韓林賢，張振威，張曉霖

（1.淄博市建筑工程質(zhì)量安全環(huán)保監(jiān)督站，山東 淄博 255000；2.山東天方工程檢測(cè)有限公司，山東 淄博 255000；3.山東堂正檢測(cè)有限公司，山東 淄博 255000）

0 引言

近幾年，全國(guó)多個(gè)城市出現(xiàn)了由于混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度嚴(yán)重不足，導(dǎo)致整座建筑物拆除的重大質(zhì)量事故。此類事故造成的損失之巨、影響之廣，應(yīng)該說(shuō)在我國(guó)混凝土工程建設(shè)歷史上是不多見(jiàn)的。此類事故主要發(fā)生在 2018 年以后的建設(shè)工程中，事故發(fā)生后，經(jīng)多方專家最初論證，主要原因多認(rèn)為是由于施工單位野蠻施工（如隨意加水導(dǎo)致混凝土水膠比加大及養(yǎng)護(hù)不到位等）造成的，較少認(rèn)為主要責(zé)任在預(yù)拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)。隨著后續(xù)調(diào)查及反映出的問(wèn)題，結(jié)合筆者近年來(lái)了解的情況分析，揭示了混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度嚴(yán)重不足（這里指的混凝土強(qiáng)度嚴(yán)重不足，是指曝光出來(lái)，混凝土實(shí)體檢測(cè)強(qiáng)度僅占設(shè)計(jì)強(qiáng)度 50 % 甚至更低）的原因。一是，預(yù)拌混凝土生產(chǎn)原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、不穩(wěn)定，且未能做到針對(duì)不同原材料及時(shí)調(diào)整混凝土配合比，造成出廠混凝土不合格；二是施工現(xiàn)場(chǎng)隨意加水、養(yǎng)護(hù)不到位、野蠻施工，使混凝土工程質(zhì)量雪上加霜。

1 預(yù)拌混凝土生產(chǎn)原材料對(duì)混凝土強(qiáng)度影響分析

預(yù)拌混凝土企業(yè)生產(chǎn)配合比，尤其是普通、常用配合比，一般都經(jīng)過(guò)了多次試配驗(yàn)證及工程實(shí)際應(yīng)用，只要混凝土原材料質(zhì)量不出現(xiàn)較大波動(dòng)，一般不會(huì)有較大問(wèn)題。只有當(dāng)混凝土生產(chǎn)原材料出現(xiàn)嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)，而質(zhì)監(jiān)人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，未停用不合格材料或及時(shí)調(diào)整配合比（調(diào)整應(yīng)有依據(jù)），則必然出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象。因此，混凝土生產(chǎn)階段，原材料質(zhì)量是影響混凝土強(qiáng)度的主要因素。

1.1 水泥

不可否認(rèn)水泥是混凝土中最主要的膠凝材料，水泥水化產(chǎn)生強(qiáng)度是混凝土強(qiáng)度的主要來(lái)源。水泥質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響到混凝土強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)。用小粉磨站生產(chǎn)的劣質(zhì)水泥生產(chǎn)混凝土，肯定會(huì)造成質(zhì)量不穩(wěn)定、強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)。

隨著近幾年環(huán)保治理力度加大，小型水泥粉磨企業(yè)大都取締了，只要采用正規(guī)水泥企業(yè) P.O42.5 水泥生產(chǎn)混凝土，即使強(qiáng)度有所波動(dòng)，一般不會(huì)因水泥問(wèn)題造成嚴(yán)重的強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象。

1.2 礦粉

摻用礦粉生產(chǎn)的混凝土，礦粉是除水泥外第二重要的膠凝材料。小型礦粉生產(chǎn)企業(yè)購(gòu)買(mǎi)鋼鐵企業(yè)礦渣，摻加各種摻合料粉磨生產(chǎn)的礦粉，其質(zhì)量的確堪憂，混凝土強(qiáng)度不易保證。

