黃振興

（溫州華邦混凝土有限公司，高工）

隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，高性能、高耐久性、綠色混凝土得到大量應(yīng)用；而要配制高性能、高耐久性、綠色混凝土必須使用大摻量礦物摻合料，如粉煤灰、磨細(xì)礦粉和硅灰等，其中又以粉煤灰、磨細(xì)礦粉最為常用。礦物摻合料首先因?yàn)楸人噙€細(xì)，填充了水泥漿中的孔隙，起到了集料填充效應(yīng)，使混凝土更加密實(shí)；其次，礦物摻合料中的主要成分（二氧化硅）通過與水泥一次水化后產(chǎn)生的氫氧化鈣發(fā)生二次、三次水化生成硅酸鹽凝膠，有微膨脹效應(yīng)，有效f 封閉了混凝土中有害的孔隙,提高了混凝土抗?jié)B性、密實(shí)性，提高了混凝土抗有害離子侵入的性能，從而提高了混凝土耐久性，使混凝土具有了高強(qiáng)、高性能。而且，由于消耗了大量工業(yè)廢渣，起到了節(jié)能、環(huán)保的效果，使混凝土的生產(chǎn)走上綠色、環(huán)保之路。

然而，一個(gè)問題隨之出現(xiàn)了?，F(xiàn)行回彈規(guī)范測(cè)定碳化深度，主要方法是：在混凝土表面的測(cè)區(qū)采用適當(dāng)工具形成直徑 15mm 的孔洞，其深度應(yīng)大于混凝土碳化深度，清除孔洞中粉末和碎屑（不得用水沖洗），同時(shí)采用濃度為 1% 的酚酞酒精溶液滴在孔洞邊緣處，再用測(cè)深工具測(cè)已碳化與未碳化交界面（變紅色與未變紅色的交界面）到混凝土表面的垂直距離，測(cè)量不少于三次，取其平均值?，F(xiàn)行規(guī)范測(cè)定混凝土碳化深度的方法，利用的原理是：混凝土中的水泥水化時(shí)，除生成硅酸鹽、鋁酸鹽、鐵鋁酸鹽等膠結(jié)材料外，還生成氫氧化鈣；混凝土表面在與空氣接觸后，空氣中二氧化碳會(huì)通過混凝土表面孔隙滲入混凝土中與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣，這就是所謂的 “碳化”。氫氧化鈣是堿性的，遇酚酞會(huì)變紅；而碳酸鈣是中性的，與酚酞不變色。在混凝土表面的測(cè)區(qū)鑿出孔洞，滴入酚酞后，就可根據(jù)混凝土變色情況測(cè)出碳化深度。

這在使用水泥一種膠凝材料時(shí)，現(xiàn)行回彈規(guī)范是沒有問題的，沒有任何干擾因素。但是在使用大摻量礦物摻合料混凝土中，膠凝材料就不是水泥一種，還有粉煤灰、磨細(xì)礦粉、硅灰等其它膠凝材料，這些礦物摻合料的共同特點(diǎn)是，它們會(huì)在二次、三次水化時(shí)，消耗掉混凝土中絕大部分氫氧化鈣。由于礦物摻合料消耗掉了水泥水化的大量的氫氧化鈣，就造成碳化深度測(cè)不準(zhǔn)；或由于混凝土中氫氧化鈣被消耗殆盡，混凝土滴酚酞后根本不變色，造成混凝土已完全碳化的假象。尤其在混凝土表面，由于施工單位澆筑柱和剪力墻混凝土?xí)r一般都會(huì)出現(xiàn)過振，造成混凝土表面浮漿過多，而混凝土中礦粉和粉煤灰在浮漿由于比較輕會(huì)遷移的比較快，而造成混凝土表面浮漿中礦粉、粉煤灰這些摻合料比其它地方多。這樣在這些區(qū)域氫氧化鈣就被礦物摻合料幾乎全部消耗掉，測(cè)碳化的孔洞中滴酚酞后根本不變色，造成混凝土已完全碳化的假象。

