丁廉潔　歐玲　張濤　郭紹輝（東莞市全鑫混凝土攪拌有限公司）

淺析超時(shí)、加水對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

丁廉潔歐玲張濤郭紹輝
（東莞市全鑫混凝土攪拌有限公司）

在預(yù)拌混凝土澆筑施工過程中由于準(zhǔn)備工作不充分、機(jī)械故障、停電、堵管等原因?qū)е率┕ぶ袛?，混凝土到工地后長(zhǎng)時(shí)等待未能卸料，有時(shí)攪拌車在工地等待5～6小時(shí)才卸料。當(dāng)這種情況發(fā)生后施工單位沒有引起足夠的重視，不愿意將已到工地超時(shí)的混凝土報(bào)廢處理，而是向攪拌車內(nèi)加大量的水將混凝土攪拌后繼續(xù)澆筑到結(jié)構(gòu)上去。這樣將會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)發(fā)白、開裂、表面脫皮、起粉、松散、強(qiáng)度大幅度下降，嚴(yán)重影響工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和耐久性。

預(yù)拌混凝土；坍損；加水；強(qiáng)度

1　引言

預(yù)拌混凝土在我國(guó)推廣應(yīng)用已經(jīng)有很多年，到目前不僅在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的大中城市全面使用預(yù)拌混凝土，很多縣城及鎮(zhèn)區(qū)都已經(jīng)普遍開始使用預(yù)拌混凝土。但是在使用過程中由于準(zhǔn)備不充分、爆模、設(shè)備故障、堵管等原因引起混凝土到工地后等待很長(zhǎng)時(shí)間才卸料，在工地等待5～6小時(shí)才卸料的情況時(shí)有發(fā)生。加上管理不到位和質(zhì)量意識(shí)不強(qiáng)，對(duì)于超時(shí)的混凝土不愿意報(bào)廢處理，現(xiàn)場(chǎng)工人向混凝土攪拌車內(nèi)添加大量的清水將混凝土澆筑到主體結(jié)構(gòu)上去。這樣嚴(yán)重影響建筑物的質(zhì)量。本文通過試驗(yàn)分析預(yù)拌混凝土的坍落度隨時(shí)間的變化、調(diào)整至初始坍落度添加水量及對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響程度。

2　原材料及配合比

2.1水泥

本次試驗(yàn)采用惠州光大水泥企業(yè)有限公司生產(chǎn)的凱城牌P.042.5R級(jí)水泥。水泥的物理性能如表1，水泥熟料化學(xué)成份如表2。

2.2外加劑

外加劑采用惠州建科實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的飛馬牌緩凝高效減水劑（萘系）。含固量為29.5%，減水率為18.2%，凝結(jié)時(shí)間差（初凝）為215分，PH值為10.2，氯離子含量為0.025%。

2.3骨料

表1　水泥物理性能

表2　水泥熟料化學(xué)成份

粗骨料為增城市永和園豐石場(chǎng)的5～25mm連續(xù)級(jí)配的碎石。表觀密度為2610Kg/M3，壓碎指標(biāo)為7.6%，針片狀含量為6.9%，含泥量為0.4%。細(xì)骨料為東江河砂，細(xì)度模數(shù)為2.7，含泥量為1.0%。

2.4摻合料摻合料采用東莞虎門沙角電廠的沙電牌II級(jí)粉煤。細(xì)度（篩余）為19%，需水量比為101%，燒失量為2.1%。

2.5配合比

本次試驗(yàn)選用平時(shí)生產(chǎn)量最大的C30泵送混凝土，設(shè)計(jì)坍落度為180mm。配合比如表3。

表3　生產(chǎn)配合比

3　試驗(yàn)過程

3.1坍落度、坍落度損失及加水調(diào)整

試驗(yàn)時(shí)我們從生產(chǎn)線生產(chǎn)一車混凝土。從混凝土全部放入攪拌車內(nèi)后開試取樣做第一次試驗(yàn)，每隔一小時(shí)取樣進(jìn)行坍落度試驗(yàn)并做抗壓強(qiáng)度試塊（7天、28天各一組），在做完坍損后立即用同一批混凝土樣加水調(diào)整到初始坍落度（記錄每次加水量），然后再成型二組抗壓試塊。對(duì)比在不同時(shí)間成型的試塊的強(qiáng)度和加水與不加水混凝土成型的試塊強(qiáng)度之間的變化情況。試驗(yàn)時(shí)我們按表3的配合比生產(chǎn)了一車混凝土（6方）停在站內(nèi)，從9：00至15：00每隔一小時(shí)所做的試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4　混凝土坍損與加水調(diào)整情況