選用大型鋼鐵企業(yè)自備粉磨設(shè)備，且不摻加其他材料粉磨生產(chǎn)的礦粉，一般活性較高、質(zhì)量較穩(wěn)定。

1.3 粉煤灰

優(yōu)質(zhì)的粉煤灰，其活性較高、需水量較小及與減水劑具有良好適應(yīng)性。摻加配制生產(chǎn)混凝土，可改善混凝土的許多性能。如降低水化熱，減少泌水，改善和易性，增強(qiáng)密實(shí)度、耐久性等。使用大型電廠分選的 Ⅱ 級(jí)粉煤灰生產(chǎn)混凝土，可達(dá)到以上效果。

如果使用未經(jīng)分選的等外灰、燒失量大的磨細(xì)灰等低品質(zhì)粉煤灰生產(chǎn)混凝土，因粉煤灰品質(zhì)不好，會(huì)造成混凝土需水量大、減水劑減水率下降、活性強(qiáng)度低等諸多問(wèn)題，最終都會(huì)影響到混凝土強(qiáng)度。

1.4 減水劑

減水劑是混凝土生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍，對(duì)混凝土性能、強(qiáng)度影響最大的一種外加劑。隨著減水劑技術(shù)進(jìn)步，對(duì)混凝土工程質(zhì)量要求提高，作為第一代以木質(zhì)素為代表的普通減水劑，在混凝土生產(chǎn)中已經(jīng)較少使用?，F(xiàn)基本采用第二代的萘系、脂肪族及第三代聚羧酸高性能減水劑。尤其是聚羧酸高性能減水劑，以其與膠凝材料良好的適應(yīng)性能，較高的減水率及生產(chǎn)環(huán)保、市場(chǎng)價(jià)格下降，目前已占據(jù)混凝土市場(chǎng)的絕大多數(shù)份額。但由于骨料（主要是細(xì)骨料）中黏土質(zhì)材料對(duì)聚羧酸減水劑的較強(qiáng)吸附作用，聚羧酸減水劑遇到含泥量較大的砂、石骨料時(shí)，會(huì)造成減水率大幅下降，甚至失去減水作用。如不能做到停用含泥量較大的砂、石或及時(shí)調(diào)整混凝土配合比，則會(huì)造成混凝土強(qiáng)度大幅下降。

在原材料基本穩(wěn)定情況下，使用正規(guī)外加劑生產(chǎn)廠家供應(yīng)的減水劑一般不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

1.5 砂石骨料

砂、石子作為混凝土中的粗細(xì)骨料，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣及穩(wěn)定性直接影響著混凝土強(qiáng)度及諸多性能，尤其是高強(qiáng)度等級(jí)混凝土。由于歷來(lái)我國(guó)對(duì)砂、石料生產(chǎn)企業(yè)缺乏監(jiān)督（主要是出廠產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)監(jiān)管），加之近幾年一刀切式的環(huán)保督查、關(guān)停，造成混凝土生產(chǎn)用砂、石料嚴(yán)重短缺，供不應(yīng)求，導(dǎo)致本來(lái)就缺乏監(jiān)督的砂、石料質(zhì)量更加堪憂。例如石子粒形不好、針片狀顆粒含量偏多；機(jī)制砂含泥量偏大、不穩(wěn)定，摻加含泥量大、顆粒級(jí)配及石粉含量不穩(wěn)定的石屑砂；河砂摻加風(fēng)化砂、麻剛砂或者直接使用風(fēng)化山砂、麻剛砂等，這些不合格骨料都會(huì)嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量。

1.6 確定影響混凝土強(qiáng)度重要且最難控制原材料

通過(guò)分析以上原材料對(duì)混凝土強(qiáng)度影響，雖然任何一種材料質(zhì)量波動(dòng)都會(huì)影響到混凝土質(zhì)量，但相對(duì)來(lái)說(shuō)，針對(duì)水泥、礦粉、粉煤灰、減水劑這幾種材料，只要選擇正規(guī)、規(guī)模較大生產(chǎn)企業(yè)，考察好廠家，使用前做好充分試驗(yàn)，則混凝土生產(chǎn)質(zhì)量基本是可控的。

石子只要考察好生產(chǎn)加工石子的石質(zhì)沒(méi)有問(wèn)題，含泥量、泥塊含量不超標(biāo)，進(jìn)場(chǎng)目測(cè)驗(yàn)收（級(jí)配、石質(zhì)、含泥量、泥塊含量目測(cè)較易分辨），C50 及以上較高強(qiáng)度混凝土選擇粒形、級(jí)配好的石子，其對(duì)混凝土質(zhì)量影響基本可控。

