商品混凝土強度不足的原因分析及預防措施探討

蔣賢龍（晟元集團有限公司）

商品混凝土強度不足的原因分析及預防措施探討

蔣賢龍（晟元集團有限公司）

商品混凝土被廣泛的應用在建筑、水利、交通等工程建設之中，在工程結構里承擔著重要角色，混凝土的質量與整個施工過程的質量息息相關，但因施工不當引起混凝土的強度不足，導致影響結構或構件的承載力降低，降低混凝土的抗?jié)B性能及耐久性等，構件的剛度下降、變形過大，混凝土的強度直接影響著整個工程質量，也影響了建筑物正常的使用，因此對混凝土強度的控制應以足夠的重視?；炷翉姸炔蛔闶怯啥喾N原因造成的，本文通過實例對商品混凝土強度不足現(xiàn)狀及原因分析、處理方案，并根據(jù)實際工作經(jīng)驗提出一些相應預防措施，以保證混凝土強度達到設計要求，確保工程的安全。

商品混凝土；強度不足；原因分析；預防措施

1 商品混凝土概念及混凝土強度不足表現(xiàn)形式

商品混凝土是當代最主要的土木工程材料之一。它是由膠凝材料、顆粒狀集料、水，以及必要時加入的外加劑和摻合料按一定比例配制，在攪拌站經(jīng)計量、拌制后出售的并采用運輸車，在規(guī)定時間內(nèi)運至使用地點的混凝土拌合物，形成均勻密實成型、養(yǎng)護硬化而成的一種人工石材?；炷劣不蟮牧W性能，是指混凝土抵抗壓、拉、彎、剪等應力的能力，水灰比、水泥品種和用量、集料的品種和用量以及攪拌、澆筑、振搗、養(yǎng)護，操作者業(yè)務水平等都直接影響混凝土的強度?；炷恋膹姸炔蛔悖绊懡Y構承載能力，主要表現(xiàn)形式為：混凝土結構降低，混凝土抗裂性能差，過早產(chǎn)生過多、過寬的裂縫；構件剛度下降，變形過大影響正常使用；降低混凝土耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命等。

2 工程概況

某安置房工程總建筑面積約為 29 萬平方米（地上面積約26.6 萬平方米，地下面積約 2.4 萬平方米），地下室 2 層，地上 30 層，4 層以下為 C50 混凝土，5～12 層為 C45 混凝土，13～20 層為 C40 混凝土，21 層以上為 C30 混凝土。結構形式為框架剪力墻，全部采用商品混凝土，通過混凝土輸送泵將混凝土送達作業(yè)層面施工。

3 工程質量事故現(xiàn)狀及原因分析

3.1 事故現(xiàn)狀

該工程 4 層以下包括 2 層地下室的框架剪力墻設計混凝土等級為 C50，屬于高強混凝土，為趕工期墻和頂板混凝土同時澆筑，先澆筑墻，再澆筑頂板。于 2013 年 8 月澆筑完畢，并按規(guī)范規(guī)定的拆模時間開始拆模。在拆模過程中，發(fā)現(xiàn)混凝土墻體表面泛白，用手一抹有粉末脫落現(xiàn)象；檢測時發(fā)現(xiàn)部分梁柱混凝土強度達不到設計值，部分主次梁存在裂縫，其中多為梁身的直裂約 30cm 一道，另有梁端 45 度斜裂；發(fā)現(xiàn)部分剪力墻多處出現(xiàn)蜂窩、孔洞、露筋和墻體裂縫等多種質量問題。本次質量事故發(fā)生在主樓部分的地下二層剪力墻上，在墻體轉角的暗柱、門洞暗柱等密集區(qū)以下部位。從檢查結果發(fā)現(xiàn)：蜂窩面積大，孔洞多處出現(xiàn)且露筋較多。根據(jù)建筑工程質量檢測評定標準，各項指標大大超過標準允許值數(shù)倍，對整體結構承載力造成嚴重影響。