1 工程實(shí)例一

1.1 混凝土回彈強(qiáng)度

某在建工程，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度 C30，齡期 50～60天，施工單位請(qǐng)當(dāng)?shù)刭|(zhì)監(jiān)部門用回彈法做結(jié)構(gòu)驗(yàn)收，混凝土為泵送混凝土。

1.1.1 測(cè)區(qū)平均回彈值

從測(cè)區(qū)的 16 個(gè)回彈值中剔除 3 個(gè)最大值和三個(gè)最小值，余下的 10 個(gè)回彈值求平均值。

1.1.2 測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值

測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值見表1，泵送混凝土混凝土強(qiáng)度換算值的修正值見表2，均摘自 JGJ/T 23—2001《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)范》。

表1 測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值 MPa

表2 泵送混凝土混凝土強(qiáng)度換算值的修正值

1.1.3 測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度推定值的計(jì)算

測(cè)區(qū)平均回彈值＝測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值＋泵送混凝土測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值的修正值

1.1.4 測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度回彈結(jié)果

當(dāng)?shù)刭|(zhì)檢部門，在用回彈法做混凝土結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)碳化深度都異常大，均在 4mm 左右，有的混凝土鑿開滴酚酞后甚至根本不變紅，由于混凝土不可能完全碳化，該質(zhì)檢部門也按 4mm 計(jì)算了。當(dāng)時(shí)該質(zhì)檢部門的檢測(cè)人員也對(duì)齡期僅 50～60 天的混凝土，碳化竟如此深感到不可思議，但由于沒有找到原因，也沒有可依據(jù)的規(guī)范，得按實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算回彈結(jié)果，見表3。

通過表3 可知，該質(zhì)檢部門判斷該在建工程該批混凝土不合格。施工單位只得委托上一級(jí)質(zhì)檢部門做鉆芯取樣，實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度。

1.2 混凝土鉆芯取樣強(qiáng)度

施工單位為了對(duì)建筑物準(zhǔn)確做結(jié)構(gòu)驗(yàn)收，只得在做回彈的每個(gè)測(cè)區(qū)均委托了上一級(jí)質(zhì)檢部門做鉆芯取樣，實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度。結(jié)果見表4。

1.3 回彈法測(cè)得的混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)嚴(yán)重偏差

通過與鉆芯取樣獲得的混凝土實(shí)際強(qiáng)度對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)回彈法測(cè)得的混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)嚴(yán)重偏差和失真。（見表5 鉆芯取樣強(qiáng)度與回彈推定值對(duì)比）

其它 12 棟 1～8 層所有構(gòu)件的強(qiáng)度情況與上述這棟樓情況一樣，現(xiàn)行回彈法測(cè)得的混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)嚴(yán)重偏差和失真。由于數(shù)據(jù)雷同且繁多，故不一一列舉。

由此可見，現(xiàn)行回彈規(guī)范在檢測(cè)該建筑群混凝土實(shí)體強(qiáng)度時(shí)，出現(xiàn)了嚴(yán)重偏差。那么問題出在哪里呢？

2 回彈法測(cè)得的混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)嚴(yán)重偏差和失真的原因分析

2.1 回彈法測(cè)得的混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)嚴(yán)重偏差和失真的原因

筆者在仔細(xì)分析后，首先發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象，如果碳化深度為 0.5mm，那么回彈強(qiáng)度推定值就與鉆芯取樣獲得的混凝土強(qiáng)度實(shí)際值非常接近。（表6 碳化深度為 0.5mm 時(shí)鉆芯取樣強(qiáng)度與回彈推定值對(duì)比）

由此可見，現(xiàn)行回彈規(guī)范在檢測(cè)該建筑群混凝土實(shí)體強(qiáng)度時(shí)，出現(xiàn)了嚴(yán)重偏差的原因主要是碳化深度的測(cè)定出現(xiàn)了嚴(yán)重偏差和失真。

