基于质量事故分析的高性能混凝土施工控制

摘 要：高性能混凝土被广泛证明具有工作性能好、强度、弹模高、抗渗、耐久、体积稳定性好等优点，但因采用高性能混凝的结构构件，往往所处地质环境恶劣，设计使用年限长，承载力、抗震抗裂要求高，因此质量事故的危害更严重，文章以某典型混凝土质量事故案例为依托，多角度分析原因，总结高性能混凝土质量控制要点，以期为相似工程提供借鉴。

关键词：高性能混凝土；质量事故；强度增长缓慢；施工质量控制

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

高性能混凝（HPC）土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上，应用现代化技术，选用优质原材料，在精确控制计量精度、搅拌时间等前提下，制成的特殊混凝土。与常规混凝土相比，HPC采用优质水泥、水、集料，水胶比较低，掺加合理数量矿物掺料和高性能外加剂，在使用性能方面具有以下优点：

（1）良好的工作特性，流动性高，不分层离析、适合泵送、自密实性好；（2）强度高，同等荷载条件下，结构尺寸小，自重轻、材料用量少；（3）弹模高，刚度大、稳定性好；（4）抗渗、耐久性好，工作寿命长，普通混凝土40～50年，高性能混凝土可达100年；（5）体积稳定性较高，硬化早期水化热低，收缩性小，早期裂缝量少。

设计施工合理的HPC，有远超普通混凝土的优势，但因在生产和施工过程中并无特殊工艺，而其对各工艺环节上的诸多因素十分敏感，稍有不当，即可发生假凝、油污、碳颗粒悬浮、强度增长缓慢、外观差等通病。

1 质量事故描述

某铁路车站特大桥A#～B#墩连续梁体混凝土浇筑后强度增长缓慢，具体情况描述如下：

连续梁梁体全长113.5m，采用（32+48+32）m预应力混凝土连续梁。为单箱单室、变高度、变截面直腹板箱梁，梁高3.05～4.0m，箱梁顶板、底板宽度分别为12.2m和6.4m；设计梁体强度等级为C55，弹模为3.55×104MPa，张拉时混凝土强度、弹性模量分别不低于设计值的95%、100%，且龄期不早于5天；梁体按纵、横、竖向三向预应力设计，采用塑料波纹管成孔。梁体采用悬臂浇筑法现浇施工方案，分0#段、1#～5#段、中跨合龙段、边跨不平衡段施工。梁体力学性能检测如下：

根据各龄期试件标养和同条件养护强度、回弹强度，并结合现场施工情况和混凝土强度发展规律，推定该三个部位的C55梁体混凝土28天强度能达到55MPa以上，并在后期还有一定程度增长，梁体混凝土仅满足C50混凝土强度标准。

2 分析与整改思路

根据现场实际，制定如下分析整改思路：分析理论配合比→调查施工过程→分析强度增长缓慢原因→调整混凝土配合比→总结施工质量控制措施。

3 理论配合比

备注：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㎜）为6：3：1，最大公称粒径25㎜，设计坍落度180㎜～220㎜。

4 梁体混凝土施工过程调查

车站特大桥C#连续梁D#段于9月21日21：07开盘（1#站拌制），9月22日9：16终盘，混凝土83m?，拌合站计量较准确：中级超标率0.253%，高级超标率0.252%；采用吊斗施工，出机混凝土坍落度控制在220㎜左右，运输时间约25分钟，现场混凝土坍落度约190㎜左右，浇筑过程中混凝土无明显异常。

5 梁体混凝土强度增长缓慢的原因分析

对梁体混凝土试件破坏后的结构进行分析，在此基础上对现场管理工作进行调查。

从图可以看出：⑴C55梁体混凝土试件破坏后，碎石之间相互紧密堆积，缝隙间粘结砂浆较少；⑵混凝土气泡较多；⑶水泥砂浆强度不高，和碎石的粘接力较差；⑵减水剂掺量过大，混凝土板结、泌水，水泥浆从混凝土中泌出，包裹碎石砂浆非常少；⑶水泥浆泌出后，砂浆的强度降低，浆体和骨料的粘结力下降，混凝土结构破坏后，碎石从砂浆中完好“拔出”。造成梁体混凝土强度增长缓慢的主要原因如下：

