商品混凝土在路面澆筑中出現(xiàn)的事故分析及處理辦法

陳建忠

摘要：通過商品混凝土澆筑路面出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象的實(shí)例總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。為今后商品混凝土施工提供參考。福建省南平市某工地用商品混凝土澆筑路面，出現(xiàn)表面硬殼，下部未凝結(jié)現(xiàn)象。隨即組織相關(guān)人員前去調(diào)查了解分析，并提出解決辦法。

【關(guān)鍵詞】粉煤灰；礦粉；高效減水劑；混凝土路面

1.概況

在南平市延平區(qū)人民路澆筑水泥混凝土路面時(shí)，工人將混凝土耙平用振搗棒振好后，再用平板、振搗梁振搗。在此過程中，均未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。但在進(jìn)行精細(xì)抹面時(shí)，發(fā)現(xiàn)混凝土表面已出現(xiàn)硬化但下部未凝結(jié)，腳踩上去似彈簧狀。

該工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為雙向四車道。路面面層采用24cm厚的水泥混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C35。事件發(fā)生后，商混公司立即組織相關(guān)人員到現(xiàn)場調(diào)查。同時(shí)對(duì)已澆注未凝結(jié)的混凝土全部鏟除出清出現(xiàn)場。

2.原因分析

2.1對(duì)配合比的配方進(jìn)行分析

2.1.1配合比原材料情況

（1）水泥

試驗(yàn)用水泥為福建“紅獅”P.O42.5R水泥，其主要物理性能指標(biāo)見表1。

（2）礦物摻合料

選用的是福州新豐建材公司生產(chǎn)的 S95 磨細(xì)礦渣粉（簡稱S95） ，比表面積410m2/kg，密度ρ=2.86g/cm3。和邵武火電廠生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰，細(xì)度（≤45μm篩余量）為10.9%，需水量比為98%。

（3）集料

細(xì)集料用閩江河砂，細(xì)度模數(shù)μf=2.7。粗骨料用普通碎石，粒徑5～31.5mm。

（4）外加劑

選用福州某企業(yè)生產(chǎn)的FDN高效減水劑，摻量1.2%，減水率18%。

2.1.2配合比設(shè)計(jì)參數(shù)（見表2）

粉煤灰、礦渣粉均采用等量取代法摻量為膠凝材料用量的15%和20%。砂率為33%，經(jīng)調(diào)查該配合比已應(yīng)用于多個(gè)建筑工程的板、梁、柱都未出現(xiàn)此現(xiàn)象。

2.1.3配合比改進(jìn)及模擬實(shí)驗(yàn)

混凝土中分別摻入?；郀t礦渣、粉煤灰、硅灰等活性礦物摻合料可有效改善混凝土的綜合性能，尤其是混凝土的耐久性。稱之為高性能混凝土。高性能混凝土在建筑施工使用已經(jīng)非常的成熟，同時(shí)高性能混凝土大量使用廢棄的工業(yè)副產(chǎn)品——粉煤灰或高爐礦渣粉，直接降低水泥用量，使商品混凝土費(fèi)用進(jìn)一步降低。深受商混站的喜愛。

為了滿足施工要求，在原配合比的基礎(chǔ)上進(jìn)行多種摻量的調(diào)整，同時(shí)在廠區(qū)內(nèi)進(jìn)行模擬試驗(yàn)。具體參數(shù)見表3、表4、表5、表6。

粉煤灰按膠凝材料用量的10%摻，礦渣粉摻量為膠凝材料用量的15%。砂率為33%。

粉煤灰按膠凝材料用量的5%摻，礦渣粉摻量為膠凝材料用量的5%。砂率為33%。

經(jīng)模擬試驗(yàn)：表3、表4，在最后的精抹過程，依然出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。

