在第一时间发现，暂停生产告知部门负责人，就能 避免减水剂超掺事故的发生。 3 案例 3 3 1 事故发生经过 2 0 1 0年 7月初为淄博一l丁程生产泵送 C 2 5混凝土 1 7 0 m 3 ，浇筑部位 梁、板 、柱 、 墙。混凝土浇筑完毕 2 2 h ，施工单位反映混凝土不凝固 ( 7月份气温下混凝土终 凝时间一般不超过 1 2 h ) 。至现场查看发现 ，板面混凝土 似刚初凝、未终凝，脚轻踩即有印。混凝土抹面完成后 即覆盖了一层塑料薄膜， 少部分薄膜被风吹起处出现裂 缝，用手拍打混凝土即出浆，裂缝闭合。泵送及施工人 员告诉混凝土浇筑时没有发现不正常情况，混凝土和易 性很好，无离析、泌水现象，黏性也不大。但从现场混 凝土状况看，混凝土肯定出现了严重缓凝。我要求施工 人员一定将板面薄膜盖好，再覆盖一层毛毡，洒水保持 湿润养护。向甲方、监理及施工单位负责人介绍了案例 1 、案例 2混凝土超长时间缓凝情况，得到他们信任决定 暂缓施工，根据混凝土强度增长情况再做进一步决定。 3 2 原因分析 缓凝事故发生后，我们首先认真检查了搅拌站混凝 土生产计量及设备运转情况，未发现设备及计量有不正 常现象，减水剂计量准确未超掺。以前碰到的混凝土超 长时间缓凝都是由减水剂超量使用引起的，此次感觉现 场混凝土状况也不像是减水剂超掺了。因为这次使用的 是脂肪族与萘系复配的减水剂，如果减水剂超量，则混 凝土表面颜色一般泛黄 ，且浇筑时黏性也大 ，可这些 现 象都没有。缓凝事故发生后，我们即停用了该条生产线， 当天同时使用另一条生产线浇筑的混凝土正常。我们从 两条生产线上分别抽取了水泥、矿粉、粉煤灰及减水剂， 按生产配比掺量用两条生产线材料反复做试验，观察混 凝土凝结 时间异常情况。逐一排 除了水泥 、粉煤灰及减 水剂问题，最后发现相同配比情况下，用矿粉拌制的混 凝土生产线严重缓凝 。后来将矿粉送到水泥厂做化学分 析及经矿粉生产厂家确认，是粉磨矿粉过程中掺加了镍 矿渣，主要是掺量不均匀，造成部分矿粉中镍矿粉掺量 偏多。以前我们做过混凝土中掺加镍矿粉试验，混凝土 中掺加镍矿粉可使混凝土凝结时间延长，如掺量过大可 造成混凝土超长时间缓凝，且使混凝土强度下降。这次 浇筑 的混凝土缓凝 时间大大延长，但镍矿粉掺量无法确 定 3 _ 3 处理过程 针对这种情况 ，与 甲方 、 监理及施 1 单位人员协商 一 致，每天观察混凝土强度变化情况，在适当时间从实 体钻取芯样，根据芯样强度再做进一步决定。 3 3 1 现场观察实体混凝土强度变化过程 由于梁、板、 墙、柱一起浇筑，所以前期主要观察 板面混凝土强度变化情况 ，见表 1 。 从第 5天开始，板面强度增长加快。为避免混凝土长 时间不凝固内部水分缺失， 从浇筑完 1 d 后对梁、 板、 墙、 柱部位我们采取了带模每天不间断浇水养护。根据板面 强度增长情况，在第 7天时要求施工人员将柱、墙模板 拆除。由于保持了湿度，模板拆除后柱、墙混凝土表面 坚硬 ，只有少部分混凝土 由于湿度不够 ，表面约 1 0 m r n 厚混凝土疏松。后来将疏松部位混凝土剔除，用高强度 砂浆进行了修补。 