5.1 原材料质量较差

（1）粉煤灰质量差；（2）矿粉质量差；（3）河砂质量差；（4）碎石质量差；（5）减水剂质量差。

5.2 现场管控不到位

（1）材料进场时，未做好验收工作；（2）有时进场材料检测不合格，但由于供应紧张等原因，仍用不合格材料拌制混凝土。（3）混凝土开盘前，试验人员未现场取样试拌、调整施工配合比，只测试砂、石含水率后将理论配合比换算成施工配合比。（4）由于碎石采用水洗工艺，含水率较大，上、下部含水率不均匀，且装载机司机铲料不合理，导致每盘混凝土的碎石含水量均不同，混凝土工作性不稳定。（5）驻站试验人员和现场值班试验人员责任心差。（6）试验人员业务水平不高，对高性能混凝土缺乏深入的了解，当混凝土质量出现波动时，不能采取有效措施进行调整，仅仅采取随意加、减减水剂的措施进行调整（减水剂掺量分别为1.6%、1.8%、2.0%），殊不知减水剂过掺导致混凝土板结、泌水，工作性非常差，泵送施工也困难，强度离散性较大。（7）混凝土浇筑后，未采取养护措施，混凝土强度将大大降低。（8）试验室对配合比把关不严试验室未按“配合比决策流程”规定现场验证该C55配合比（特种配合比），只是在配合比审批流程表上签字而已。

6 进一步加强梁体混凝土施工质量的措施

（1）加强原材料质量控制，严禁不合格材料拌制混凝土：1）掺和料（粉煤灰、矿粉）进场后，实行每车验收，对掺和料进行检测（粉煤灰检测细度、需水量，矿粉检测比表面积、流动度比），合格后方可入罐。2）减水剂进场后，试验室立即取样试验（用配合比验证），考察混凝土工作性和2小时坍落度损失，合格后方可卸货，做好试拌记录，并留下影像资料。3）粗集料进场后，按规范对颗粒级配、压碎指标值、针片状颗粒含量、含泥量、泥块含量等指标进行检测，不合格不得使用。4）细集料进场后，按规范对细度模数、含泥量、泥块含量等指标进行检测，不合格严禁使用。

（2）每年对拌合站计量系统至少检定一次，拌合站须配备校准砝码（砝码质量不得小于最大称量值），每周对计量系统校准一次，当校准结果超出允许误差范围时，须找原因并纠偏，并由法定计量检定部门重新检定。

（3）开盘前，驻站试验人员测试集料的含水率，试拌、调整配合比，将理论配合比换算成施工配合比。一旦出现工作性不满足要求，立即查明原因及时调整；出现混凝土拌合物性能不良时，通知试验室主任现场处理。出站前，再次测试混凝土的坍落度、扩展度、含气量，确认工作性合格后方可允许混凝土出站，同时取样、制作内控检查试件。混凝土运输至现场后，罐车须持续搅拌，防止混凝土离析。每50m?或每工作班至少测试一次混凝土坍落度，大流动性混凝土还须测试混凝土扩展度，每工作班至少测试3次入模温度。

7 结束语

通過对本次高性能混凝土质量事故的分析，确定了影响强度增长缓慢的因素主要在于原材料质量不过关、施工过程把控不严、实验室理论配合比与施工配合比有出入等，因此在高性能混凝土过程中，做到精细化管理十分必要。

参考文献：

[1]夏亮.高性能混凝土及其工程施工质量控制技术[D]：[硕士学位论文].安徽：安徽建筑大学，2015（02）.

作者简介：康宏伟（1982-），男，甘肃正宁人，本科，工程师，主要从事铁路桥隧施工研究。