關于不凝混凝土粉煤灰超量摻加的判別方法

任林燕，馬永勝，郝源，李斌，張雅莉，王寶君，楊淑霞

（1. 濰坊京泰新型建材有限公司，山東 濰坊 261000；2. 黑龍江省建筑材料工業規劃設計研究院，黑龍江哈爾濱 150080；3. 牡丹江天馬水泥有限公司，黑龍江 牡丹江 157000）

0 引言

2018 年 8 月 14 日，筆者來到某市某工程 4#、5#樓一層混凝土樓出現不凝事故現場，看到 5# 樓一層梁板墻柱不凝部位兩處總體積約 35 立方米，已經拆除完畢，準備重新澆筑；4# 樓一層八根梁柱總體積 30 立方米，及陸續發現梁板混凝土不凝情況總計約 160 立方米。混凝土強度嚴重不足，準備采取支護措施處理，保證施工進度，降低支護加固費用。同時開展事故原因調查，拿出整改措施，在確保混凝土生產同時不再發生類似質量問題。

通過詳細走訪調查，聽取相關人員情況介紹，調取操作系統記錄等，8 月 7 日 8：00 至 24：00 生產混凝土1780 方，發往六個工地，確認導致該起事故的混凝土系 8 月 7 日 1# 站 13：55：56 至 16：23：47 止連續生產并發往工地 4#、5# 樓的 15 車混凝土，共計 160 方，采用的是 2 號水泥庫，而發往其它工地的混凝土采用的是 3#水泥庫，六個工地所用粉煤灰庫與泵送劑罐始終一致。所有供貨工地復查證實此后再無類似問題發生。

1 調查不凝混凝土發生原因

通過工地現場取樣，問題混凝土的可能：實際配合比中外加劑嚴重超量，或者水泥粉煤灰比例嚴重失調。

采取排除法對事故開展調查和分析。查進廠檢斤單、合格證，確認當天使用的進廠水泥、粉煤灰、外加劑質量合格；現場勘查沒有證據證明水泥倉混入粉煤灰；查 1# 站操作系統生產配合比記錄中配合比數據、發貨單正常；現場勘查水泥倉、粉煤灰倉、外加劑倉使用正常。

1.1 查找原因

推測判斷導致該起質量事故的直接原因可能有兩種：

（1）工控計算機系統突然異常失靈，該時段外加劑秤失控，致使 15 車混凝土外加劑超摻，導致混凝土不凝。

（2）該批混凝土配合比中粉煤灰過量、水泥量不足導致混凝土不凝。

1.2 措施

針對上述兩種情況采取如下措施避免事故再次發生：

（1）設備上：1# 站更換一套新主機控制系統，徹底避免因液劑秤失靈致使外加劑超摻情況再次發生。

（2）管理上：馬上聯系安裝液劑秤專用監控攝像系統，并設專人負責監控摻加，確保今后 1# 站每一盤料生產過程外加劑摻量穩定可靠；組織對本月西站外加劑消耗進行盤點。

（3）技術上：開盤鑒定、試塊留樣、嚴控水泥、粉煤灰倉標識及進廠入倉上鎖管理程序。研究方案對事故混凝土樣品做化學分析，盡快得出發生混凝土不凝現象的依據，對這種混凝土強度嚴重不足，后續強度是否增長，為采取加固措施，保證施工進度，降低處置費用提供可靠依據。

2 分析粉煤灰是否超量摻加

筆者從技術角度判斷第一種外加劑超量摻加，導致混凝土不凝可能性不會持續 7 天不凝。筆者認為第二種可能性大：配合比中粉煤灰超量摻加、水泥用量嚴重不足導致混凝土不凝。

2.1 分析目的

分析混凝土中粉煤灰是否超量摻加。

2.2 分析措施

利用水泥與粉煤灰中 CaO 數據差異懸殊這一特點，判斷這起事故是否為超量摻加粉煤灰所致。

2.3 分析方法

采用氟硅酸鉀容量法（氫氧化鈉熔樣-EDTA 滴定法中 CaO 分析原理是分析樣品中全鈣）。

3 樣品制備

（1）樣品 3# 與 4# 制備日期是 8 月 16 日，樣品為 8 月 14 日和 8 月 15 日取 4# 樓墻柱同一部位混凝土篩除砂石骨料，輕輕破碎混凝土，取碎末烘干 1 小時（105℃）后通過 0.2mm 方孔篩得到粉末。