表 1 板面混凝土1 5 d 强度变化情况 浇筑完毕时间 板面强度变化情况 2 4 h ( 1 d ) 4 8 h ( 2 d ) 7 2 h ( 3 d ) 9 6 h ( 4 d ) l 2 0h ( 5 d ) 板面软，指压出痕，未终凝 未盖严， 小面积暴露处表面稍硬，内部无强度；盖薄膜处仍软 板面浇水养护充分，盖薄膜处仍可指压出痕，但比第2 天稍强 大部分面积终凝，有强度，只有少部分泡水处稍软 无软部位，板面坚硬。 3 3 2 留置试块试压情况 混凝土缓凝试块制作后第5 天拆模， 底、 侧面还黏 f 室 内温度 2 5 ) ，第 6天拆模时底、 侧面有硬度。所有试块 第 6天拆模，将 2块试块放人烘箱内热水中 ( 1 0 5 ) 煮 8 h ，然后从水 中拿出放入室内凉 1 6 h( 浇筑后第 7天 ) ， 强度达到 1 8 3 MP a 。其他试块放入标养室，第 1 5天压 2 块达到 2 1 1 MP a ， 第 2 8天压 2 块达到 2 6 2 M P a ， 4 3天压 3块达到了 2 9 7 M P a 。正常情况下我们 C 2 5混凝土 2 8 d 标养强度在 3 1 M P a 左右。 3 _ 3 _ 3 实体混凝土检测情况 混凝土浇筑后第 1 5天，请检测单位从实体混凝土部 位钻取芯样进行了试压。 抽 3根柱各取一块芯样，强度为 3 3 0 MP a 、2 8 8 MP a、2 9 5 MP a 。 抽 3处 墙各取 一块芯样 ，强度 为 3 0 9 M P a 、2 9 1 M P a 、2 7 2 M P a 。顶板 取 2块 芯样 ，强 度 为 3 0 5 M P a 、 3 4 6 M P a 。实体混凝土钻芯取样检测，强度均超过了设计 强度 ，工程在延误 1 5天后得以继续施工。 3 4 应注意的问题 ( 1 ) 现代建筑中混凝土使用材料越来越复杂，尤其 是水泥、矿粉在粉磨过程中很可能掺加了多种我们未知 的材料。胶凝材料生产过程中掺加材料过多，经过试验 正常情况下使用可能没有问题 ，如果原材料及生产控制 不严格，就很容易出现这样那样的问题。另外根据当地 材料状况，应加强混凝土在掺加各种材料下的配合比试 验，同时严格选取原材料供货厂家及进厂质量。 ( 2 ) 任何情况下 ，都要保证浇筑物的充分保湿养 护 4 2 0 1 5 粉煤灰 4 5 4 结 论 混凝土工程施工中，特别是预拌混凝土企业生产中， 由于混凝土超长时间缓凝引起的质量事故时有发生。有 时是人为因素，有时是设备原因造成外加剂超掺，而也 有时是胶凝材料发生了较大变化。 一 旦出现 了混凝土超长时间缓凝事故，如本文介绍 的 3个案例，按一般理论及有关资料介绍分析，混凝土 后期强度肯定大大降低，达不到设计要求。很多工程在 遇到这种情况时，就将混凝土拆除了，造成很大损失及 浪费。本人亲身经历并处理的这 3起混凝土超长时间缓 凝事故，最终都达到了设计要求。虽然延误了工期，但 混凝土没有拆除，使损失降到了最低，没有造成浪费。 在这 3起事故中都得到了甲方、监理及施工单位的充分 理解、信任与配合 ( 各方见证了事故处理全过程 ) 。 正常混凝土配比按标养 2 8 d 算都有一定的富余强度， 2 8 d后还有很大的强度增长空间。在遇到此类超长时间 缓凝事故时，混凝土强度可能降低，富余强度可能小了， 但不一定达不到设计要求 ( 结构物实体体量大，胶凝材 料水化更充分，实体强度一般比标养试块强度要高) 。因 此在出现此类混凝土超长时间缓凝事故时，不要轻易将 混凝土拆除，任何情况下确保混凝土得到充分的保湿养 护，给予充分时间使混凝土渡过缓凝期。