混凝土工作狀態(tài)不穩(wěn)的原因分析與解決

朱海龍

（北京市市政一建設(shè)工程有限責(zé)任公司，北京 100000）

1 問題的提出

近期，某工地發(fā)現(xiàn)混凝土的工作性能波動(dòng)較大，施工期間，混凝土的出機(jī)時(shí)工作性能良好，但到了工地坍落度損失非常大，甚至卸料困難。為此與試驗(yàn)室同志一起進(jìn)行了現(xiàn)場考察、質(zhì)量跟蹤、分析，以找出問題關(guān)鍵所在并進(jìn)行改進(jìn)。

2 發(fā)生質(zhì)量波動(dòng)原因分析

混凝土的生產(chǎn)與應(yīng)用涉及原材質(zhì)量、配比、攪拌、運(yùn)輸、施工等一系列問題，無論哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)波動(dòng)都會(huì)影響最終的成品，排查問題主要出現(xiàn)在哪一個(gè)環(huán)節(jié)至關(guān)重要。

2.1 原材料的質(zhì)量波動(dòng)

2.2.1 水泥的問題

由于水泥供不應(yīng)求，水泥出廠溫度往往都在八九十度甚至一百度以上，一個(gè)是容易造成石膏的脫水，出現(xiàn)假凝、速凝，二則對(duì)外加劑的吸附量很大，本身的溫度高也會(huì)造成混凝土強(qiáng)度的降低和坍落度損失加劇。

2.2.2 粉煤灰的問題

由于環(huán)保壓力，現(xiàn)在的粉煤灰都要經(jīng)過脫硫脫硝處理，粉煤灰中往往含有銨鹽，如硫酸銨、硝酸銨等，會(huì)造成大量氨氣的產(chǎn)生，會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低，工作性差異很大。

2.2.3 砂石含泥量

隨著砂含泥量的增加，混凝土的坍落度減小，且經(jīng)時(shí)損失明顯，工作性能也變差。砂含泥量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響很大。隨砂含泥量的增加，混凝土強(qiáng)度降低。在相同的含泥量、混凝土強(qiáng)度和工作性的要求下要增加水泥用量和用水量（或增加外加劑摻量），但這增大了混凝土的成本。砂含泥量大的混凝土，其早期碳化也較為嚴(yán)重，對(duì)混凝土的耐久性產(chǎn)生很大的影響。

最近恰好剛更換了 P·O42.5水泥，大家普遍懷疑是水泥本身與外加劑的相容性差或是水泥本身吸附性比較強(qiáng)造成的。

2.2 現(xiàn)場試驗(yàn)分析

根據(jù)現(xiàn)場描述，大家都懷疑新?lián)Q的 P·O42.5水泥有問題導(dǎo)致坍落度的損失加大，到現(xiàn)場無法施工，為此，用現(xiàn)場材料按配比做試驗(yàn)?zāi)芨苯颖┞秵栴}。

現(xiàn)場有兩條作業(yè)線，分別用兩種水泥，P·O42.5水泥和 P·O52.5水泥，P·O42.5水泥用于灌樁，P·O52.5水泥用于預(yù)制梁。為了進(jìn)度，工地迫不得已改用 P·O52.5水泥灌樁，工作狀態(tài)良好。

2.2.1 水泥品種的對(duì)比

首先，按 C30配比，分別用 P·O42.5水泥和 P·O52.5，其余材料均不變。

用 P·O42.5水泥拌制混凝土，發(fā)現(xiàn)出機(jī)混凝土坍落度在230mm 左右，但半個(gè)小時(shí)內(nèi)大幅度損失，不具施工性。使用 P·O52.5水泥拌制混凝土，發(fā)現(xiàn)與用P·O42.5水泥基本一樣，坍落度損失很大。

圖1和圖2分別為使用 P·O42.5水泥和 P·O52.5水泥的混凝土出機(jī)狀態(tài)。

圖1 用 P·O42.5水泥的混凝土出機(jī)狀況

圖2 用 P·O52.5水泥的混凝土出機(jī)狀況

這個(gè)試驗(yàn)表明水泥應(yīng)該不是造成工作性迅速變差的主要原因。

2.2.2 砂子對(duì)比

既然水泥不是主要原因，大家轉(zhuǎn)而關(guān)注所用砂。試驗(yàn)用砂石見圖3。用水洗后的砂見圖4。

圖3 試驗(yàn)（現(xiàn)場）所用砂石

圖4 試驗(yàn)用砂水洗后

從材料判斷，試驗(yàn)用砂為破碎山砂，直觀感覺含泥量偏高，決定用河砂再進(jìn)行試驗(yàn)。

更換河砂以后，分別用 P·O42.5水泥和 P·O52.5水泥進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)坍落度保持很好，沒再發(fā)生工作性快速下降現(xiàn)象。因此，問題的是根源是生產(chǎn)用砂。

檢測發(fā)現(xiàn)砂子含泥量偏高，達(dá)到5%，壓碎值偏大，達(dá)到41.7%，遠(yuǎn)超小于30% 的要求。

相對(duì)于破碎山砂來說，河砂中的含泥量比較少。山砂中在開采的時(shí)候混入的泥會(huì)更多。人工砂在破碎的時(shí)候會(huì)混入較多的泥土顆粒，其中的泥來源開采與破碎過程中。一些粘在骨料表面的黏土得不到清洗，直接進(jìn)行破碎，造成破碎砂中含有較多的泥。

由于黏土中含有大量的吸水礦物，在混凝土拌合的時(shí)候，由于加入的拌合水是一定的，黏土顆粒吸收大量的拌合水，使得用于流動(dòng)的拌合水變少，另外蒙脫土吸水之后，由于結(jié)構(gòu)中的層間距加大，吸水膨脹，導(dǎo)致混凝土拌合物更加粘稠，流動(dòng)性變差。蒙脫土自身不具有水化性，混凝土硬化后，蒙脫土里的水蒸發(fā)或著參加其他物質(zhì)的水化，導(dǎo)致蒙脫土體積收縮，造成體積穩(wěn)定性變差，產(chǎn)生很多微細(xì)的小裂紋。如果為了滿足混凝土和易性的要求，多加水，一部分被泥顆粒吸收，剩下的用于混凝土的流動(dòng)，這樣會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度造成嚴(yán)重的威脅。

砂的壓碎值高，預(yù)示著其孔隙率一般也偏高，吸附性強(qiáng)，也是造成工作性迅速下降的原因之一。

3 結(jié)語與建議

這個(gè)案例很蹊蹺，怎么會(huì)讓大家一直都沒有懷疑砂，而都在懷疑水泥？回訪發(fā)現(xiàn)：第一是恰巧那幾天更換了 P·O42.5水泥品種，大家自然懷疑水泥。第二，被大家忽略的是，用 P·O52.5水泥的作業(yè)線一直用河砂，而用 P·O42.5水泥用的是破碎砂，破碎砂質(zhì)量很不穩(wěn)定，幾個(gè)廠家供料，質(zhì)量波動(dòng)大，出現(xiàn)問題給大家造成了誤判。

從這個(gè)案例上看出，出現(xiàn)問題后不要急于下結(jié)論，對(duì)比排除試驗(yàn)是最直接找到問題關(guān)鍵環(huán)節(jié)的有效方法，在以后的生產(chǎn)中，也特別要關(guān)注砂的質(zhì)量，砂的壓碎值高，反映了其強(qiáng)度偏低，影響混凝土的強(qiáng)度，同時(shí)預(yù)示著其孔隙率一般也偏高，吸附性強(qiáng)，造成工作性下降，容易引發(fā)質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致耐久性的不足。