1.6.1 確定砂為目前最需嚴(yán)格管控原材料

現(xiàn)唯有砂是對(duì)混凝土質(zhì)量影響最大、最難控制的一種原材料。在出現(xiàn)可能?chē)?yán)重影響混凝土質(zhì)量的含泥量超標(biāo)時(shí)，不易發(fā)現(xiàn)。由于用量大，進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收中，很難做到車(chē)車(chē)驗(yàn)收及時(shí)發(fā)現(xiàn)（目測(cè)不易分辨，車(chē)車(chē)做試驗(yàn)不現(xiàn)實(shí)）。特別是在環(huán)保督查組檢查期間，機(jī)制砂生產(chǎn)企業(yè)擔(dān)心環(huán)保檢查不達(dá)標(biāo)，盡量壓低產(chǎn)量或者干脆停產(chǎn)，造成市場(chǎng)供應(yīng)嚴(yán)重短缺?；炷辽a(chǎn)企業(yè)不能保證使用固定料源、質(zhì)量穩(wěn)定的砂，如做不到對(duì)混凝土配合比及時(shí)調(diào)整，就會(huì)造成混凝土質(zhì)量大幅波動(dòng)。

下面通過(guò)幾種人工砂對(duì)混凝土強(qiáng)度影響試驗(yàn)分析，進(jìn)一步說(shuō)明砂是目前混凝土生產(chǎn)需要重點(diǎn)控制的一種原材料。

1.6.2 幾種人工砂對(duì)混凝土強(qiáng)度影響試驗(yàn)分析

采用 3 種不同石粉含量、亞甲藍(lán)值人工砂進(jìn)行 C30 混凝土試配試驗(yàn)，配合比及試配結(jié)果如表 1、表 2 所示。

通過(guò)以上試驗(yàn)結(jié)果分析，采用人工砂①、②試配，雖然兩種砂石粉含量相差 3.2 %，但亞甲藍(lán)值接近，在適當(dāng)調(diào)整砂率情況下，泵送性能、強(qiáng)度均滿足要求；采用人工砂①比采用人工砂②，雖然用水量每 m3多 5 kg，但由于石粉含量比人工砂②稍高，混凝土勻質(zhì)性更好、密實(shí)度增強(qiáng)，強(qiáng)度反而稍高。

人工砂③與人工砂①石粉含量接近，但亞甲藍(lán)值相差較大，人工砂③以泥粉為主。因此，采用人工砂③拌制混凝土，在減水劑用量不增加情況下，要達(dá)到泵送混凝土性能要求，每 m3混凝土比采用人工砂①用水量增加 48 kg，28 d 強(qiáng)度低 16.6 MPa；同樣采用人工砂③，每 m3混凝土減水劑增加 3.5 kg，則混凝土泵送性能及強(qiáng)度基本能滿足要求。

因此，當(dāng)砂出現(xiàn)不符合標(biāo)準(zhǔn)及配合比設(shè)計(jì)要求（嚴(yán)重不符合標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)予退場(chǎng)及停用），如能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并調(diào)整配合比，則不會(huì)出現(xiàn)較大質(zhì)量問(wèn)題。但當(dāng)混凝土生產(chǎn)量較大，砂連續(xù)進(jìn)場(chǎng)、用量較多時(shí)，含泥量超標(biāo)不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。如攪拌站操作員經(jīng)驗(yàn)豐富、責(zé)任心強(qiáng)，在混凝土生產(chǎn)用水量發(fā)生較大變化時(shí)能及時(shí)反應(yīng)給技術(shù)人員，由技術(shù)人員采取相應(yīng)處理措施，則可避免混凝土出現(xiàn)較大質(zhì)量問(wèn)題。但如果攪拌站操作人員缺乏經(jīng)驗(yàn)及不負(fù)責(zé)任，在攪拌生產(chǎn)混凝土出機(jī)變稠時(shí)，隨意調(diào)整（超出正常范圍應(yīng)予及時(shí)匯報(bào)）砂含水率、增加生產(chǎn)水用量，致混凝土生產(chǎn)水膠比過(guò)大，從而造成混凝土強(qiáng)度大幅下降。