3.2 工程檢測

為了查清問題，及時處理，消除隱患，決定對混凝土進行全面回彈，必要時進行抽芯，查出混凝土的實際強度。由于 JGJ/T 23—2011《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》能查到的最大強度換算值為 49MPa，且地下室墻體潮濕，故剪力墻混凝土回彈檢測意義不大，且數(shù)據(jù)離散性也大。最后決定采用鉆心法對剪力墻混凝土進行檢測，梁的混凝土采用回彈儀測定構件實際強度的結果，以進行區(qū)域強度評價。2013 年 9 月，市建材檢測單位對剪力墻共鉆心取樣 30 處、測定進行回彈梁強度 16 處。檢測結果混凝土最大換算強度為51.9MPa，最小換算強度為 37.5MPa，強度變化很大，經(jīng)實測只達到設計強度的 75%～103% 之間；部分構件達不到設計要求。

3.2 混凝土強度不足原因分析

認真分析這次混凝土強度不足質量事故，認為主要原因如下：

（1）混凝土養(yǎng)護環(huán)節(jié)不重視、不標準。本工程混凝土強度等級較高，高強度等級的混凝土需要及時進行養(yǎng)護，使其充分水化，施工單位沒有做到及時良好的養(yǎng)護。在養(yǎng)護的過程中，由于養(yǎng)護不當使得混凝土結構中的溫度和濕度無法滿足工程施工的標準，導致混凝土結構的質量發(fā)生變化。發(fā)現(xiàn)混凝土墻體表面泛白，用手一抹有粉末脫落，判斷為養(yǎng)護不到位，進一步了解，工人承認墻體澆筑后不到 48 小時就脫模了，認為屬于地下，不受陽光照射，風的影響很小，墻體養(yǎng)護又很麻煩，就沒有采取養(yǎng)護措施。殊不知，當時屬于春季，空氣干燥，混凝土表面水分很快就蒸發(fā)掉了，表面強度偏低。養(yǎng)護條件不符合要求，早期脫水或受外力砸壞。

（2）管理人員責任不明確。施工技術人員力量薄弱，管理失控，責任不明確。管理人員素質差，組織能力和管理水平以及領導統(tǒng)籌能力較差，沒有與各有關管理人員和施工操作員有效溝通。工人素質低，混凝土澆筑工未經(jīng)培訓，又沒有以往類似工程施工經(jīng)驗。

（3）質量管理體系、施工質量控制和質量檢驗制度不健全，技術措施不貫徹落實。不按規(guī)范施工，質量保證體系不健全，技術措施不貫徹落實，管理人員沒有將施工方案里的技術措施向施工人員交底，工序交接沒有記錄，沒有交底。

（4）混凝土施工工藝不規(guī)范?；炷吝M行攪拌施工時，沒有嚴格按照工程施工的標準，出現(xiàn)混凝土加料順序顛倒、攪拌時間不夠、拌合不勻等問題，使得混凝土澆筑的質量差?；炷翝仓椒ú粚?，一次澆筑超高未設溜槽或串筒，致使混凝土在澆筑時出現(xiàn)離析現(xiàn)象，混凝土澆筑時又振搗不足，致使混凝土出現(xiàn)石子與砂漿分離，石子多的地方出現(xiàn)蜂窩、孔洞，砂漿多的地方強度不足。