在混凝土生产 技术人员指导下 ( 混凝土生产技术人员的经验至关重要， 一 定要熟悉外加剂复配知识，平常要做一些各种材料变 化情况下的试配试验 ) ，在适当龄期从缓凝混凝土实体部 位钻芯取样，根据芯样强度决定浇筑物是否拆除，尽量 减小损失。 以上 3个案例幸运的是都发生在气温较高的环境天 气下， ( 案例 1平均气温 1 3 ，案例 2平均气温 2 1 c C， 案例 3 平均气温 2 6 ) ，这对混凝土强度增长起到了非常 关键的作用。如果是在冬天负温环境下发生类似情况， 混凝土水化反应时间将更加延迟，如不能保证足够的温 度， 那混凝土可能就很难避免被拆除的厄运了。 作者简介：张波 ( 1 9 6 7 一)，男，高级工程师，总工。通信地址：山东 省淄博市周村区南郊镇李家工业园矿山 路。 收稿日期： 2 0 1 5 年 1月 1 3日 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 吨! 哇! ! ! 电! ! 吨 ! ! ! ! ， ， ( 上 接第 4 1 页 ) ( 5 ) 清除混凝土中超颗粒尺寸。 在 浇 筑 拱 顶 以下 时坍 落 度 可适 当 减 小，控 制 在 1 5 0 1 8 0 m m，封顶时混凝土塌落度控制在 1 8 0 2 1 0 m m 。 3 2 混凝土运输 及泵送注意事项 混凝土采用混凝土搅拌运输车运送，从加水拌和到入模 的最长时间应由试验室根据水泥初凝时间及施工气温确 定，并符合 公路桥涵施工技术规范的有关规定。二 次衬砌混凝土浇筑的特点是由低向高运输，离不了混凝 土输送泵。为避免混凝土泵送过程中卡管， 应注意以下 几个问题 ： ( 1 )熟练掌握所使用的输送泵机械状况。 ( 2) 刚浇筑时应先拌和 0 5 m 与混凝土同强度及抗 渗等级的砂浆，目的是润滑输送管，同时铺在钢模底部， 防止二衬混凝土产生 “ 烂根”现象。当砂浆输送顺利后 即可进行混凝土正常输送。 ( 3 ) 输送过程中， 必须保证混凝土的和易性、 均匀性， 切忌混凝土坍落度波动。 ( 4 ) 根据输送泵的运转情况，适当调整挡位，并随 时检查工作油温及压力表， 使之在正常范围内。 4 6 CD 工ASH 4 201 5 3 3 脱模及养生 ( 1 ) 二次衬砌拆模时间： 非承重结构， 混凝土强度达到 2 5 M P a 以上； 承重结构， 混凝土强度达到设计强度 7 0 以上。 ( 2 ) 拆模时不得对预埋 ( 预留) 管件有所损坏、碰歪 等不良情况。 ( 3 )混凝土的保温保湿养生时间需7 d 。 4 结 论 隧道二次衬砌是隧道的承重结构，是永久性工程， 内在质量及外观质量要求较高，在施工工程中会出现许 多新 问题，关键是机械设备的合理搭配 ，行之有效的施 工工艺。在施工过程中善于发现问题，并采取即时有效 的处理措施。实践证明，以上工作经验对保证慈母山二 次衬砌工程质量是十分有效的。 作者简介：黄贤德 ( 1 9 8 0 一)， 男， 工学学士，试验室主任。重庆欣材 混凝土集团有限公司。通信地址 ：重庆市江北区石马河。邮编 ：4 0 0 0 2 1 ； E ma i l ：h u a n g x i a n d e 8 5 O 8 1 6 3 c o rn。 收稿日期： 2 0 1 5年 1月 2 1日