二次加水試驗研究及預(yù)防措施

張盛，王傳洪，許小龍，武鵬飛,

（1. 江蘇誠意工程技術(shù)研究院，江蘇 徐州 221131；2. 江蘇誠意商砼有限公司，江蘇 徐州 221131）

二次加水試驗研究及預(yù)防措施

張盛1，王傳洪2，許小龍2，武鵬飛1,2

（1. 江蘇誠意工程技術(shù)研究院，江蘇 徐州 221131；2. 江蘇誠意商砼有限公司，江蘇 徐州 221131）

商品混凝土泵送過程中擅自加水現(xiàn)象在房建施工中尤為突出。本文針對此現(xiàn)象進行了二次加水量對混凝土抗壓強度的影響試驗。加水容易造成混凝土強度偏低、碳化深度增加，對混凝土工程質(zhì)量造成安全隱患，同時針對二次加水現(xiàn)象給予了一些預(yù)防措施建議。

二次加水；抗壓強度；工程質(zhì)量

0 前言

隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，商品混凝土已成為房建工程中的重要建筑材料?；炷恋馁|(zhì)量受水膠比的影響較大，雖然 GB 50666—2011《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》中強制性條文及商品混凝土公司出貨單上規(guī)定“混凝土澆筑過程中嚴(yán)禁加水”，但由于大部分房建施工現(xiàn)場監(jiān)管不足、施工人員素質(zhì)較低，為了增加混凝土的工作性而出現(xiàn)人為二次加水的現(xiàn)象。由于現(xiàn)場二次加水量無法統(tǒng)計，完全靠加水工人感覺控制，因此有必要對二次加水與混凝土性能的關(guān)系進行研究，以便讓與商品混凝土相關(guān)的管理、技術(shù)人員對二次加水的危害有一個深入的了解。

1 試驗

1.1 原材料

水泥：江蘇誠意水泥 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 28.6%，初凝 140min，終凝 190min，比表面積 348m2/kg，28d 抗壓和抗折強度分別為50.3MPa、9.2MPa。

粉煤灰：徐州華潤電力 F 類Ⅰ級粉煤灰，需水量比94%，含水量 0.1%，細(xì)度 9.0%，燒失量 4.2%。

減水劑：徐州鑄建科技有限公司生產(chǎn)的聚羧酸高效減水劑 ZJ-3，減水率 27%。

粗集料：徐州明陽采石場生產(chǎn)的 5～31.5mm 連續(xù)級配、壓碎值 8.2%、含泥量 0.4% 的碎石。

細(xì)集料：細(xì)度模數(shù)為 2.6，含泥量 0.9% 的 Ⅱ 區(qū)江砂。

1.2 配合比

根據(jù)單位年度統(tǒng)計表，C30 和 C35 普通混凝土占總方量的 70% 左右，本次試驗以 C30 普通混凝土為研究對象。根據(jù)原材料性能及 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》進行 C30 混凝土的配合比設(shè)計[1]，如表1 所示。

表 1 C30 混凝土配合比 kg/m3

1.3 試驗方法

由于試驗量較大，試件無法在試驗室內(nèi)一次性澆筑成型，因此本試驗通過攪拌樓進行生產(chǎn)，混凝土坍落度控制在 (200±30)mm，通過攪拌車進行卸料。試驗按照GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中相關(guān)規(guī)定對混凝土進行取樣，混凝土成型試件尺寸為 150mm×150mm×150mm。將混凝土成型試件按照規(guī)范要求進行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護，并分別在 7d、28d 齡期時測其抗壓強度。試驗中二次加水量如表 2 所示。

表 2 換算成每方二次加水量

1.4 試驗結(jié)果與分析

根據(jù)規(guī)范要求進行混凝土工作和力學(xué)性能檢測[1,2]，檢測結(jié)果如表 3 和表 4 所示。

1.4.1 二次加水對混凝土拌合物性能的影響

由表 3 可知，1h 后適當(dāng)?shù)募铀靠梢愿纳苹炷恋暮鸵仔?。隨著二次加水量的增多，會造成混凝土拌合物泌水、離析，使混凝土和易性變差，給施工造成不必要的麻煩。

1.4.2 二次加水對混凝土抗壓強度的影響

對表 4 中試驗數(shù)據(jù)進行處理，得出二次加水對混凝土抗壓強度的影響，如圖 1～4 所示。

隨著加水量的增加，混凝土的抗壓強度逐漸降低。加水量為 10kg/m3時抗壓強度約降低了 2%～9%，加水量為 20kg/m3時抗壓強度約降低了 10%～23%，加水量為 30kg/m3時抗壓強度約降低了 14%～34%，加水量為 40kg/m3時抗壓強度約降低了 15%～39%，加水量為50kg/m3時抗壓強度約降低了 20%～52%。

