預拌（商品）混凝土質(zhì)量問題及技術控制措施
2008-08-18 00:00
預拌混凝土也稱商品混凝土，其特點是集中拌制、商品化供應。近三四年來，攪拌站在中小城市猶如雨后春筍般發(fā)展起來，由于人們對預拌混凝土還不是十分了解和熟悉，施工中仍然以現(xiàn)場攪拌混凝土來看待商品混凝土，在實際工程使用過程中，存在一些技術上的爭議常引起生產(chǎn)和使用單位之間的糾紛，在一定程度上對預拌混凝土的發(fā)展起到阻礙作用。筆者現(xiàn)根據(jù)自己的實踐對預拌混凝土的質(zhì)量問題進行分析探討。
1、混凝土的強度問題
預拌混凝土具有商品的特性，是“半成品”，從出廠開始至形成最終產(chǎn)品需較長時間(如通常以28天強度作質(zhì)量驗收)，其產(chǎn)品的最終形成必須依靠攪拌站與施工單位的相互配合，質(zhì)量結(jié)果不能在出廠時馬上準確地檢測出來。在實際應用中只要混凝土試件強度不合格，使用單位往往認定是攪拌站的責任，這種觀點比較偏頗，其原因分析如下：
1.1 現(xiàn)場與規(guī)范要求相差大
混凝土規(guī)范中對混凝土強度試驗有嚴格的試驗規(guī)程和統(tǒng)一的養(yǎng)護條件，但絕大多數(shù)施工單位不具備這些條件。首先取樣不規(guī)范，按預拌混凝土標準要求從攪拌車卸料的1/4～3/4之間取樣，每次取樣不少于0.02m3，但施工單位用未經(jīng)上崗培訓的民工取樣，往往車一卸就取樣且取量也不夠，缺乏代表性；其次是養(yǎng)護條件不符合標準要求,幾乎所有的施工現(xiàn)場都不設標養(yǎng)室，只是臨時砌一池子或焊一籠子(防止私自調(diào)換)在自然環(huán)境下養(yǎng)護，試件的強度受氣候影響很大；第三，為便于操作隨意在混凝土拌合料中加水，加水后再取樣，混凝土水灰比失去意義使強度偏低。
1.2 強度統(tǒng)計的問題
混凝土強度具有較大的離散性，在混凝土強度檢驗評定標準(GBJ107-87)中明確規(guī)定，混凝土強度應分批進行統(tǒng)計評定。對預拌混凝土站、預制混凝土構(gòu)件廠和采用現(xiàn)場攪拌混凝土的施工單位，應按標準規(guī)定的統(tǒng)計方法評定混凝土強度；對零星生產(chǎn)的預制構(gòu)件的混凝土或現(xiàn)場攪拌批量不大的混凝土，才按非統(tǒng)計方法評定。按GBJ107-87標準的規(guī)定，大批量混凝土按相近配合比生產(chǎn)的預拌混凝土允許有5%的試件小于標準值，允許的最小強度值要根據(jù)留樣組數(shù)來確定。當留樣組數(shù)在1～9組時，允許最小值是0.95倍標準值；當留樣組數(shù)在10～14組時，允許最小值是0.90倍標準值；當留樣組數(shù)大于15組時，允許最小值是0.8倍標準值。
在實際工程中，混凝土強度的統(tǒng)計規(guī)定并不為多數(shù)使用單位所認識，執(zhí)行最好的也是應付資料檢查。當某一組時間強度小于標準值時(即使大于允許最小值)，常常被視為不合格，這是一種概念上的錯誤 。如果要求所有留樣試件強度都大于標準值，將會造成太大的強度富余量，對混凝土的耐久性造成潛在的隱患。如C30混凝土要求所有留樣的試件強度都大于30MPa，這是實際混凝土的強度等級已超過C35的要求，即正好超過一個強度等級。正是沒有按統(tǒng)計法進行強度統(tǒng)計，從而使混凝土預拌站不得不加大混凝土的富余量，這就是預拌混凝土往往超過強度過多的原因，對混凝土的開裂和耐久性造成不利的影響。
