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(yè)規(guī)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(xiàn)不凝事故現(xiàn)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(jīng)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(xù)發(fā)現(xiàn)梁板混凝土不凝情況總計約 160 立方米?；炷翉姸葒乐夭蛔?，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(diào)查，拿出整改措施，在確?；炷辽a(chǎn)同時不再發(fā)生類似質(zhì)量問題。

通過詳細走訪調(diào)查，聽取相關人員情況介紹，調(diào)取操作系統(tǒng)記錄等，8 月 7 日 8：00 至 24：00 生產(chǎn)混凝土1780 方，發(fā)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(xù)生產(chǎn)并發(fā)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(fā)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?guī)炫c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(fā)生。

1 調(diào)查不凝混凝土發(fā)生原因

通過工地現(xiàn)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(diào)。

采取排除法對事故開展調(diào)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(zhì)量合格；現(xiàn)場勘查沒有證據(jù)證明水泥倉混入粉煤灰；查 1# 站操作系統(tǒng)生產(chǎn)配合比記錄中配合比數(shù)據(jù)、發(fā)貨單正常；現(xiàn)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(zhì)量事故的直接原因可能有兩種：

（1）工控計算機系統(tǒng)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(fā)生：

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

（2）管理上：馬上聯(lián)系安裝液劑秤專用監(jiān)控攝像系統(tǒng)，并設專人負責監(jiān)控摻加，確保今后 1# 站每一盤料生產(chǎn)過程外加劑摻量穩(wěn)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(fā)生混凝土不凝現(xiàn)象的依據(jù)，對這種混凝土強度嚴重不足，后續(xù)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(jù)。

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(xù) 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(shù)據(jù)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(diào)取數(shù)據(jù)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(chǎn)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(jié)果

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

（1）不同日期、不同批次三個水泥公司試驗分析結(jié)果顯示，水泥 A 與水泥 1#、粉煤灰 B 與粉煤灰 2# 質(zhì)量均勻穩(wěn)定，同時證明水泥與粉煤灰中 CaO 數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)分析結(jié)果相同。

（3）樣品 6# 是 C35 生產(chǎn)配合比試拌混凝土樣品，但與 C、D 計算及分析結(jié)果一致，說明試拌混凝土樣品中 CaO 數(shù)據(jù)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(chǎn)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(jié)果，C、D 數(shù)據(jù)一致。

（4）從樣品 3#、4#、5# 分析結(jié)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(shù)據(jù)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(jīng)過烘干后 CaO 含量分析結(jié)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(jīng)過不同程度烘干，數(shù)據(jù)結(jié)果一致，不影響現(xiàn)有分析結(jié)果。

5 結(jié)論

利用水泥與粉煤灰中 CaO 數(shù)據(jù)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(xiàn)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(zhì)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(jù)。