1、起因与分析
某开发区生产车间工程钢筋混凝土条形基础，混凝土总体积约40立方米，强度设计等级为C30，混凝土配合比为1:1.24:3.04:0.44，混凝土设计表观密度为2400 kg/m3。混凝土所用材料为青海水泥厂生产的425#普通硅酸盐水泥，大同河砂石，自来水及NF减水剂，现场施工为普通搅拌机搅拌、小车运输、振捣棒振捣，施工温度为18℃。混凝土浇筑后，第二天检查发现混凝土未完全硬化，部分结块，部分呈疏松状，用锤轻轻敲击纷纷落下，混凝土强度没有达到设计要求，工程被迫停工。经多方面查找原因认为是施工质量出现问题，但对混凝土材料质量产生最大疑义，因此要求从两方面入手研究，以便采取必要的措施。
2、材料质量检测
2.1 水的检测
混凝土拌和水要求不含影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质、油脂和糖类。凡是PH值小与4，硫酸盐含量（SO2-4）超过水重的1%的水，都不宜使用 [1] 。
对水质有怀疑时，可将该水与洁净水分别制成混凝土试件，进行强度对比试验，如该水制成的试件强度不低于洁净水制成的试件强度，则该水为可用水，由强度对比实验可知，现场用水不会引起混凝土质量问题。所做试验结果见表1 。
表1 用水强度对比值
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项目 |
配合比 |
试件尺寸 （㎝） |
试件强度（MPa） |
平均强度 （MPa） |
||
|
1 |
2 |
3 |
||||
|
现场水 |
1：1.24：3.04：0.44 |
15×15×15 |
37.8 |
38.2 |
37.2 |
37.7 |
|
洁净水 |
1：1.24：3.04：0.44 |
15×15×15 |
37.5 |
38.0 |
37.5 |
37.6 |
2.2 水泥检测
在混凝土中，水泥与水形成水泥浆，包裹在砂粒表面并填充砂粒间的空隙而形成砂浆，水泥砂浆又包裹石子并填充空隙而形成混凝土。水泥是混凝土中的胶凝材料，它的性能直接影响混凝土的强度和耐久性，该混凝土采用青海水泥厂生产的425#普通硅酸盐水泥，由实验结果可知，该水泥合格，满足规范要求，因此不会引起混凝土质量问题，结果见表2 。
表2 425#水泥性能
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项目 |
标准[2] |
实际 |
|||
|
细度（0.08mm筛筛余率%） |
≤10.0 |
4.5 |
|||
|
凝结时间 |
初凝 |
≥45min |
170min |
||
|
终凝 |
≤10h |
5.5h |
|||
|
体积安定性 |
沸煮法 |
无裂纹、无翘曲 |
合格 |
||
|
胶砂强度 （MPa） |
抗压强度 （MPa） |
3d |
16.0 |
28.5 |
|
|
7d |
-- |
-- |
|||
|
28d |
42.5 |
50.3 |
|||
|
抗折强度 （MPa） |
3d |
3.5 |
4.7 |
||
|
7d |
-- |
-- |
|||
|
28d |
6.5 |
7.3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
2.3 石子的检测
该工程所用石子为5 ~ 40mm的碎石，其含泥量为0.5%，针片状含量为10%，符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的要求[3]。同时，该石子长期使用，从未出现过影响混凝土强度问题，也未出现过碱骨料反应。因此，认为该石子不会引起混凝土质量问题。
2.4 NF减水剂的检测
该工程所用NF减水剂为淮南矿务局合成材料厂的产品，生产许可证、质量合格证齐全。并且该减水剂经长期工程实践证明，质量保证，性能稳定，是一种良好的外加剂，不会引起混凝土质量问题。经检测质量符合要求，结果见表3 。
表3 NF减水剂性能
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项目 |
指标 |
|
外观 |
红棕色粉末 |
