地鐵工程混凝土標(biāo)養(yǎng)試件強(qiáng)度異常分析及質(zhì)量控制

周豪

（江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司，江蘇 南京 210000）

1 總體情況

根據(jù)江蘇省《建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)規(guī)程》DGJ32/J 21—2009對(duì)試塊的超強(qiáng)有所規(guī)定，其主要原因是擔(dān)心送檢試塊作假，不能反映實(shí)體質(zhì)量的真實(shí)情況。雖然目前某市地鐵n號(hào)線工程混凝土整體超強(qiáng)較多，但根據(jù)已取芯驗(yàn)證的結(jié)果可以看出，目前各標(biāo)段送檢的試塊真實(shí)性較好。

1.1 TA01標(biāo)混凝土異常情況

TA01標(biāo)截至目前，共送檢57組混凝土標(biāo)養(yǎng)試件，其中超強(qiáng)15組，占比26.3%，其混凝土供應(yīng)商為A商混站。

1.2 TA04標(biāo)混凝土異常情況

TA04標(biāo)截至目前，共送檢1 101組混凝土標(biāo)養(yǎng)試件，其中不合格19組，占比1.7%，超強(qiáng)93組，占比8.4%，其混凝土供應(yīng)商為A商混站。

2 混凝土強(qiáng)度評(píng)定

由于TA04標(biāo)工程開(kāi)工早，試塊組數(shù)多，因此選取TA04標(biāo)進(jìn)行混凝土強(qiáng)度評(píng)定相對(duì)更具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，根據(jù)GB50107—2010《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》評(píng)定要求，由于檢驗(yàn)批次中不合格混凝土試件已按相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行閉合處理，故不參與評(píng)定，本次評(píng)定范圍為檢驗(yàn)批次中除不合格外的所有試件。評(píng)定結(jié)果如表1、2所示。

表1 a車站評(píng)定結(jié)果

評(píng)定結(jié)果均合格。

3 原因分析

3.1 混凝土公司方面

原材料的質(zhì)量對(duì)混凝土強(qiáng)度影響較大，對(duì)混凝土公司原材料抽檢檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，水泥的28 d抗壓強(qiáng)度和碎石的壓碎指標(biāo)相對(duì)波動(dòng)較大，其他原材料則相對(duì)平穩(wěn)；而水泥強(qiáng)度和碎石的壓碎指標(biāo)直接影響混凝土強(qiáng)度，其檢測(cè)結(jié)果分布如下：

表2 明挖區(qū)間評(píng)定結(jié)果

（1）水泥抽檢結(jié)果

由圖1可知，水泥28 d抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果基本在50 MPa左右，2020年12月至今水泥28 d抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果有明顯增長(zhǎng)，28 d抗壓強(qiáng)度極差達(dá)8.7 MPa。水泥強(qiáng)度的提高將促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)。

圖1 A商混站水泥28 d抗壓強(qiáng)度抽檢結(jié)果

（2）碎石抽檢結(jié)果

圖2 A商混站碎石壓碎值指標(biāo)抽檢結(jié)果

碎石的壓碎指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果波動(dòng)較大，其極差達(dá)3.1%。根據(jù)之前混凝土試件破壞狀態(tài)看，試塊斷裂出現(xiàn)在骨料的情況較多。而如今隨著碎石壓碎指標(biāo)的降低，碎石強(qiáng)度變高，斷裂面由碎石轉(zhuǎn)向膠材與骨料的膠結(jié)面，因此，碎石的壓碎指標(biāo)波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)。

從多次對(duì)混凝土公司的監(jiān)督檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，其骨料含水率檢測(cè)存在數(shù)據(jù)失真的現(xiàn)象，而骨料含水率將直接影響整個(gè)混凝土的真實(shí)配合比，骨料含水率的檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)，也會(huì)導(dǎo)致混凝土質(zhì)量出現(xiàn)波動(dòng)。

3.2 施工單位方面

3.2.1 試件制作

施工單位試驗(yàn)員制作試塊時(shí)從攪拌車尾部取料，骨料粒徑偏大且過(guò)于飽滿，造成部分試塊強(qiáng)度過(guò)高；試件制作時(shí)收面過(guò)高，導(dǎo)致試件尺寸偏大，取樣的不均勻性和制作試件的不規(guī)范性都會(huì)導(dǎo)致混凝土抗壓強(qiáng)度波動(dòng)。

3.2.2 試件養(yǎng)護(hù)

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)巡查記錄發(fā)現(xiàn)，施工單位現(xiàn)場(chǎng)混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室個(gè)別時(shí)間段出現(xiàn)溫濕度不滿足規(guī)范要求，現(xiàn)場(chǎng)混凝土成型養(yǎng)護(hù)溫度也不滿足規(guī)范要求，養(yǎng)護(hù)不規(guī)范也容易導(dǎo)致混凝土抗壓強(qiáng)度出現(xiàn)波動(dòng)。

3.3 配合比設(shè)計(jì)與執(zhí)行方面

以TA04標(biāo)（a商混站）的C35水下混凝土為例，羅列設(shè)計(jì)圖紙對(duì)混凝土配合比要求以及配合比試配結(jié)果，結(jié)果見(jiàn)表3～5。