3.2混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)

在混凝土出機(jī)時(shí)做試塊二組，隨后每隔一小時(shí)在加水調(diào)整前各做二組，加水調(diào)整后也各做二組試塊標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)至7天、28天進(jìn)行試壓。一共做了13組標(biāo)準(zhǔn)試塊。7天、28天齡期試塊抗壓強(qiáng)值見表5。

表5　不同時(shí)間成型的混凝土試件強(qiáng)度

從表5可以看出混凝土強(qiáng)度變化情況。在不加水的情況下，混凝土的強(qiáng)度隨著時(shí)間延長(zhǎng)強(qiáng)度逐漸變低。初始時(shí)成型的試塊7天強(qiáng)度為26.7MPa，6小時(shí)成型的試塊7天強(qiáng)度為23.5MPa；初始時(shí)成型的試塊28天強(qiáng)度為40.4MPa，6小時(shí)成型的試塊28天強(qiáng)度為32.2MPa。1小時(shí)加水調(diào)整后成型的試件7天強(qiáng)度為23.8MPa，6小時(shí)加水成型的試塊7天強(qiáng)度為 14.8MPa，相差9.0MPa；1小時(shí)加水調(diào)整后成型的試件28天強(qiáng)度為34.8MPa，6小時(shí)加水成型的試塊28天強(qiáng)度為20.6MPa，相差14.2MPa。初始時(shí)成型的試塊與6小時(shí)加水后成型的試塊7天強(qiáng)度相差11.9MPa；初始時(shí)成型的試塊與6小時(shí)加水后成型的試塊28天強(qiáng)度相差19.8MPa。由此可見，時(shí)間越長(zhǎng)、加水越多，混凝土的強(qiáng)度越低。另外加水后成型的試塊7天至28天強(qiáng)度的增長(zhǎng)幅度比未加水的要少。

4　影響混凝土強(qiáng)度的原因

4.1時(shí)間對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

混凝土在加水之后即會(huì)開始水化反應(yīng)，剛開始因?yàn)橛芯從齽┑淖饔梅磻?yīng)比較緩慢。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，便出現(xiàn)有初凝、終凝。水泥漿體隨時(shí)間的推移（水化反應(yīng)的繼續(xù)），會(huì)逐漸僵化、凝結(jié)，以致最后硬化。水泥的水化是一個(gè)十分復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過程，它包括：水泥某些組分的溶解、化學(xué)反應(yīng)以及各種電解質(zhì)離子間相互作用；水化產(chǎn)物及其它沉淀物的生成；水化產(chǎn)物及沉淀物在固體表面的沉積；滲透膜的生成；水泥成分透過滲透膜的繼續(xù)溶解以及沉淀物的不斷沉積；水化產(chǎn)物晶體的生成、生長(zhǎng)以及形態(tài)變化；水化產(chǎn)物的晶體在固體顆?？障堕g充填、搭橋等。5～6個(gè)小時(shí)后，混凝土已無(wú)坍落度和流動(dòng)性，可以判斷此時(shí)已接近初凝。此時(shí)已有部分水泥已經(jīng)水化反應(yīng)并生成了晶體結(jié)構(gòu)。而此時(shí)通過添加大量的水?dāng)嚢韬笤贊仓蜁?huì)在外力作用下破壞已產(chǎn)生的早期微觀晶體結(jié)構(gòu)。部分晶體在振搗后重組，水化產(chǎn)物間的作用力被削弱，因而強(qiáng)度明顯下降。另外由于時(shí)間長(zhǎng)了混凝土的和易性差，流動(dòng)性和填充性能也差，不利于振搗密實(shí)，也會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度的降低。

4.2加水對(duì)混凝土強(qiáng)度的分析

混凝土強(qiáng)度的影響因素很多，但最重要的是水膠比［由 αa.fb/（fcu，0+αa.αb.fb）=W/B，得出 fcu，0=αa.fb/ （W/B）－αa.αb.fb］。在其他條件一樣的情況下，用水量越大（水膠比越大）強(qiáng)度就越低?；炷翑嚢韬眠\(yùn)到工地以后膠凝材料和其他材料的用量是不能變的了，加水后水膠比變大，強(qiáng)度就必然變低。也有很多同行專家對(duì)此進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究表明每立方混凝土用水量增加10公斤強(qiáng)度將下降1.5～2.0MPa。如果加水后攪拌不均勻以及振搗不密實(shí)對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響更大。