那么為什么在碳化深度測(cè)定時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重偏差和失真呢？

2.2 碳化深度測(cè)定時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重偏差和失真的原因

筆者通過了解該 C30 混凝土配合比（見表7）認(rèn)為主要原因如下：

從混凝土配合比分析，水泥使用的是冀東 P·O42.5水泥（28 天強(qiáng)度達(dá)到 51MPa）、粉煤灰為優(yōu)質(zhì)Ⅱ級(jí)粉煤灰（細(xì)度僅 12%），礦粉是合格的 S95 級(jí)礦粉（7 天活性指數(shù)達(dá)到 82%，28 天活性指數(shù)達(dá)到 101%），砂為Ⅱ區(qū)中砂，石子為 5～25mm 連續(xù)粒徑；外加劑用的是減水率高達(dá) 25% 的聚羧酸；取代前水泥用量為 363㎏，取代前水灰比 0.5；膠材用量 380㎏，水膠比 0.47；7 天強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 85%、為 25.5MPa，28 天強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 132%、為 39.6MPa；完全符合相關(guān)國(guó)家規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。該配合比很好f 應(yīng)用了目前混凝土配合比設(shè)計(jì)的先進(jìn)理念，使用了大摻量的礦物摻合料，不僅大大提高了混凝土耐久性，充分滿足了強(qiáng)度要求，而且還符合節(jié)能、環(huán)保的先進(jìn)理念，消耗了大量工業(yè)廢料。

表3 回彈法測(cè)得的混凝土強(qiáng)度 MPa

表4 鉆芯取樣強(qiáng)度 MPa

表5 鉆芯取樣強(qiáng)度與回彈推定值對(duì)比 MPa

表6 碳化深度為 0.5mm 時(shí) 鉆芯取樣強(qiáng)度與回彈推定值對(duì)比 MPa

表7 C30 混凝土配合比

該混凝土在水化時(shí)水泥會(huì)率先水化，這一過程也被業(yè)界稱作 “一次水化”，生成硅酸鹽、鋁酸鹽、鐵鋁酸鹽等膠結(jié)材料外，還生成氫氧化鈣；隨后礦粉會(huì)和水泥水化后生成的氫氧化鈣反應(yīng)生成硅酸鹽凝膠，這被業(yè)界稱作 “二次水化”；最后，粉煤灰才會(huì)和混凝土中剩余的氫氧化鈣反應(yīng)生成硅酸鹽、鋁酸鹽凝膠，這被業(yè)界稱作 “三次水化”。粉煤灰之所以水化晚于礦粉，是由于礦粉是物理破碎，細(xì)度較細(xì)，表面能及時(shí)充分地與氫氧化鈣接觸、反應(yīng)；而粉煤灰由于是電廠靜電除塵所得的原狀灰，顆粒為玻璃球狀體，表面非常致密，故它與氫氧化鈣充分反應(yīng)前，先有個(gè)氫氧化鈣腐蝕玻璃球狀體表面的破壁過程，然后玻璃球狀體中的二氧化硅、三氧化二鋁再與氫氧化鈣反應(yīng)，所以反應(yīng)要慢于礦粉。

從上述大摻量礦物摻合料混凝土水化反應(yīng)機(jī)理可以看出，礦粉、粉煤灰在二次水化及三次水化過程中，消耗了大量水泥一次水化時(shí)生成的氫氧化鈣及原材料帶入的氫氧化鈣。而且，在墻、柱等結(jié)構(gòu)施工時(shí)，由于鋼筋比較密集，施工人員為了將混凝土振搗密實(shí)，往往振搗時(shí)間過長(zhǎng)，甚至過振，在這一過程中，由于礦粉、粉煤灰比較輕，它們會(huì)隨著振搗過程遷移到墻、柱等結(jié)構(gòu)表面，使混凝土表面 1cm 左右相對(duì)其它部分礦物摻合料較多，這就導(dǎo)致了混凝土表面 1cm 左右的混凝土中氫氧化鈣消耗比混凝土其它部分更大，甚至消耗殆盡。