2 施工過(guò)程對(duì)混凝土質(zhì)量影響分析

預(yù)拌混凝土只是半成品，預(yù)拌混凝土到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，從拌合物到澆筑成型混凝土結(jié)構(gòu)，其后續(xù)質(zhì)量控制完全掌握在施工人員手中。

2.1 澆筑振搗階段

混凝土澆筑過(guò)程中，施工人員隨意往混凝土中加水現(xiàn)象，是施工階段對(duì)混凝土強(qiáng)度影響最大的一個(gè)因素，造成施工人員加水的原因主要有 3 個(gè)方面。

1）攪拌站生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)焦さ氐幕炷梁鸵仔圆缓茫灰妆盟汀?/p>

試驗(yàn)編號(hào) 水泥 礦粉 粉煤灰 人工砂 碎石 水 聚羧酸減水劑P·O42.5 S95 級(jí) Ⅱ 級(jí) ① ② ③ 5～25 mm 1 220 85 75 865 940 187 7.0 2 220 85 75 910 900 182 7.0 3 220 85 75 843 915 235 7.0 4 220 85 75 860 940 190 10.5

試驗(yàn)編號(hào) 坍落度/mm 擴(kuò)展度/mm 混凝土拌合物狀態(tài)描述 7 d 強(qiáng)度/MPa 28 d 強(qiáng)度/MPa 1 215 610 黏聚性、保水性、流動(dòng)性均好 28.3 41.7 2 200 575 黏聚性、保水性一般，流動(dòng)性好 25.9 39.2 3 205 430 無(wú)黏性、無(wú)流動(dòng)性，保水性良好 16.5 25.1 4 210 590 黏聚性、流動(dòng)性良好，保水性稍差 25.0 37.3

2）攪拌站生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)焦さ氐幕炷梁鸵仔粤己?、易泵送，但由于施工方面原因造成混凝土罐?chē)在工地停滯時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，混凝土流動(dòng)性下降。

3）攪拌站生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)焦さ氐幕炷梁鸵仔粤己?、易泵送，但施工人員為振搗、抹面省力，追求大流動(dòng)性混凝土，習(xí)慣性隨意加水。

以上 3 種情況加水，都導(dǎo)致混凝土水膠比加大，直接造成混凝土強(qiáng)度下降。因加水導(dǎo)致混凝土離析，還將造成混凝土質(zhì)量不均勻、不密實(shí)等質(zhì)量問(wèn)題。

振搗過(guò)程存在的問(wèn)題主要是過(guò)振與漏振。過(guò)振會(huì)造成混凝土分層離析，而漏振造成混凝土不密實(shí)，這兩點(diǎn)都會(huì)造成混凝土質(zhì)量不均勻，對(duì)混凝土強(qiáng)度也會(huì)造成一定影響。

2.2 養(yǎng)護(hù)階段

不養(yǎng)護(hù)、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、不充分是目前施工階段普遍存在的問(wèn)題。

不養(yǎng)護(hù)、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、不充分是造成混凝土早期裂縫的主要原因。養(yǎng)護(hù)不到位對(duì)混凝土表面強(qiáng)度影響較大，對(duì)混凝土內(nèi)部強(qiáng)度影響不大，這也是為什么采用回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度（表面強(qiáng)度），與鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度（內(nèi)部強(qiáng)度）差距較大的一個(gè)原因［1］。

3 綜合分析與預(yù)防措施

通過(guò)揭示混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度嚴(yán)重不足的各種原因分析及試驗(yàn)研究，得出以下結(jié)論，并根據(jù)影響混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度嚴(yán)重不足的幾個(gè)主要原因制定相應(yīng)防范措施。

3.1 加強(qiáng)混凝土生產(chǎn)用砂質(zhì)量驗(yàn)收與控制

雖然混凝土生產(chǎn)主要原材料，如水泥、礦粉、粉煤灰、減水劑質(zhì)量波動(dòng)都可直接影響混凝土強(qiáng)度，但這幾種材料只要選擇正規(guī)廠家，使用前做好充分配合比試驗(yàn)，嚴(yán)格進(jìn)場(chǎng)批量檢驗(yàn)，尤其是常年正常使用廠家生產(chǎn)供應(yīng)的產(chǎn)品，一般不會(huì)造成大量及嚴(yán)重混凝土強(qiáng)度不合格現(xiàn)象。用量較大的粗骨料石子，只要考察好產(chǎn)地石質(zhì)及產(chǎn)品顆粒級(jí)配、含泥量、泥塊含量、針片狀含量幾項(xiàng)主要指標(biāo)，進(jìn)場(chǎng)目測(cè)檢查（目測(cè)檢查較易分辨）及按批量抽檢，基本不會(huì)出現(xiàn)大的質(zhì)量問(wèn)題。