5　工地現(xiàn)場(chǎng)隨意加水對(duì)工程質(zhì)量的影響

我們?cè)l(fā)現(xiàn)有一些工地隨意加水的情況。加水的原因主要有二個(gè)，一是工人為了澆筑方便，因?yàn)榧铀筇涠茸兇?、流?dòng)性變好，干起活來(lái)比較輕松；二是因?yàn)榈却龝r(shí)間長(zhǎng)、坍損大，不得不加水澆筑。通過后續(xù)的觀測(cè)可以發(fā)現(xiàn)那些超時(shí)并加水澆筑的混凝土構(gòu)件有明顯的特征：表面松散、浮漿多、顏色發(fā)黃、脫皮、露砂等。有些鋼筋較密的部位由于振搗不好還會(huì)出現(xiàn)蜂窩、空洞，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。如果進(jìn)一步檢測(cè)其強(qiáng)度就會(huì)發(fā)現(xiàn)與正常澆筑的混凝土相差很大。有一個(gè)工地在樓面及墻柱施工過程中澆完四車混凝土?xí)r泵車出現(xiàn)故障，在現(xiàn)場(chǎng)搶修不好的情況下另外租賃一臺(tái)泵車。這樣導(dǎo)致有三車混凝土在工地等待5～6小時(shí)才卸料（當(dāng)時(shí)已是23：30，管理人員不在現(xiàn)強(qiáng)，工人往攪拌車內(nèi)加了大量的水）。在拆模時(shí)就發(fā)現(xiàn)這三車混凝土澆筑的部位的外現(xiàn)明顯不一樣，強(qiáng)度也很低。甲方和監(jiān)理發(fā)現(xiàn)后要求停工。28天后抽芯檢測(cè)這些部位的強(qiáng)度為11MPa、15MPa、14MPa（設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30），其他在二小時(shí)內(nèi)未加水澆筑的部位強(qiáng)度都有35MPa以上（某項(xiàng)目超時(shí)并加水后澆筑的混凝土構(gòu)件如圖1）。后來(lái)不得不進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)處理。

圖1　超時(shí)、加水后澆筑的工程實(shí)體圖

由此可見那些在工地等待很長(zhǎng)時(shí)間未卸料，然后再隨意添加大量清水澆筑的混凝土的強(qiáng)度將大幅度下降，留下嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。

6　總結(jié)

混凝土自加水?dāng)嚢韬蟊阒饾u發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，超時(shí)使用的混凝土一方面隨時(shí)間的延長(zhǎng)坍落度越來(lái)越少不利施工，另一方面強(qiáng)度也逐漸降低。因此應(yīng)在盡量短的時(shí)間內(nèi)澆筑完畢。GB/T 14902《預(yù)拌混凝土》中也規(guī)定：混凝土自入攪拌車內(nèi)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)不超過90分鐘。試驗(yàn)過程和工程實(shí)例都證明了這一點(diǎn)。在不加水的情況下，隨時(shí)間的延長(zhǎng)強(qiáng)度逐漸降低，在3～4小時(shí)內(nèi)降低的幅度不是很大。但是時(shí)間長(zhǎng)了坍損大，不能保證正常的施工。加水后混凝土的強(qiáng)度明顯降低，加水越多強(qiáng)度降低得越多，而且強(qiáng)度的增加幅度也變少。因此在施工過程中出現(xiàn)意外情況時(shí)應(yīng)立即對(duì)已到現(xiàn)場(chǎng)的混凝土進(jìn)行妥善處理，也可與攪拌站協(xié)商就近調(diào)往其他工地使用。如果超過四小時(shí)且坍落度很少無(wú)流動(dòng)性時(shí)嚴(yán)禁往攪拌車內(nèi)加大量的清水強(qiáng)行澆筑，否則將嚴(yán)重影響工程質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全?！?/p>

［1］JGJ 55-2011.普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程［S］.

［2］GB/T 14902-2012.預(yù)拌混凝土［S］.