表 3 混凝土和易性檢測結(jié)果

表 4 混凝土抗壓強度檢測結(jié)果

圖 1 初始二次加水對混凝土 7d 抗壓強度的影響

二次加水的延遲雖然對混凝土坍落度的改善不明顯，但能夠減小加水對抗壓強度的影響，降低抗壓強度的損失量?；炷炼渭铀?7d 抗壓強度整體降低量大于 28d 抗壓強度降低量，表明二次加水對混凝土早期強度的影響較大。

1.4.3 二次加水量與混凝土抗壓強度的關(guān)系

根據(jù)表 4 數(shù)據(jù)檢測結(jié)果，作出混凝土二次加水量與抗壓強度的關(guān)系圖，如圖 5 和圖 6 所示。

圖 2 初始二次加水對混凝土 28d 抗壓強度的影響

圖 3 1h 后二次加水對混凝土 7d 抗壓強度的影響

圖 4 1h 后二次加水對混凝土 28d 抗壓強度的影響

圖 5 混凝土初始加水量與抗壓強度的關(guān)系

從圖中關(guān)系式可知，二次加水量與混凝土抗壓強度存在良好的線性相關(guān)性，公式如圖中所示，二次加水量與抗壓強度成反比關(guān)系，即隨著加水量的提高，抗壓強度逐漸降低。初始坍落度為 200mm 時，二次加水量與7d、28d 抗壓強度的關(guān)系式如圖 5 所示，分別為：

7d：y= -0.245x+24.826 ；28d：y= -0.2779x+34.294

1h 后混凝土坍落度為 170mm 時，二次加水量與7d、28d 抗壓強度的關(guān)系式如圖 6 所示，分別為：

7d：y= -0.1494x+25.414；28d：y= -0.1461x+38.395

圖 6 混凝土 1h 后加水量與抗壓強度的關(guān)系

由上述公式可知，初始加水量達到 10kg/m3時，混凝土 28d 抗壓強度已不符合設(shè)計強度要求；1h 后坍落度為 170mm 時，加水量達到 30kg/m3時，混凝土 28d抗壓強度已不符合設(shè)計強度要求。

2 現(xiàn)場實體回彈

當(dāng)天選取相同上述試驗配合比兩個方量較大、運距相近的工程澆筑混凝土（其中 a 工地正常澆筑，b 工地經(jīng)交涉還有偷偷加水現(xiàn)象）進行現(xiàn)場跟蹤及后期主體回彈實測，結(jié)果見表 5。

表 5 現(xiàn)場回彈結(jié)果

兩工地拆模及養(yǎng)護時間幾乎相同，a 工地拆模后觀測混凝土表面正常，b 工地拆模后觀測混凝土表面水波紋較多、柱角露砂。

根據(jù) JGJ/T 23—2011《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》及回彈結(jié)果進行測區(qū)混凝土強度換算，結(jié)果如表5所示。二次加水容易造成混凝土中水泥石內(nèi)部空間增大，多余的水蒸發(fā)后便形成孔隙，這種孔隙的增多，則無疑成為混凝土強度降低的主要根源[3]，同時還容易造成抗碳化性能下降，其換算強度相差 5.3MPa。通過試驗研究和實體回彈驗證，將數(shù)據(jù)結(jié)果、現(xiàn)場加水圖片交于 b 工地項目負(fù)責(zé)人及相關(guān)技術(shù)人員并進行技術(shù)交流后，對方深刻了解二次加水的危害，后期 b 工地現(xiàn)場混凝土澆筑二次加水現(xiàn)象幾乎沒有。

3 預(yù)防二次加水措施

3.1 管理措施

管理工作貫穿于混凝土全壽命周期，也是預(yù)防二次加水現(xiàn)象最重要的環(huán)節(jié)。

3.1.1 現(xiàn)場管理

首先現(xiàn)場技術(shù)管理人員對于現(xiàn)場混凝土坍落度不符合設(shè)計施工要求時，可以要求混凝土技術(shù)人員進行減水劑調(diào)整或退料，嚴(yán)禁現(xiàn)場二次加水。其次圍繞混凝土相關(guān)的所有管理技術(shù)人員及施工作業(yè)人員加強專業(yè)技術(shù)知識培訓(xùn)并讓其高度認(rèn)知二次加水對混凝土質(zhì)量的危害。最后在施工質(zhì)量會議上明文規(guī)定二次加水相關(guān)懲罰獎勵制度并責(zé)任到人，給予被舉報者及相關(guān)負(fù)責(zé)人進行現(xiàn)金懲罰、任何舉報人均有獎勵（此措施已在幾個工程中應(yīng)用，效果顯著）。