粉煤灰摻量按膠凝材料用量的20%。砂率為33%。

礦渣粉摻量按膠凝材料用量的20%。砂率為33%。

經(jīng)模擬試驗(yàn)：表5、表6，滿足施工工作性的要求，無“彈簧”現(xiàn)象發(fā)生。

2.2分析混凝土組成材料的作用

2.2.1混凝土名稱

是由水泥、粗細(xì)集料（碎石或卵石及砂）加水拌和，經(jīng)水化硬化而成的人造石。為改善混凝土的工藝性能和力學(xué)性能，加入外加劑和礦物混合材料，按適當(dāng)比例拌制。（如圖1）

2.2.2各種材料的作用

（1）粗集料（碎石或卵石）在混凝土中堆聚成緊密的骨架作用，并抑制水泥的收縮；

（2）細(xì)集料（砂）與水泥及礦物混合材料混合成砂漿，大部分填充到骨架的空隙中，其余砂漿包裹住粗骨料表面，使新拌混凝土拌合物具有良好的工作性能——流動(dòng)性和可塑性。

（3）水泥及礦物混合材料和水混合硬化后將粗細(xì)骨料膠結(jié)在一起，形成堅(jiān)固的整體。

在混凝土粉料中，通過分析電鏡照片，如圖2～4所示，發(fā)現(xiàn)水泥顆粒粒徑最大，多為不規(guī)則且表面粗糙的顆粒，粉煤灰顆粒呈多孔型的球狀玻璃體顆粒，比表面積較大，有很高的吸附性，有很強(qiáng)的吸水性。高爐礦渣粉主要是以高爐水淬礦渣為原料，經(jīng)過烘干、磨細(xì)處理而制成的超細(xì)粉末材料，是一種直徑很小的球形顆粒，是制備高性能水泥和混凝土的優(yōu)質(zhì)混合材。有研究證實(shí)，摻合料的顆粒形貌、細(xì)度、分布對(duì)其水化程度、水化深度及其硬化后的性能有不同程度的影響。

（3）外加劑（減水劑）的使用能改善混凝土的工作性能，能夠提高混凝土拌合物的流動(dòng)性，同樣的用水量能提高混凝土拌合物坍落度，相同的坍落度能大幅度降低用水量；相同的強(qiáng)度能夠減少水泥的用量。但減水劑摻量過大則會(huì)有泌水的現(xiàn)象發(fā)生。

2.3對(duì)澆筑路面的施工工藝進(jìn)行分析

2.3.1混凝土攤鋪的施工方法

（1）混凝土運(yùn)送到施工現(xiàn)場后，直接將料卸到安裝好的路槽內(nèi)，同時(shí)找平補(bǔ)勻，攤鋪時(shí)不能用拋撒的方式，必須保持混凝土的均勻性。

（2）澆筑施工中不得中斷，必須連續(xù)澆筑。也不得因混凝土坍落度太小而隨意加水。

2.3.2混凝土振搗的施工方法

（1）將攤鋪平整好的混凝土先用平板振搗器和插入式振搗器均勻地振搗。平板振搗器的振搗深度只有22cm左右。因路面設(shè)計(jì)厚度24cm，必需先用插入式全面有序插搗一次。振搗器宜選用頻率6000次/min以上的。插入式振搗器對(duì)路面的邊角部分、窨井、進(jìn)水口附近以及安設(shè)鋼筋的部位進(jìn)行振搗。其次，用平板振搗器振搗，振搗時(shí)應(yīng)重疊10～20cm?；炷恋恼駬v以不再冒氣泡，泛出水泥漿為準(zhǔn)。

（2）路面混凝土振搗完畢后，還要用振搗梁進(jìn)一步振實(shí)、整平，有凹陷的地方，應(yīng)及時(shí)用人工填補(bǔ)，凸出的地方要鏟除。振動(dòng)梁要來回拖拉2～3遍，讓混凝土表面泛出水泥漿。振動(dòng)梁在移動(dòng)中要以1.2～1.5m/min的速度緩慢而均勻的進(jìn)行。振動(dòng)梁行進(jìn)過程中不允許中途停留。牽引振動(dòng)梁的繩索不能太短，以免振動(dòng)梁底部傾斜。