1.3 回彈及鉆芯取樣評定強度問題
當建設部門或質(zhì)量監(jiān)督部門懷疑混凝土強度不合格時，通常的做法是對混凝土構(gòu)件進行非破損的回彈或鉆取芯樣評定，國家制定了相應的標準和規(guī)程。但這兩種方法評定都存在一些爭議問題。
1.3.1 回彈法
檢測建筑構(gòu)件強度主要依據(jù)是回彈—強度曲線。目前采用的測強曲線主要是根據(jù)現(xiàn)拌混凝土強度與回彈值規(guī)律建立起的全國統(tǒng)一曲線。由于全國混凝土原材料、攪拌工藝有極大的地區(qū)差異性，使用全國統(tǒng)一曲線進行回彈評定其推定值與真實值相差較大。尤其預拌混凝土摻入粉煤灰及外加劑，將產(chǎn)生較大的偏差。經(jīng)對試件用回彈法測試和破型試驗發(fā)現(xiàn)，回彈結(jié)果較標準成型試件強度低20%～30%。因此，各地區(qū)應盡快建立本地區(qū)回彈曲線，方可客觀測定混凝土強度。
1.3.2 鉆芯法
鉆芯法較能準確反映混凝土構(gòu)件的實際強度，但取樣后如何評定混凝土的實際強度是否合格存在一些不同認識。主要問題是標養(yǎng)與現(xiàn)場養(yǎng)護對混凝土強度影響方面。據(jù)建科院結(jié)構(gòu)所對使用墻板的取芯表明，齡期28d的芯樣強度換算值也僅為標準強度的86%、為同條件養(yǎng)護試塊的88%。
要處理好商品混凝土強度問題的不同意見，一是預拌混凝土必須加強生產(chǎn)全過程的質(zhì)量控制，保證混凝土有足夠的富余量；二是通過培訓來提高建設和主管部門的認識，嚴格按規(guī)范要求進行取樣、成型、養(yǎng)護和試驗評定；三是對有爭議的規(guī)范條文應有主管部門或?qū)I(yè)協(xié)會專家論證，合理解決有爭議的問題。
2、預拌混凝土裂縫問題
裂縫是最常見的質(zhì)量通病，與現(xiàn)場攪拌混凝土相比商品混凝土的裂縫更加受到工程人員的關注。預拌混凝土的裂縫主要有大面積樓板產(chǎn)生的裂縫，多出現(xiàn)在混凝土初凝前；多發(fā)生在梁板交接處、厚度突變處和梁板鋼筋的上部，初春和炎熱季節(jié)最容易出現(xiàn)；地下室墻板裂縫的產(chǎn)生較有規(guī)律，即在墻體沿長度方向接近均勻的垂直裂縫，大多在拆模前已形成；混凝土路面也容易出現(xiàn)不規(guī)則的縱向、橫向裂縫。目前施工單位普遍認為商品混凝土裂縫出現(xiàn)的機會比現(xiàn)場攪拌混凝土出現(xiàn)的機會要大的多。筆者認為，裂縫雖多，正確判斷至關重要，是施工所致，還是自然屬性使然；是有害于結(jié)構(gòu)安全，還是無害于房屋使用。還應注意區(qū)分兩個方面的問題，一是裂縫產(chǎn)生的原因和責任區(qū)分；另一個是預防裂縫應采取如何技術措施，否則將會出現(xiàn)推諉扯皮，造成對工程不利的局面。
2.1 預拌混凝土出現(xiàn)裂縫的三種類型：
2.1.1 應力裂縫
混凝土澆筑后，緩慢凝結(jié)，由于水泥的水化反應，內(nèi)部溫度升高，逐漸產(chǎn)生硬度，在硬度向外擴散的過程中，產(chǎn)生了拉應力，而混凝土初期抗拉強度較低，小于拉應力，于是在混凝土表面出現(xiàn)了不規(guī)則的微小裂縫。
2.1.2 干縮裂縫