原材料最不易控制的是細(xì)骨料砂子，一是因?yàn)槭褂昧看?，二是因?yàn)槌霈F(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，尤其是砂含泥量過(guò)大時(shí)，目測(cè)不易分辨，導(dǎo)致減水劑減水率下降、甚至失效?；炷辽a(chǎn)時(shí)用水量加大，如攪拌站操作員經(jīng)驗(yàn)不足或不負(fù)責(zé)任，不及時(shí)匯報(bào)技術(shù)人員查找原因，而盲目增加生產(chǎn)用水量，使混凝土水膠比過(guò)大，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度嚴(yán)重下降。

針對(duì)這種情況，混凝土生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)人首先要有高度的社會(huì)責(zé)任感，任何情況下都要守住底線，對(duì)存在嚴(yán)重不符合質(zhì)量要求，不穩(wěn)定的原材料堅(jiān)決不予進(jìn)場(chǎng)。另外加強(qiáng)進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收監(jiān)督，做到能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提出處理意見(jiàn)。

3.2 加強(qiáng)砂石料生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量監(jiān)管

呼吁政府有關(guān)部門(mén)，在環(huán)保治理檢查時(shí)，要兼顧工程建設(shè)對(duì)砂、石材料需求，在取締不符合環(huán)保及礦產(chǎn)資源開(kāi)采的小型砂、石料生產(chǎn)企業(yè)同時(shí)，鼓勵(lì)、扶持正規(guī)砂、石料生產(chǎn)企業(yè)做大做強(qiáng)。企業(yè)做大做強(qiáng)后，一是環(huán)保基礎(chǔ)設(shè)施達(dá)標(biāo)；二是便于有關(guān)部門(mén)形成對(duì)砂、石料產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)管，從源頭上做到不符合要求的砂、石料不予出場(chǎng)。真正做到砂、石料產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，改變我國(guó)多年來(lái)砂、石料粗獷式生產(chǎn)，質(zhì)量無(wú)部門(mén)監(jiān)管，只靠預(yù)拌混凝土企業(yè)進(jìn)場(chǎng)把關(guān)的被動(dòng)局面。

3.3 加強(qiáng)混凝土施工階段監(jiān)管

一是針對(duì)進(jìn)場(chǎng)不符合施工澆筑要求的混凝土予以退回；二是提前做好施工澆筑方案，在現(xiàn)場(chǎng)具備澆筑條件情況下通知供應(yīng)混凝土，合理、有序組織施工澆筑，混凝土現(xiàn)場(chǎng)停留時(shí)間符合相應(yīng)要求，確保不因停滯時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，混凝土流動(dòng)度下降，導(dǎo)致加水影響混凝土質(zhì)量；三是混凝土到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)滿足正常泵送、澆筑施工情況下，嚴(yán)禁施工人員隨意加水，造成混凝土水膠比加大，降低混凝土強(qiáng)度；四是保證混凝土澆筑后的及時(shí)、充分保濕、保溫（冬季）養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、質(zhì)量控制主要從兩個(gè)方面控制。一是預(yù)拌混凝土生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制；二是混凝土施工澆筑過(guò)程控制。現(xiàn)階段預(yù)拌混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制重點(diǎn)是原材料控制，關(guān)鍵是砂子的質(zhì)量控制。除了依靠預(yù)拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收，及時(shí)準(zhǔn)確、合理調(diào)整混凝土配合比外，還要加強(qiáng)對(duì)人工機(jī)制砂生產(chǎn)企業(yè)的源頭質(zhì)量控制。混凝土到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，及時(shí)組織施工澆筑，杜絕隨意加水，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等是施工澆筑環(huán)節(jié)控制的重點(diǎn)。Q