表3 最低強(qiáng)度等級(jí)、最大水膠比、膠凝材料用量

表4 C35水下混凝土基準(zhǔn)配合比原材用量（a商混站）

表5 某市地鐵n號(hào)線土建TA04標(biāo)配合比試配結(jié)果

利用檢測(cè)中心對(duì)原材料的抽檢結(jié)果對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行反推計(jì)算（A商混站供應(yīng)的混凝土占比例較大，因此計(jì)算只考慮A商混站），過(guò)程如下：

TA04標(biāo)A商混站C35水下混凝土配合比設(shè)計(jì)計(jì)算書中水泥28 d強(qiáng)度為49.0 MPa，試配強(qiáng)度為48.5 MPa，水膠比為0.41；水泥28 d強(qiáng)度抽檢結(jié)果平均值為52.5 MPa，選取粉煤灰影響系數(shù)0.83，礦渣粉影響系數(shù)1.0，計(jì)算得出實(shí)際水膠比為0.44。實(shí)際0.44的水膠比就能滿足相應(yīng)強(qiáng)度，但混凝土仍按照0.41的水膠比生產(chǎn)，水膠比越小，強(qiáng)度越高，僅考慮水泥膠砂強(qiáng)度的情況下，假設(shè)水膠比與混凝土成線性關(guān)系，則水膠比0.44對(duì)應(yīng)的混凝土強(qiáng)度應(yīng)為52.0 MPa，相比原來(lái)試配強(qiáng)度高3.5 MPa。

計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表6。

表6 TA04標(biāo)推算的混凝土強(qiáng)度結(jié)果

因此，在骨料、膠材質(zhì)量變好和原本配合比設(shè)計(jì)較為保守的情況下，在混凝土公司嚴(yán)格執(zhí)行配合比后，相對(duì)較容易出現(xiàn)混凝土抗壓強(qiáng)度超強(qiáng)。

4 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)混凝土公司抽檢的原材料檢測(cè)結(jié)果可以看出，2021年后粗骨料的壓碎指標(biāo)有了明顯改善，水泥的28 d強(qiáng)度也有明顯增長(zhǎng)。不同時(shí)期、不同混凝土公司試配出的混凝土抗壓強(qiáng)度差別較大，因此混凝土原材料的品質(zhì)對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度影響較大。

（2）此次混凝土的大面積超強(qiáng)現(xiàn)象的發(fā)生，主要原因是配合比本身未作適當(dāng)優(yōu)化，但結(jié)合各標(biāo)段的設(shè)計(jì)圖紙可以看出，配合比優(yōu)化的空間較小，以至于較難大幅度降低混凝土抗壓強(qiáng)度，因此，為防止后期試塊出現(xiàn)超強(qiáng)現(xiàn)象，建議各施工單位與設(shè)計(jì)單位有效溝通，使得配合比有足夠的優(yōu)化空間。

（3）為保證混凝土在水下的成型質(zhì)量，設(shè)計(jì)圖紙對(duì)C35水下混凝土的設(shè)計(jì)要求為提高一個(gè)等級(jí)設(shè)計(jì)，即參照C40混凝土設(shè)計(jì)，而如今檢測(cè)報(bào)告的判定仍為C35，加之C35水下混凝土標(biāo)養(yǎng)試件的制作、養(yǎng)護(hù)條件均按規(guī)范要求執(zhí)行，故提高一個(gè)等級(jí)設(shè)計(jì)也是C35水下混凝土標(biāo)養(yǎng)試件超強(qiáng)的原因之一。

5 質(zhì)量控制措施及建議

（1）對(duì)混凝土公司原材料加強(qiáng)管理、對(duì)混凝土公司自檢情況進(jìn)行核查，尤其是砂、石料含水率的測(cè)定是否準(zhǔn)確，以及骨料含水率的均勻性，后期加大原材料抽檢頻率。

（2）在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝土取樣前應(yīng)確保攪拌車內(nèi)的混凝土足夠均勻，為防止不均勻，應(yīng)要求現(xiàn)場(chǎng)攪拌車快速轉(zhuǎn)動(dòng)3 min，然后取料做坍落度，做坍落度試驗(yàn)前，應(yīng)將混凝土倒置在鐵板上來(lái)回拌合不少于3次，再進(jìn)行坍落度試驗(yàn)，坍落度檢測(cè)合格后，按照規(guī)范要求分三個(gè)部位進(jìn)行取樣，取樣位置盡量按照1/4、1/2、3/4三個(gè)位置，混凝土試件成型應(yīng)嚴(yán)格按照GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行。

（3）在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)注重后場(chǎng)管理，在混凝土開(kāi)盤前，施工、監(jiān)理、檢測(cè)中心對(duì)拌合站的計(jì)量設(shè)備、攪拌站操作系統(tǒng)進(jìn)行全過(guò)程檢查與旁站，檢測(cè)中心對(duì)施工單位取樣的規(guī)范性、混凝土公司配合比執(zhí)行情況進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比執(zhí)行。

（4）在落實(shí)后場(chǎng)信息化之前，建議各施工單位、監(jiān)理單位安排專人駐場(chǎng)監(jiān)督管理。

（5）建議混凝土公司通過(guò)調(diào)整摻合料的摻量來(lái)確保調(diào)整后的配合比（含基準(zhǔn)、上、下調(diào)）均滿足圖紙要求，通過(guò)調(diào)整試配，從而選擇更合理的混凝土配合比。檢測(cè)中心配合施工單位對(duì)C35水下混凝土配合比進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，并負(fù)責(zé)審核優(yōu)化方案的合理性。