（3）振搗梁振搗完畢再用平直的滾杠滾揉混凝土，使混凝土表面進(jìn)一步提高水泥漿并且調(diào)整均勻。

2.3.3表面修整

（1）機(jī)械抹光：所謂的機(jī)械抹光就是用圓盤磨光機(jī)在滾杠滾揉后的混凝土表面在進(jìn)行粗抹，這樣能使混凝土表層致密減少不均勻收縮。實(shí)踐證明，粗抹是決定路面大致平整的關(guān)鍵。采取高處多磨進(jìn)行邊抹光邊找平。要注意的是抹光機(jī)的抹光方向不同，他的效果也是不同的。順路方向行進(jìn)易保證縱向的平整，橫路方向行進(jìn)則縱向平整度效果略遜。

（2）精細(xì)抹平： 路面平整度最后一道工序就是精細(xì)抹平。在精細(xì)抹平后應(yīng)用包裹著鐵皮的木搓或小鋼軌對(duì)混凝土路面表層進(jìn)行拉鋸式搓刮。一邊橫向搓、一邊縱向刮移。為讓平整度更加平整，橫向搓刮后還應(yīng)進(jìn)行縱向搓刮（搓桿與模板平行）。同時(shí)搓刮前一定要將模板清理干凈。精抹找平時(shí)，不允許另拌砂漿，更加嚴(yán)禁灑水泥粉，否則不但會(huì)發(fā)生沁水現(xiàn)象，還會(huì)使收縮不均勻，在較高溫度下還會(huì)出現(xiàn)表面網(wǎng)裂，路面成型通車后表層脫皮脫落等現(xiàn)象。

2.4對(duì)攪拌站微機(jī)計(jì)量準(zhǔn)確度的校準(zhǔn)進(jìn)行分析

檢查當(dāng)天的攪拌稱量記錄，相應(yīng)原材料的誤差控制在：膠凝材料±1%；外加劑±1%；骨料±2%；拌合用水±1%以內(nèi)。

符合《預(yù)拌混凝土》規(guī)范中對(duì)拌和樓計(jì)量精度的要求。

2.5 造成的原因分析

混凝土在澆搗后各組成材料發(fā)生不均勻沉落，顆粒大的重的粗骨料料下沉，水泥凈漿上浮。路面為了保證平整度不僅用滾杠滾揉表面使表面提漿并調(diào)勻，還要用磨光機(jī)粗抹使表層勻漿、粗平并致密。使混凝土表面象蓋了一層薄膜，當(dāng)時(shí)的氣溫比較高，混凝土表面水分蒸發(fā)較快，內(nèi)部的水分無法向外遷移。也就形成了表面已出現(xiàn)硬化但下部未凝結(jié)的“彈簧”現(xiàn)象。

3.經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

這次事故，給商品混凝土公司造成直接經(jīng)濟(jì)損失1萬多元，為避免以后出現(xiàn)類似的質(zhì)量事故商品混凝土公司經(jīng)研究決定做到以下幾點(diǎn)：

（1）成立應(yīng)急小組及技術(shù)攻關(guān)部。

（2）公司技術(shù)部門加強(qiáng)學(xué)習(xí)和掌握跨領(lǐng)域的施工技術(shù)和施工流程。

（3）公司加強(qiáng)與施工部門的溝通，及時(shí)了解施工工藝。

（4）對(duì)新的施工方法進(jìn)行模擬試驗(yàn)成功后才允許投入生產(chǎn)。

4.結(jié)束語

商品混凝土路面出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象，經(jīng)查找及分析原因，在根據(jù)《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細(xì)則》的規(guī)范要求，最終選擇水泥加礦渣粉及外加劑（表6）的配合比參數(shù)進(jìn)行施工，經(jīng)過一年多的跟蹤觀察未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉文勝，何志勇，何世林.高性能混凝土組成材料及耐久性關(guān)鍵技術(shù)研究[J].綠色環(huán)保建材，2019（04）：8-9.

[2]李黨義.高性能混凝土中多元膠凝材料復(fù)合效應(yīng)探究[J].商品混凝土，2013（06）：201+20.