（5）混凝土配合比不當。混凝土配合比是決定強度的重要因素之一，其中水灰比的大小直接影響混凝土強度，如用水量、砂率、骨灰比等影響混凝土的各種性能，從而造成強度不足的事故。主要表現(xiàn)在：① 隨意配套用配合比。由于該地的自然資源黃砂已很緊缺，實際工程使用的黃砂基本上都是用卵石軋制而成，其顆粒結構與天然砂有很大的差別，并含有相當多的片砂和石粉，與試驗室混凝土配合比不一致，從原材料上導致結構開裂，由于材料改變，沒有及時向重新實驗室申請試配后確定，隨意套用配合比，因而造成強度不足事故。③ 用水量加大。較常見的有攪拌機上加水裝置計量不準；不扣除砂、石中的含水量；甚至在澆灌地點任意加水等。用水量加大后，使混凝土的水灰比和塌落度增大，造成強度不足事故。③ 水泥用量不足。除了施工工地計量不準外，包裝水泥的重量不足屢有發(fā)生。而工地上習慣采用以包計量的方法，因此混凝土中水泥用量不足，造成強度偏低。④ 砂、石計量不準。較普遍的是計量工具陳舊或維修管理不好，精度不合格。 混凝土配合比不當，計量不準，施工中隨意加水，使水灰比增大。

（6）混凝土使用設備狀況不良。運送混凝土的車輛不足，致使?jié)仓r不能連續(xù)施工，施工縫又沒能進行必要的處理；經(jīng)常出現(xiàn)混凝土輸送泵堵管，維修又不及時；振動棒等震動器材質量不穩(wěn)定且數(shù)量不足，振動器材經(jīng)常壞或轉動無力，無法使用。

（7）原材料質量差。導致原材料質量差的主要原因有水泥的質量問題、砂石質量差、拌合水質量不合格和外加劑質量差等。其一水泥質量不良。水泥實際活性低，水泥安定性不合格。其二骨料（砂、石）質量不良。石子強度低、石子體積穩(wěn)定性差、石子形狀與表面狀態(tài)不良，砂、石中有機雜質含量高、粉塵含量高，砂中云母含量高；水泥過期或受潮，活性降低。

4 混凝土強度不足質量事故的處理方案、效果

4.1 混凝土強度不足的處理方案

根據(jù)實測結果，經(jīng)設計單位等有關工程技術專家對原結構進行復核驗算，處理加固補強方案，根據(jù)實際工程中出現(xiàn)質量缺陷部位的具體情況，進行缺陷補強處理。

（1）裂縫：清理墻基面的污垢、松散物體，刷洗干凈，用改性環(huán)氧化學灌漿液對所有裂縫進行封閉補強。其修復方法可采取切槽嵌補法其方法為：先沿剪力墻兩側裂縫切一條深 30～50mm，上口寬 30～50mm 深的 V 形槽，槽內(nèi)先用素水泥漿打底，再采用環(huán)氧樹脂漿液灌縫，剩余部分用環(huán)氧膠泥填充壓實，表面用 1:1 微膨脹水泥砂漿（摻 5% 放水粉）抹平壓實。

（2）麻面（蜂窩）：用鋼絲刷清理墻面浮漿（鑿除墻面浮漿浮石），并沖洗干凈，充分濕潤，用 1:2 水泥砂漿抹壓平整。

（3）孔洞：將孔洞處不密實的商品混凝土和突出的石子顆粒鑿除，直至無空隙為止，要鑿成斜形，避免死角，已銹蝕的鋼筋應除銹。再將鑿好的孔洞用水沖洗，洗刷干凈，充分濕潤 24 小時后，刷水泥漿一道，用 C50 微膨脹細石商品混凝土澆灌，細石商品混凝土的水灰比控制在 0.5 以內(nèi)，采用小振搗棒仔細振搗密實。商品混凝土澆灌應超高超寬澆灌，拆模后將多余商品混凝土鑿除，或采用噴射商品混凝土施工。

（4）露筋：將外漏鋼筋上的商品混凝土殘渣、浮漿浮石清除，用鋼絲刷刷除銹皮。麻面、孔洞、露筋等修補部位的水泥砂漿及細石商品混凝土均應做好養(yǎng)護，確保砂漿及商品混凝土強度。