|
减水率 |
15%~18% |
|
对钢筋锈蚀作用 |
无 |
|
与水泥相容性 |
良好 |
|
掺量 |
1.5% |
2.5 砂的检测
由检测结果可知，该细砂的含泥量超标，根据规范（JGJ52-92）规定，普通混凝土用砂中有害杂质含量的含泥量小于等于3.0%，但该砂的含泥量已达6.4%，严重超标，不符合标准[4]。该工程所用砂经检测，其性能如表4 。
表4 砂的实验
|
筛孔尺寸 （㎜） |
分计筛余量 （g） |
分计筛余率 （%） |
累计筛余（%） |
细度模数 |
表观密度 （㎏/m3） |
含泥量（%） |
|
5.00 |
2.5 |
0.5 |
0.5 |
-- |
-- |
-- |
|
2.50 |
15.0 |
3.0 |
3.5 |
-- |
-- |
-- |
|
1.25 |
12.5 |
2.5 |
6.0 |
-- |
-- |
-- |
|
0.63 |
88.0 |
17.6 |
23.6 |
-- |
-- |
-- |
|
0.315 |
185 |
37 |
60.6 |
1.82 |
1410 |
6.4 |
|
0.16 |
147 |
29.4 |
90.0 |
-- |
-- |
-- |
|
底盘 |
50 |
10 |
100.1 |
-- |
-- |
-- |
3、 原因分析
从该混凝土的形态上可以看出有部分砂粒表面无水泥浆，大部分砂粒间水泥浆较少，因此，可以认为水泥浆没有完全把整个砂石粘结成一个整体。经分析引起该混凝土质量问题的原因有以下几点：
（1）砂的质量：现场用砂含泥量超过标准一倍以上，导致泥粒总面积大幅度增加，需要更多的水泥浆包裹它们。同时，泥粒本身强度低，降低了混凝土的强度。
另一原因，砂子偏细，在重量相同情况下，表面积大大增加，需要更多的水泥浆包裹，否则将有部分砂粒和泥粒不能被水泥浆包裹，而形成砂团，没有强度，大大降低了混凝土的强度。
（2）水泥用量：在砂子偏细、含泥量较大前提下，按常规混凝土配合比设计，水泥量将偏少。不能使水泥浆充分包裹每一粒砂粒，导致混凝土强度降低。
（3）施工时搅拌时间：由于现场砂粒细、含泥量大，砂团不易分散，按常规搅拌时间，不能充分使水泥浆完全包裹砂粒。如增加搅拌时间，才能保证水泥浆与砂粒均匀混合，有效提高混凝土的强度。
4、处理方法
（1）把原先浇筑的混凝土刨除、清渣、布筋。
（2）把砂用水清洗，检测，洗过的砂细度模数为2.1，含泥量降低为1.5%，符合混凝土用砂要求。
（3）调整混凝土配合比，相应增大水泥用量，调整后配合比为1:1.17:2.72:0.44，设计表观密度为2400kg/m3。
（4）适当增加搅拌时间，原搅拌时间为3分钟，现搅拌时间为5分钟，保证了水泥浆与砂粒充分拌和。
经以上处理，顺利完成施工，并对试件进行检测，同时为确保工程质量的合格论证，并对混凝土采取了钻芯取样，达到了设计强度要求。检测结果如表5 。
表5 混凝土强度测试
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项目 |
试件尺寸（㎝） |
强度值（MPa） |
是否达到C30值 |
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|
1 |
2 |
3 |
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|
混凝土 |
15×15×15 |
37.5 |
38.6 |
38.2 |
达到 |
|
36.9 |
38.4 |
38.1 |
|||
|
钻芯样品 |
15×15 |
36.0 |
37.2 |
36.5 |
达到 |
5、 结语
通过对本工程混凝土质量问题的检测与处理，可以看出：
（1）场施工中对混凝土质量的控制，只注重于影响强度的水泥强度和水灰比主要因素，而忽略了砂石质量等一些次要因素，从而出现了混凝土质量问题。
（2）强度质量监督与施工质量管理工作，是确保工程质量的重要保证。从本工程质量检测可知，施工中缺乏必要的质量监督工作，是工程质量的重大隐患。因此，应加强施工队伍自身的约束和监督，使其职责行为规范化，使工程质量事故消灭于萌芽之中。