就理論而言，混凝土配合比中的用水量能夠滿足水化應的需要。但由于天氣炎熱或氣候干燥，混凝土中的水分蒸發(fā)很快，導致水化反應受到阻礙?；炷量估瓘姸仍鲩L緩慢，表面收縮增大，產(chǎn)生了微裂縫，在實踐中觀察，當樓板厚度為18厘米或30厘米時，裂縫很少，如果是12厘米的樓板，則裂縫相對多些。
2.1.3 界面裂縫
混凝土是粗細骨料和膠凝材料組合而成的復合材料，水泥石與骨料界面結(jié)合的過渡區(qū)是混凝土的薄弱部位，在此處存在的應力集中，收縮壓力和較低的粘貼力使混凝土表面產(chǎn)生間斷的、不連續(xù)的微裂縫。
2.2 預拌混凝土裂縫原因及預防措施：
2.2.1 大面積現(xiàn)澆板、路面結(jié)構(gòu)
新澆筑的混凝土，在終凝硬化前，是基本沒有強度的。在不采取覆蓋保水措施的情況下，表面水分將不斷蒸發(fā)，內(nèi)部水分通過泌水作用遷移到表面進行補充，這對提高混凝土密實度和減小實際水灰比是有一定好處的。但是，一般混凝土面板厚度僅有十多厘米，但表面積大，加上風大使混凝土表面極易蒸發(fā)，內(nèi)部水分通過泌水作用遷移到表面，表面水分蒸發(fā)的速度超過了內(nèi)部水分向表面遷移補充的速度，從而產(chǎn)生混凝土收縮裂縫；另一方面，由于商品混凝土摻加了粉煤灰及緩凝減水劑，延緩了混凝土水化反應過程，延長混凝土初凝及終凝時間，水分的大量蒸發(fā)缺乏應有的水分補充，是造成裂縫出現(xiàn)的另一重要原因。
收縮裂縫的控制主要在于控制濕度的變化，使結(jié)構(gòu)、構(gòu)件具有相對穩(wěn)定的濕度，為此，可采取以下措施：①加強混凝土的早期養(yǎng)護，混凝土澆筑完后，裸露表面應及時用草墊、草袋或塑料薄模覆蓋，并灑水濕潤養(yǎng)護。在氣溫高、濕度低、風速大的天氣要及早覆蓋、噴水霧養(yǎng)護，并適當延長養(yǎng)護時間。②加強混凝土表面的抹壓，但應避免過分抹壓。③采用密封保水方法，如在混凝土表面噴養(yǎng)護劑或覆蓋塑料薄膜，使水分不易蒸發(fā)，或采用其他減少空氣流動(如設擋風墻、罩等)、延緩混凝土表面水分蒸發(fā)的辦法。
2.2.2 墻板結(jié)構(gòu)
對于墻板混凝土成型至拆模前，一直處于模板的封閉之中，外界水分無法交換補充，拆模時?？吹酱怪绷芽p，這是由于自身收縮和溫度收縮引起的。當采用較小水灰比生產(chǎn)時，薄壁處及薄弱部位最容易開裂，這時由于混凝土自收縮與混
凝土降溫引起的熱收縮相互疊合，產(chǎn)生較大拉應力，而此時混凝土的強度還很低不能抵抗這種拉應力而產(chǎn)生開裂。
根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，筆者認為采取以下兩種措施較為可行：一是對于地下薄壁剪力墻，商品混凝土攪拌站應適當加大水灰比，減少外加劑的用量，以彌補水化游離水分的不足；二是適當掌握墻體模板的拆除時間，對于低強度(C30)混凝土由于水化熱引起的絕對值不會很高拆?？梢栽缫恍?；對于強度較高的混凝土，在混凝土終凝后松開模板支撐，從板縫中澆入水養(yǎng)護，養(yǎng)護到一定強度再拆除模板，然后用草簾或麻袋在側(cè)面保溫又保濕，只有這樣才能減少因干縮和熱收縮引起的裂縫，減少地下室墻板開裂的機會。
總之，預拌混凝土有其固有的規(guī)律性，施工單位應按照事物的內(nèi)在屬性來對待和處理，也許是減少預拌混凝土開裂的最好方法。
3、結(jié)束語
商品混凝土具有許多現(xiàn)場攪拌混凝土無可比擬的優(yōu)點，是顯而易見的，能夠代表先進的生產(chǎn)力。在我們中小城市尚屬發(fā)展和完善階段，對待商品混凝土出現(xiàn)的強度及裂縫問題，商品混凝土生產(chǎn)單位與施工單位應積極配合，以發(fā)展的眼光進行預防和控制。