（5）加固處理：部分剪力墻和梁的部位由于商品混凝土強度等級不同程度低于設計商品混凝土強度等級 C50 的要求，故需進行加固處理。

剪力墻的加固本工程設計采取的補強加固措施，是結合實測商品混凝土缺陷處及強度較弱（小于 C40）處將剪力墻鑿成多條豎向加強帶，加強帶采用微膨脹商品混凝土，強度等級為 C50，加強帶鑿斷面要清刷干凈，并充分濕潤 12 小時。澆商品混凝土前，要刷一道水泥漿，商品混凝土要振搗密實。在層頂處設一道加強暗圈梁，以形成整體加強。

樓面梁加固本工程采取的補強加固措施，框架梁在其原梁上面，采用 4φ18φ12@200 植筋將原梁加高 300mm 并在梁頭加掖，梁加固筋采用在柱上打孔植筋的辦法錨固。施工工藝流程：鑿出梁側下箍筋且外露→在柱上鉆孔→植梁底加固筋→焊接梁底加固筋→焊接加固箍筋→支梁加固模板→澆筑及超澆筑梁加固混凝土→拆?！B(yǎng)護→打掉超搗部分混凝土。

4.2 混凝土強度不足質量事故的處理加固處理效果

通過對本工程混凝土強度不足質量事故的檢測、分析和處理。按照上述要求補強、加固后，確認整體商品混凝土的強度經(jīng)計算復核，滿足設計要求，承載力滿足使用要求，建筑物安全、可靠，該工程加固于 2014 年 5 月完工，并通過驗收，投入使用后經(jīng) 2 年多時間觀察，使用狀況良好，加固部位未出現(xiàn)異常，完全達到了加固目的。

5 保障混凝土強度不足的預防措施

本次事故是由于商品混凝土質量問題導致，因此要施工工程中應注意加強對商品混凝土質量管理，健全的質量管理體系、施工質量控制和質量檢驗制度；加強質量意識的學習培訓；嚴格執(zhí)行養(yǎng)護制度；科學的把握好混凝土的配合比；對原材料的質量把關；規(guī)范混凝土施工工藝等措施，來提高商品混凝土的強度。

5.1 工程施工應有相應的技術標準，健全的質量管理體系、施工質量控制和質量檢驗制度

對施工現(xiàn)場質量管理，要求有相應的技術標準、建立行之有效的質量保證體系、施工質量控制和質量檢驗制度；混凝土結構工程施工應有施工方案，并應經(jīng)審核批準。根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準》的有關規(guī)定，對混凝土結構施工現(xiàn)場和施工項目的質量管理體系和質量保證體系提出了要求，施工單位應推行生產(chǎn)控制和合格控制的全過程質量控制。上述要求應能在施工過程中有效運行，施工方案應按程序審批，對涉及結構安全和人身安全的內(nèi)容，應有明確的規(guī)定和相應的措施。

5.2 強化內(nèi)部管理，加強質量意識的學習培訓

強化企業(yè)的內(nèi)部管理，用制度管人，做到各負其責，責任到人，互相配合，打造充滿凝聚力的團隊；管理人員、混凝土澆筑工加強質量意識的學習培訓，應對操作者進行技術教育和交底，從提高操作者業(yè)務水平，充分認識到質量的嚴重性。百年大計，質量先行，企業(yè)必須肩負社會責任，才能降低企業(yè)的質量風險。