這樣，最終導(dǎo)致了現(xiàn)行回彈規(guī)范測(cè)定碳化深度時(shí)產(chǎn)生巨大偏差，甚至混凝土?xí)霈F(xiàn)在鑿出的測(cè)洞中滴入酚酞試劑后，混凝土不變色的現(xiàn)象，給人以混凝土碳化已經(jīng)非常深的假象（實(shí)際上是表層混凝土中氫氧化鈣被礦粉、粉煤灰消耗殆盡；而不是氫氧化鈣與空氣中二氧化碳進(jìn)行了碳化反應(yīng)）。

3 工程實(shí)例二

某工地驗(yàn)收時(shí)，某些品德低下的質(zhì)檢人員，起初故意把碳化深度測(cè)得很大，一個(gè)多月的混凝土實(shí)體，他們測(cè)出來(lái)的碳化深度居然達(dá)到 5mm 以上。導(dǎo)致 C30 混凝土回彈值達(dá)到 35～36MPa 時(shí)，推算的強(qiáng)度都不合格。經(jīng)過潛規(guī)則后，第二次復(fù)測(cè)時(shí)把碳化深度改成 2mm，就全部合格了。

有些質(zhì)檢人員根本不知道什么是碳化，全然不顧碳化是空氣中稀薄的二氧化碳（空氣中二氧化碳含量0.03%），并且要通過混凝土表面的空隙滲透進(jìn)去，與水泥水化后形成的氫氧化鈣起化學(xué)反應(yīng)后才能完成碳化；全然不顧碳化是一個(gè)極其緩慢的過程；也全然不顧摻加摻合料的混凝土表面有可能因?yàn)閾胶狭显谶@個(gè)區(qū)域較多，消耗掉了混凝土氫氧化鈣，有可能測(cè)不到氫氧化鈣，而誤判為全部碳化的事實(shí)。實(shí)際上，碳化是一個(gè)非常緩慢的化學(xué)反應(yīng)過程，一般 2 個(gè)月左右，結(jié)構(gòu)驗(yàn)收時(shí)，混凝土的碳化深度不會(huì)超過 0.5mm。

道德品質(zhì)低下的一些質(zhì)監(jiān)部門人員不學(xué)無(wú)術(shù)，不去不斷提高自己的專業(yè)技能；反而充分利用了規(guī)范，把碳化深度作為了折騰混凝土從業(yè)人員的利器，作為獲取黑色收入的卑鄙手段。

4 對(duì)如何解決用回彈法結(jié)構(gòu)驗(yàn)收時(shí)混凝土從業(yè)人員遭到不公平待遇的解決思路

首先，加強(qiáng)各地質(zhì)監(jiān)部門質(zhì)檢人員專業(yè)學(xué)習(xí)，提高他們的專業(yè)水平，使其在檢測(cè)時(shí)能準(zhǔn)確無(wú)誤；同時(shí)，加強(qiáng)這些人員的職業(yè)道德教育，杜絕違法行為；另外，執(zhí)法部門接到舉報(bào)，要及時(shí)介入，嚴(yán)格執(zhí)法，嚴(yán)處這類違法行為。其次，綜上所述，由于大摻量礦物摻合料混凝土水化時(shí)的特殊性，如果采用現(xiàn)行規(guī)范《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》來(lái)測(cè)碳化深度，并且使用附錄B《測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算表》來(lái)推定混凝土強(qiáng)度，碳化深度測(cè)定時(shí)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重偏差和失真，最終導(dǎo)致回彈法測(cè)得的混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)嚴(yán)重偏差和失真。規(guī)范要根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)修訂。