（中國混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請注明出處）
1、混凝土的強度問題
預拌混凝土具有商品的特性，是“半成品”，從出廠開始至形成最終產(chǎn)品需較長時間(如通常以28天強度作質(zhì)量驗收)，其產(chǎn)品的最終形成必須依靠攪拌站與施工單位的相互配合，質(zhì)量結(jié)果不能在出廠時馬上準確地檢測出來。在實際應用中只要混凝土試件強度不合格，使用單位往往認定是攪拌站的責任，這種觀點比較偏頗，其原因分析如下：
1.1 現(xiàn)場與規(guī)范要求相差大
混凝土規(guī)范中對混凝土強度試驗有嚴格的試驗規(guī)程和統(tǒng)一的養(yǎng)護條件，但絕大多數(shù)施工單位不具備這些條件。首先取樣不規(guī)范，按預拌混凝土標準要求從攪拌車卸料的1/4～3/4之間取樣，每次取樣不少于0.02m3，但施工單位用未經(jīng)上崗培訓的民工取樣，往往車一卸就取樣且取量也不夠，缺乏代表性；其次是養(yǎng)護條件不符合標準要求,幾乎所有的施工現(xiàn)場都不設標養(yǎng)室，只是臨時砌一池子或焊一籠子(防止私自調(diào)換)在自然環(huán)境下養(yǎng)護，試件的強度受氣候影響很大；第三，為便于操作隨意在混凝土拌合料中加水，加水后再取樣，混凝土水灰比失去意義使強度偏低。
1.2 強度統(tǒng)計的問題
混凝土強度具有較大的離散性，在混凝土強度檢驗評定標準(GBJ107-87)中明確規(guī)定，混凝土強度應分批進行統(tǒng)計評定。對預拌混凝土站、預制混凝土構(gòu)件廠和采用現(xiàn)場攪拌混凝土的施工單位，應按標準規(guī)定的統(tǒng)計方法評定混凝土強度；對零星生產(chǎn)的預制構(gòu)件的混凝土或現(xiàn)場攪拌批量不大的混凝土，才按非統(tǒng)計方法評定。按GBJ107-87標準的規(guī)定，大批量混凝土按相近配合比生產(chǎn)的預拌混凝土允許有5%的試件小于標準值，允許的最小強度值要根據(jù)留樣組數(shù)來確定。當留樣組數(shù)在1～9組時，允許最小值是0.95倍標準值；當留樣組數(shù)在10～14組時，允許最小值是0.90倍標準值；當留樣組數(shù)大于15組時，允許最小值是0.8倍標準值。
在實際工程中，混凝土強度的統(tǒng)計規(guī)定并不為多數(shù)使用單位所認識，執(zhí)行最好的也是應付資料檢查。當某一組時間強度小于標準值時(即使大于允許最小值)，常常被視為不合格，這是一種概念上的錯誤 。如果要求所有留樣試件強度都大于標準值，將會造成太大的強度富余量，對混凝土的耐久性造成潛在的隱患。如C30混凝土要求所有留樣的試件強度都大于30MPa，這是實際混凝土的強度等級已超過C35的要求，即正好超過一個強度等級。正是沒有按統(tǒng)計法進行強度統(tǒng)計，從而使混凝土預拌站不得不加大混凝土的富余量，這就是預拌混凝土往往超過強度過多的原因，對混凝土的開裂和耐久性造成不利的影響。
1.3 回彈及鉆芯取樣評定強度問題
當建設部門或質(zhì)量監(jiān)督部門懷疑混凝土強度不合格時，通常的做法是對混凝土構(gòu)件進行非破損的回彈或鉆取芯樣評定，國家制定了相應的標準和規(guī)程。但這兩種方法評定都存在一些爭議問題。