5.3 嚴格執(zhí)行養(yǎng)護制度

為了獲得質量良好的商品混凝土，施工單位應該編制養(yǎng)護方案并嚴格執(zhí)行養(yǎng)護制度。在混凝土品控過程中，養(yǎng)護環(huán)節(jié)十分重要。養(yǎng)護環(huán)節(jié)的操作不當使混凝土出現(xiàn)的質量問題在不斷地增多。造成這一問題的主要原因是：為了能夠更快地完工，極大地縮短了養(yǎng)護時間，從而使混凝土中的膠凝材料水化不充分。從養(yǎng)護開始到養(yǎng)護結束都必須有相應專人負責，無論從主觀還是從技術層面養(yǎng)護人員都要對養(yǎng)護有足夠的認識。養(yǎng)護方案中應從水源、人員、覆蓋、晝夜等多方面進行考慮，分清主次把握細節(jié)，加強養(yǎng)護期的督查。對養(yǎng)護所采取的措施及現(xiàn)場養(yǎng)護情況，并對其進行跟蹤記錄，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，從而確保養(yǎng)護的有效性?；炷两Y構澆注完成后，先覆蓋一層塑料薄膜，用麻袋充分養(yǎng)護能夠使混凝土的水化作用充分，強度增長順利。

5.4 科學地把握好混凝土配合比

工程開工前，一般均要按設計要求配制不同強度等級的混凝土，并都要到法定試驗機構做級配試驗，待級配報告出來后，根據(jù)級配做配合比試驗（實驗室配比），在實際施工時照此執(zhí)行。但問題就在于級配與現(xiàn)場施工過程中是否相符。根據(jù)地區(qū)市場原材料情況進行不同配比的試驗，以確保在施工過程中配比的及時調(diào)整，對實驗室配比結合原材料的含水量、含泥量進行施工配合比調(diào)整，以確保實驗室配比的實際通用性。嚴格控制混凝土配合比，保證計量準確，混凝土的配合比在砂、石子粒徑、級配、含泥量等應符合要求，計量是否準確，嚴格把握好原材料的質量基礎上要有嚴格地設計。對混凝土的配合比要嚴格地按照比例來控制，要做到經(jīng)常性地檢查攪拌中的混凝土是否攪拌均勻。若在工程中感覺自身的能力不足以確定混凝土的配合比，必要時要尋求專家的幫助，不能盲目地自行創(chuàng)造。正確選定砂率及混凝土配合比，嚴格控制水灰比和水泥用量。

5.5 對原材料的質量把關

進場材料的好壞對混凝土的質量有直接影響，因此把握原材料的質量把關就顯得尤為重要。除了收料人員外，技術人員、質量人員必須參與材料驗收，原材料進場時，材料合格證必須同時送達。所有質量把關人員必須從材料外觀上對材料質量進行判斷，不合格材料不容許進場。外觀質量鑒定通過后，由技術人員在監(jiān)理監(jiān)督下取樣送檢，在材料投入使用前，必須得到復驗報告，合格材料方可使用。確保工程使用合格材料，砂、石料應級配良好。

5.6 合理組織混凝土施工工藝并按技術規(guī)范要求施工

（1）基層灑水濕潤。當澆灌混凝土時，澆筑混凝土前應將基層灑水濕潤，基層灑水一方面可減少基層表面過度從混凝土內(nèi)部吸收水份，以防影響混凝土的正常水化，另一方面可使混凝土底面與基層的結合更加牢固、緊密。

（2）混凝土攪拌。混凝土攪拌應按有關施工工藝標準的要求。在最短時間內(nèi)按照順序加料，保證攪拌時間和拌勻；顏色一致，無離析和泌水現(xiàn)象；每工作班不少于二次在攪拌和澆筑地點分別取樣檢測稠度和坍落度，評定時以澆筑地點的測值為準；隨時檢查混凝土攪拌時間，延續(xù)攪拌不小于規(guī)定時間。

（3）混凝土運輸。應控制混凝土運至澆筑地點后，時間不宜過長，不離析、不分層，組成成分不發(fā)生變化；運送混凝土容器和管道應不吸水、不漏漿。容器和管道在冬季應有保溫措施，夏季施工應有隔熱措施；泵送混凝土的坍落度大小適宜且穩(wěn)定。