3.1.2 攪拌站管理

攪拌站加強站內(nèi)從業(yè)人員的質(zhì)量管理工作，定期給站內(nèi)所有員工進行相關(guān)質(zhì)量培訓(xùn)，提高攪拌車司機、泵工、技術(shù)人員的質(zhì)量意識，不應(yīng)為加快卸料、泵送速度而置混凝土質(zhì)量不顧，嚴(yán)禁擅自加水或放縱工地作業(yè)人員加水。對于施工現(xiàn)場二次加水現(xiàn)象，攪拌站所有員工應(yīng)予以勸告并制止，并及時報告攪拌站質(zhì)量管理部門，質(zhì)量管理部門應(yīng)及時與現(xiàn)場施工單位進行溝通，避免類似現(xiàn)象的發(fā)生[4]。

3.2 技術(shù)措施

筆者根據(jù)多年工作中遇到導(dǎo)致項目工程混凝土澆筑現(xiàn)場坍落度過小問題原因分析（排除外加劑自身原因）總結(jié)如下：原材料變化（包括膠凝材料）占 80%、人為原因（生產(chǎn)中原材料含水率測不準(zhǔn)或不測，靠經(jīng)驗）占18%、設(shè)備原因 2%（攪拌樓設(shè)備計量不準(zhǔn)）。

3.2.1 混凝土外加劑摻量的確定

原材料性能的變化是引起外加劑摻量變化的主要原因。一般情況下在外加劑批量進入混凝土攪拌站時，技術(shù)人員只進行常規(guī)的凈漿、密度或固含量試驗來確定外加劑質(zhì)量是否符合要求，往往忽略了外加劑與現(xiàn)有原材料的適應(yīng)性問題，從而生產(chǎn)技術(shù)管理人員經(jīng)驗認(rèn)為，外加劑合格則混凝土配合比中外加劑摻量無需調(diào)整。同樣其余原材料進廠，也只做其相關(guān)性能檢測，技術(shù)人員未意識到原材料的部分性能變化或幾種原材料性能的變化耦合作用下會導(dǎo)致混凝土中外加劑摻量的改變。所以要求攪拌站混凝土技術(shù)人員對于任何一種原材料進廠，均需進行混凝土試配，確定外加劑的合理摻量。

3.2.2 原材料生產(chǎn)含水率的確定

混凝土生產(chǎn)過程中，原材料的含水率檢測至關(guān)重要，不僅直接影響混凝土配合比及強度，而且影響現(xiàn)場混凝土坍落度大小，所以原材料生產(chǎn)含水率的確定要嚴(yán)格按照規(guī)范要求進行檢測試驗，切勿使用經(jīng)驗確定。有條件的攪拌站，建議使用在線含水率檢測設(shè)備，這樣對于含水率的測定更加精確。

4 小結(jié)

（1）商品混凝土二次加水現(xiàn)象，不僅造成混凝土強度下降，而且對其耐久性（抗碳化）、表面成型均有不同程度的影響，使混凝土質(zhì)量處于不可控狀態(tài)，危害工程結(jié)構(gòu)安全。

（2）由于近年經(jīng)濟下行中市場無序競爭和質(zhì)量監(jiān)管滯后的原因，商品混凝土正向劣質(zhì)化趨勢發(fā)展，在此，筆者希望所有混凝土相關(guān)管理技術(shù)人員齊心協(xié)力、共同配合，杜絕現(xiàn)場二次加水現(xiàn)象的發(fā)生，為混凝土行業(yè)健康發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻。

[1] GB/T 50080—2016．普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[2] GB/T 50081—2002．普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[3] 李和光．二次加水對混凝土性能的影響[J]．低溫建筑技術(shù)，1993(2)∶ 14-15．

[4] 陳永全．商品混凝土加水現(xiàn)象簡析[J]．江西建材，2014(19)∶ 74．

［通訊地址］江蘇省徐州市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)大黃山鎮(zhèn)誠意大道（221131）

張盛（1985—），男，工程師，一級建造師，供職于江蘇誠意工程技術(shù)研究院。