1.3.1 回彈法
檢測建筑構(gòu)件強度主要依據(jù)是回彈—強度曲線。目前采用的測強曲線主要是根據(jù)現(xiàn)拌混凝土強度與回彈值規(guī)律建立起的全國統(tǒng)一曲線。由于全國混凝土原材料、攪拌工藝有極大的地區(qū)差異性，使用全國統(tǒng)一曲線進行回彈評定其推定值與真實值相差較大。尤其預拌混凝土摻入粉煤灰及外加劑，將產(chǎn)生較大的偏差。經(jīng)對試件用回彈法測試和破型試驗發(fā)現(xiàn)，回彈結(jié)果較標準成型試件強度低20%～30%。因此，各地區(qū)應盡快建立本地區(qū)回彈曲線，方可客觀測定混凝土強度。
1.3.2 鉆芯法
鉆芯法較能準確反映混凝土構(gòu)件的實際強度，但取樣后如何評定混凝土的實際強度是否合格存在一些不同認識。主要問題是標養(yǎng)與現(xiàn)場養(yǎng)護對混凝土強度影響方面。據(jù)建科院結(jié)構(gòu)所對使用墻板的取芯表明，齡期28d的芯樣強度換算值也僅為標準強度的86%、為同條件養(yǎng)護試塊的88%。
要處理好商品混凝土強度問題的不同意見，一是預拌混凝土必須加強生產(chǎn)全過程的質(zhì)量控制，保證混凝土有足夠的富余量；二是通過培訓來提高建設和主管部門的認識，嚴格按規(guī)范要求進行取樣、成型、養(yǎng)護和試驗評定；三是對有爭議的規(guī)范條文應有主管部門或?qū)I(yè)協(xié)會專家論證，合理解決有爭議的問題。
2、預拌混凝土裂縫問題
裂縫是最常見的質(zhì)量通病，與現(xiàn)場攪拌混凝土相比商品混凝土的裂縫更加受到工程人員的關注。預拌混凝土的裂縫主要有大面積樓板產(chǎn)生的裂縫，多出現(xiàn)在混凝土初凝前；多發(fā)生在梁板交接處、厚度突變處和梁板鋼筋的上部，初春和炎熱季節(jié)最容易出現(xiàn)；地下室墻板裂縫的產(chǎn)生較有規(guī)律，即在墻體沿長度方向接近均勻的垂直裂縫，大多在拆模前已形成；混凝土路面也容易出現(xiàn)不規(guī)則的縱向、橫向裂縫。目前施工單位普遍認為商品混凝土裂縫出現(xiàn)的機會比現(xiàn)場攪拌混凝土出現(xiàn)的機會要大的多。筆者認為，裂縫雖多，正確判斷至關重要，是施工所致，還是自然屬性使然；是有害于結(jié)構(gòu)安全，還是無害于房屋使用。還應注意區(qū)分兩個方面的問題，一是裂縫產(chǎn)生的原因和責任區(qū)分；另一個是預防裂縫應采取如何技術措施，否則將會出現(xiàn)推諉扯皮，造成對工程不利的局面。
2.1 預拌混凝土出現(xiàn)裂縫的三種類型：
2.1.1 應力裂縫
混凝土澆筑后，緩慢凝結(jié)，由于水泥的水化反應，內(nèi)部溫度升高，逐漸產(chǎn)生硬度，在硬度向外擴散的過程中，產(chǎn)生了拉應力，而混凝土初期抗拉強度較低，小于拉應力，于是在混凝土表面出現(xiàn)了不規(guī)則的微小裂縫。
2.1.2 干縮裂縫
就理論而言，混凝土配合比中的用水量能夠滿足水化應的需要。但由于天氣炎熱或氣候干燥，混凝土中的水分蒸發(fā)很快，導致水化反應受到阻礙?；炷量估瓘姸仍鲩L緩慢，表面收縮增大，產(chǎn)生了微裂縫，在實踐中觀察，當樓板厚度為18厘米或30厘米時，裂縫很少，如果是12厘米的樓板，則裂縫相對多些。
2.1.3 界面裂縫