（4）混凝土澆筑、振搗。針對澆筑對象制定科學的澆筑順序方案；澆筑混凝土時需避開高溫天氣，如確需施工，需對砂石進行灑水降溫；在澆筑前應檢查和控制模板的平整和板縫，防止漏漿現(xiàn)象；對澆灌高度超過 2m 時，應用串筒、或溜槽進行下料控制，以防止離析混凝土振搗嚴禁撞擊鋼筋；要保證鋼筋保護層厚度和位置正確，在此基礎上要加強檢驗查，鋼筋密集時，應適當減小石子的粒徑，從而保證混凝土配合比準確和良好的和易性。選擇適應的振動器，并確定振搗時間，防止振搗不足、漏振和過振?；炷琳駬v時，振動棒應插點合理、均勻，時間適當，盡量避免觸動鋼筋和預埋件。振動器插點要均勻排列，可采用“行列式”或“交錯式”的次序移動，不應混用，以免造成混亂而發(fā)生漏振。振動器的操作，要做到“快插慢拔”。每一插點要掌握好振搗時間，過短不易搗實，過長可能引起混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象。一般每點振搗時間應視混凝土表面呈水平不再顯著下沉、不再出現(xiàn)氣泡、表面泛出灰漿為準。

混凝土在拌制、運輸、澆筑等過程中嚴格按操作規(guī)程施工，混凝土攪拌時確保攪拌時間；運輸時選用合適的機具并控制好運距，必要時在施工現(xiàn)場進行二次攪拌；混凝土振搗時需全面、均勻、充分，但注意不能過度振搗，以免表面出現(xiàn)浮漿。

5.7 施工過程中，精心組織，精心施工，強化過程控制

堅持“三全控制”（全面質量管理、全過程質量控制、全員參與質量控制），嚴把“六關”（施工方案關、技術交底關、材料復驗關、隱蔽工程檢查關、工序驗收關、成品保護關）。

5.8 加強混凝土使用設備的管理

平時要加強混凝土使用設備保養(yǎng)，要根據(jù)施工情況配足運送混凝土的車輛，保證混凝土澆筑時連續(xù)施工，及時處理施工縫；出現(xiàn)混凝土輸送泵堵管，要維修及時；振動棒等振動器材質量數(shù)量滿足施工要求。

6 結束語

商品混凝土具有加快施工進度、減少環(huán)境和噪聲污染的綠色施工材料等諸多優(yōu)點，國內(nèi)外越來越受到廣泛應用，造成混凝土強度不足的原因及因素影響有很多，因此只有商品混凝土企業(yè)和施工企業(yè)掌握混凝土發(fā)展規(guī)律，找出影響其強度不足的原因，建立行之有效健全的質量管理體系、施工質量控制和質量檢驗制度，強化質量意識，提高施工人員的技術水平，科學的把握好混凝土的配合比；對原材料的質量把關；規(guī)范混凝土施工工藝等各個環(huán)節(jié)并嚴格執(zhí)行規(guī)范施工，通過各方共同努力，才能避免出現(xiàn)不合格的強度，保證建筑的安全的要求，有效地提高混凝土結構的質量。

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[2] 胡浩宇．混凝土強度不足事故的處理方法與選擇[D]．南通職業(yè)大學[A]．2014．

[3] 田立新．混凝土強度達不到設計要求的原因分析和控制措施[J]．江西建材，2006(04): 69-71．

［通迅地址］浙江省金華市解放西路 233 號（321000）

蔣賢龍，高級工程師、高級經(jīng)濟師，全國注冊一級建造師；多次榮譽“全國優(yōu)秀建造師、全國優(yōu)秀項目經(jīng)理、全國工程建設質量管理先進工作者”等榮譽稱號。國家優(yōu)質量專家、中國建筑質量管理專家委、中國綠色施工分會委員會專家、全國 QC 小組診斷師、浙江省建設工程專家、浙江省綜合評標專家、金華市建設工程中評委專家?guī)?，曾五十余篇科技論文在國家級刊物上發(fā)表。