（2）樣品 5# 制備日期是 8 月 14 日（與 3# 是同一時間同一部所取樣品），用水浸泡后用人工簡易方法得到液體（東風站沒有 0.2mm 方孔篩），液體烘干 5 小時（烘干箱溫度是 105℃，2 小時就能烘干到位，但因去西站調取數據沒有及時取出）得到粉末。

（3）樣品 6# 制備日期是 8 月 14 日，采用 14#、15# 樓墻柱 C35 生產配合比試拌 5L 混凝土樣品，同樣用水浸泡后用人工簡易方法得到液體（東風站沒有0.15mm 方孔篩），液體烘干（烘干箱溫度是 105℃）得到粉末。

4 分析結果

通過公司 2 和公司 3 兩個試驗室做的對比試驗（結果見表 1）可以看到，同一樣品 CaO 含量檢測結果誤差很小，對分析結論的影響可以忽略，所以仍以公司 2 試驗數據做分析依據。

（1）不同日期、不同批次三個水泥公司試驗分析結果顯示，水泥 A 與水泥 1#、粉煤灰 B 與粉煤灰 2# 質量均勻穩定，同時證明水泥與粉煤灰中 CaO 數據差異懸殊。

（2）樣品 3# 與 4# 取樣時間不同，3# 與 5# 制備方法不同，但 CaO 數據分析結果相同。

（3）樣品 6# 是 C35 生產配合比試拌混凝土樣品，但與 C、D 計算及分析結果一致，說明試拌混凝土樣品中 CaO 數據與理論推算一致，6# 比 D 略有偏低主要原因是人工簡易制備得到的分析樣品時，有微小砂石殘余混入。C、D 是 C35 生產配合比中水泥與粉煤灰按比例配制的樣品，C 中各成分是加權平均計算得出，D 是實驗分析結果，C、D 數據一致。

（4）從樣品 3#、4#、5# 分析結果看粉煤灰占比大，利用公式：

(49.28x+4.28y)/(x+y)=23.78 與 x+y=420

得出編號 3# 混凝土樣品中：水泥=182kg/m3，粉煤灰=238kg/m3；利用公式：

(49.28x+4.28y)/(x+y)=24.72 與 x+y=420

得出編號 4# 混凝土樣品中：水泥=191kg/m3，粉煤灰=229kg/m3；利用公式：

(49.28x+4.28y)/(x+y)=23.92 與 x+y=420

得出編號 5# 混凝土樣品中：水泥=183kg/m3，粉煤灰=237kg/m3。

表1 4# 樓墻柱 C35 混凝土化學成分

以上數據與正常 C35 混凝土配合比中，水泥=320kg/m3，粉煤灰=100kg/m3有較大差距。證明該起混凝土不凝事故是由粉煤灰超量摻加引起的，推斷過量摻加原因是有一車粉煤灰（約 50 噸左右）混進水泥倉中。

（5）樣品 3# 至 6# 四組樣品經過烘干后 CaO 含量分析結果是否受影響？我們在多方咨詢各級專家的基礎上，認為：3#～6# 四組樣品制備方式不同，但都經過不同程度烘干，數據結果一致，不影響現有分析結果。

5 結論

利用水泥與粉煤灰中 CaO 數據差異懸殊這一特點，采用 GB/T 176—2017 中氟硅酸鉀容量法（氫氧化鈉熔樣-EDTA 滴定法中 CaO 分析原理是分析樣品中全鈣），通過對水泥、粉煤灰、混凝土拌合物及施工現場不凝混凝土 CaO 分析，計算出不凝混凝土中水泥、粉煤灰實際摻量，對分析工程質量事故及采取加固措施，保證施工進度，降低處置費用提供可靠依據。