混凝土是粗細骨料和膠凝材料組合而成的復合材料，水泥石與骨料界面結(jié)合的過渡區(qū)是混凝土的薄弱部位，在此處存在的應力集中，收縮壓力和較低的粘貼力使混凝土表面產(chǎn)生間斷的、不連續(xù)的微裂縫。
2.2 預拌混凝土裂縫原因及預防措施：
2.2.1 大面積現(xiàn)澆板、路面結(jié)構(gòu)
新澆筑的混凝土，在終凝硬化前，是基本沒有強度的。在不采取覆蓋保水措施的情況下，表面水分將不斷蒸發(fā)，內(nèi)部水分通過泌水作用遷移到表面進行補充，這對提高混凝土密實度和減小實際水灰比是有一定好處的。但是，一般混凝土面板厚度僅有十多厘米，但表面積大，加上風大使混凝土表面極易蒸發(fā)，內(nèi)部水分通過泌水作用遷移到表面，表面水分蒸發(fā)的速度超過了內(nèi)部水分向表面遷移補充的速度，從而產(chǎn)生混凝土收縮裂縫；另一方面，由于商品混凝土摻加了粉煤灰及緩凝減水劑，延緩了混凝土水化反應過程，延長混凝土初凝及終凝時間，水分的大量蒸發(fā)缺乏應有的水分補充，是造成裂縫出現(xiàn)的另一重要原因。
收縮裂縫的控制主要在于控制濕度的變化，使結(jié)構(gòu)、構(gòu)件具有相對穩(wěn)定的濕度，為此，可采取以下措施：①加強混凝土的早期養(yǎng)護，混凝土澆筑完后，裸露表面應及時用草墊、草袋或塑料薄模覆蓋，并灑水濕潤養(yǎng)護。在氣溫高、濕度低、風速大的天氣要及早覆蓋、噴水霧養(yǎng)護，并適當延長養(yǎng)護時間。②加強混凝土表面的抹壓，但應避免過分抹壓。③采用密封保水方法，如在混凝土表面噴養(yǎng)護劑或覆蓋塑料薄膜，使水分不易蒸發(fā)，或采用其他減少空氣流動(如設擋風墻、罩等)、延緩混凝土表面水分蒸發(fā)的辦法。
2.2.2 墻板結(jié)構(gòu)
對于墻板混凝土成型至拆模前，一直處于模板的封閉之中，外界水分無法交換補充，拆模時?？吹酱怪绷芽p，這是由于自身收縮和溫度收縮引起的。當采用較小水灰比生產(chǎn)時，薄壁處及薄弱部位最容易開裂，這時由于混凝土自收縮與混
凝土降溫引起的熱收縮相互疊合，產(chǎn)生較大拉應力，而此時混凝土的強度還很低不能抵抗這種拉應力而產(chǎn)生開裂。
根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，筆者認為采取以下兩種措施較為可行：一是對于地下薄壁剪力墻，商品混凝土攪拌站應適當加大水灰比，減少外加劑的用量，以彌補水化游離水分的不足；二是適當掌握墻體模板的拆除時間，對于低強度(C30)混凝土由于水化熱引起的絕對值不會很高拆?？梢栽缫恍?；對于強度較高的混凝土，在混凝土終凝后松開模板支撐，從板縫中澆入水養(yǎng)護，養(yǎng)護到一定強度再拆除模板，然后用草簾或麻袋在側(cè)面保溫又保濕，只有這樣才能減少因干縮和熱收縮引起的裂縫，減少地下室墻板開裂的機會。
總之，預拌混凝土有其固有的規(guī)律性，施工單位應按照事物的內(nèi)在屬性來對待和處理，也許是減少預拌混凝土開裂的最好方法。
3、結(jié)束語
商品混凝土具有許多現(xiàn)場攪拌混凝土無可比擬的優(yōu)點，是顯而易見的，能夠代表先進的生產(chǎn)力。在我們中小城市尚屬發(fā)展和完善階段，對待商品混凝土出現(xiàn)的強度及裂縫問題，商品混凝土生產(chǎn)單位與施工單位應積極配合，以發(fā)展的眼光進行預防和控制。
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