基于質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、強度、彈模高、抗滲、耐久、體積穩定性好等優點，但因采用高性能混凝的結構構件，往往所處地質環境惡劣，設計使用年限長，承載力、抗震抗裂要求高，因此質量事故的危害更嚴重，文章以某典型混凝土質量事故案例為依托，多角度分析原因，總結高性能混凝土質量控制要點，以期為相似工程提供借鑒。

關鍵詞：高性能混凝土；質量事故；強度增長緩慢；施工質量控制

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混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎上，應用現代化技術，選用優質原材料，在精確控制計量精度、攪拌時間等前提下，制成的特殊混凝土。與常規混凝土相比，HPC采用優質水泥、水、集料，水膠比較低，摻加合理數量礦物摻料和高性能外加劑，在使用性能方面具有以下優點：

（1）良好的工作特性，流動性高，不分層離析、適合泵送、自密實性好；（2）強度高，同等荷載條件下，結構尺寸小，自重輕、材料用量少；（3）彈模高，剛度大、穩定性好；（4）抗滲、耐久性好，工作壽命長，普通混凝土40～50年，高性能混凝土可達100年；（5）體積穩定性較高，硬化早期水化熱低，收縮性小，早期裂縫量少。

設計施工合理的HPC，有遠超普通混凝土的優勢，但因在生產和施工過程中并無特殊工藝，而其對各工藝環節上的諸多因素十分敏感，稍有不當，即可發生假凝、油污、碳顆粒懸浮、強度增長緩慢、外觀差等通病。

1 質量事故描述

某鐵路車站特大橋A#～B#墩連續梁體混凝土澆筑后強度增長緩慢，具體情況描述如下：

連續梁梁體全長113.5m，采用（32+48+32）m預應力混凝土連續梁。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；設計梁體強度等級為C55，彈模為3.55×104MPa，張拉時混凝土強度、彈性模量分別不低于設計值的95%、100%，且齡期不早于5天；梁體按縱、橫、豎向三向預應力設計，采用塑料波紋管成孔。梁體采用懸臂澆筑法現澆施工方案，分0#段、1#～5#段、中跨合龍段、邊跨不平衡段施工。梁體力學性能檢測如下：

根據各齡期試件標養和同條件養護強度、回彈強度，并結合現場施工情況和混凝土強度發展規律，推定該三個部位的C55梁體混凝土28天強度能達到55MPa以上，并在后期還有一定程度增長，梁體混凝土僅滿足C50混凝土強度標準。

2 分析與整改思路

根據現場實際，制定如下分析整改思路：分析理論配合比→調查施工過程→分析強度增長緩慢原因→調整混凝土配合比→總結施工質量控制措施。

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㎜，設計坍落度180㎜～220㎜。

4 梁體混凝土施工過程調查

車站特大橋C#連續梁D#段于9月21日21：07開盤（1#站拌制），9月22日9：16終盤，混凝土83m?，拌合站計量較準確：中級超標率0.253%，高級超標率0.252%；采用吊斗施工，出機混凝土坍落度控制在220㎜左右，運輸時間約25分鐘，現場混凝土坍落度約190㎜左右，澆筑過程中混凝土無明顯異常。

5 梁體混凝土強度增長緩慢的原因分析

對梁體混凝土試件破壞后的結構進行分析，在此基礎上對現場管理工作進行調查。

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，縫隙間粘結砂漿較少；⑵混凝土氣泡較多；⑶水泥砂漿強度不高，和碎石的粘接力較差；⑵減水劑摻量過大，混凝土板結、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，砂漿的強度降低，漿體和骨料的粘結力下降，混凝土結構破壞后，碎石從砂漿中完好“拔出”。造成梁體混凝土強度增長緩慢的主要原因如下：

5.1 原材料質量較差

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

5.2 現場管控不到位

（1）材料進場時，未做好驗收工作；（2）有時進場材料檢測不合格，但由于供應緊張等原因，仍用不合格材料拌制混凝土。（3）混凝土開盤前，試驗人員未現場取樣試拌、調整施工配合比，只測試砂、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，且裝載機司機鏟料不合理，導致每盤混凝土的碎石含水量均不同，混凝土工作性不穩定。（5）駐站試驗人員和現場值班試驗人員責任心差。（6）試驗人員業務水平不高，對高性能混凝土缺乏深入的了解，當混凝土質量出現波動時，不能采取有效措施進行調整，僅僅采取隨意加、減減水劑的措施進行調整（減水劑摻量分別為1.6%、1.8%、2.0%），殊不知減水劑過摻導致混凝土板結、泌水，工作性非常差，泵送施工也困難，強度離散性較大。（7）混凝土澆筑后，未采取養護措施，混凝土強度將大大降低。（8）試驗室對配合比把關不嚴試驗室未按“配合比決策流程”規定現場驗證該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 進一步加強梁體混凝土施工質量的措施

（1）加強原材料質量控制，嚴禁不合格材料拌制混凝土：1）摻和料（粉煤灰、礦粉）進場后，實行每車驗收，對摻和料進行檢測（粉煤灰檢測細度、需水量，礦粉檢測比表面積、流動度比），合格后方可入罐。2）減水劑進場后，試驗室立即取樣試驗（用配合比驗證），考察混凝土工作性和2小時坍落度損失，合格后方可卸貨，做好試拌記錄，并留下影像資料。3）粗集料進場后，按規范對顆粒級配、壓碎指標值、針片狀顆粒含量、含泥量、泥塊含量等指標進行檢測，不合格不得使用。4）細集料進場后，按規范對細度模數、含泥量、泥塊含量等指標進行檢測，不合格嚴禁使用。

（2）每年對拌合站計量系統至少檢定一次，拌合站須配備校準砝碼（砝碼質量不得小于最大稱量值），每周對計量系統校準一次，當校準結果超出允許誤差范圍時，須找原因并糾偏，并由法定計量檢定部門重新檢定。

（3）開盤前，駐站試驗人員測試集料的含水率，試拌、調整配合比，將理論配合比換算成施工配合比。一旦出現工作性不滿足要求，立即查明原因及時調整；出現混凝土拌合物性能不良時，通知試驗室主任現場處理。出站前，再次測試混凝土的坍落度、擴展度、含氣量，確認工作性合格后方可允許混凝土出站，同時取樣、制作內控檢查試件。混凝土運輸至現場后，罐車須持續攪拌，防止混凝土離析。每50m?或每工作班至少測試一次混凝土坍落度，大流動性混凝土還須測試混凝土擴展度，每工作班至少測試3次入模溫度。

7 結束語

通過對本次高性能混凝土質量事故的分析，確定了影響強度增長緩慢的因素主要在于原材料質量不過關、施工過程把控不嚴、實驗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程中，做到精細化管理十分必要。

參考文獻：

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

作者簡介：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。