影響預(yù)拌混凝土強度問題的分析
2006-08-17 00:00
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關(guān)鍵詞：預(yù)拌混凝土；配合比：計量：外加劑：混凝土強度；標(biāo)準差
0 前言
預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)以專業(yè)化、工廠化集中拌制，社會化、商品化供應(yīng)方式為主要特征，它的出現(xiàn)是混凝土生產(chǎn)方式的重大變革。與現(xiàn)場攪拌混凝土（下稱“現(xiàn)拌混凝土”）相比，具有工藝設(shè)備先進、生產(chǎn)效率高、混凝土供應(yīng)量大、工期縮短、減少環(huán)境污染及噪聲低、原材料耗量低、混凝土拌合物質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。因此，預(yù)拌混凝土的應(yīng)用數(shù)量和比重的多少，標(biāo)志著一個國家混凝土生產(chǎn)水平的高低。我國20世紀80年代初，開始使用預(yù)拌混凝土，并在國家產(chǎn)業(yè)政策的推動下，預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)和使用有了長足的發(fā)展。2003年直轄市、省會大城市及部分大中城市，限制使用“現(xiàn)拌混凝土”，推動了預(yù)拌混凝土生產(chǎn)的快速發(fā)展。
但是，由于裝備水平、技術(shù)力量和施工管理水平較低等因素制約，預(yù)拌混凝土在實際工程應(yīng)用中，存在一些強度問題及由此引發(fā)的技術(shù)爭議問題，不僅影響工程質(zhì)量，而且一定程度上制約了預(yù)拌混凝土行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)就此展開論述。
1 生產(chǎn)過程中影響混凝土強度的主要因素
在近年來，筆者在工程監(jiān)督實踐中，發(fā)現(xiàn)預(yù)拌混凝土出現(xiàn)強度問題的幾率較“現(xiàn)拌混凝土”高，為此，馬鞍山市對預(yù)拌混凝土企業(yè)進行定期或隨機性檢查，在預(yù)拌混凝土強度問題分析處理和質(zhì)量檢查中，發(fā)現(xiàn)預(yù)拌混凝土在生產(chǎn)、管理等方面存在諸多問題，這些問題帶有一定的普遍性，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1．1 配合比設(shè)計
依據(jù)設(shè)計要求的混凝土強度等級，正確確定配制強度是保證混凝土質(zhì)量的前提和重要手段。我國《普通混凝土配合比設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（JGJ／T55—96）和《混凝土強度檢驗評定標(biāo)準》（GBJ107—87）規(guī)定，施工配制的混凝土強度要有95%的保證率。大量實踐表明，批量生產(chǎn)混凝土的強度可以按正態(tài)分布來描述，95%的保證率與混凝土強度標(biāo)準值加1．645倍的標(biāo)準差or相對應(yīng)，即混凝土的配制強度可按下式確定：
 式中：
 －混凝土的施工配制強度（N／mm2） －設(shè)計強度等級對應(yīng)的混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準值（N／mm 2） σ —施工單位混凝土強度統(tǒng)計或國家標(biāo)準給定的混凝土強度標(biāo)準差（N／mm2）
預(yù)拌混凝土在攪拌站和使用現(xiàn)場分別留置立方體強度試件，以施工現(xiàn)場取樣試件的檢驗結(jié)果作為混凝土強度檢驗評定依據(jù)。首先，由于未考慮混凝土運輸、泵送及現(xiàn)場使用條件的差異與變化。站內(nèi)試件強度往往高于現(xiàn)場的試件強度；其次，一般情況下，攪拌站按站內(nèi)留置的試件強度統(tǒng)計來確定標(biāo)準差，σ值的選用也未考慮上述因素；三是站內(nèi)試件強度試驗數(shù)據(jù)和強度統(tǒng)計不準確，如某康復(fù)醫(yī)院工程一層框架柱C40混凝土，攪拌站留置的3組試件強度均在45MPa以上，而現(xiàn)場5組試件，強度最大一組僅為36．8MPa，查閱該站強度統(tǒng)計，其每月混凝土強度統(tǒng)計的標(biāo)準差最大值僅為0．36MPa，遠遠高于國家質(zhì)量控制優(yōu)良標(biāo)準，顯然存在弄虛作假現(xiàn)象。因此，不難看出攪拌站混凝土配置強度存在偏低的現(xiàn)象。檢查中還發(fā)現(xiàn)有的攪拌站，一味追求商業(yè)利潤，采用低配比，造成混凝土配制強度過低，影響工程質(zhì)量。
另外，預(yù)拌混凝土攪拌站作為專業(yè)生產(chǎn)混凝土的單位。積累一些適應(yīng)不同情況和不同需要的成熟的配合比設(shè)計，這些配比設(shè)計能滿足一般使用需要。但有些站僅按混凝土強度等級套用相應(yīng)成熟的配比設(shè)計，而不考慮工程的具體要求、施工季節(jié)、運輸路程的長短、泵送高度以及原材料的變化等因素，使配比設(shè)計失去針對性，這也是造成強度偏低的原因之一。
1．2 執(zhí)行配合比不準確
配合比確定后，如何按配合比規(guī)定的組分材料拌制，是保證混凝土質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。工程實踐中，我們發(fā)現(xiàn)，大部分攪拌站的計量控制系統(tǒng)有問題，計量不準，即不嚴格按規(guī)定配合比拌制混凝土，這必定對混凝土的水厭比有影響，尤其是水泥、水及外加劑的計量精確性。眾所周知，在相同材料和工藝條件下，混凝土強度主要取決于水灰比，即水灰比定律。但一些技術(shù)人員和操作人員卻對此缺乏應(yīng)有的認識。殊不知，在水灰比合理的取值范圍內(nèi)，水灰比每增加0．05，混凝土強度則降低10MPa。
計量不準主要反映在以下幾方面；① 有的攪拌站，其計量設(shè)備不按規(guī)定標(biāo)定，生產(chǎn)過程中不定期效驗．造成計量不準確。尤其是水、水泥、外加劑和摻和料的不準確，對混凝土的強度影響較大；②在現(xiàn)場泵送時，為便于施工隨意加水，人為改變混凝土的配比；③不按站內(nèi)實際情況及時調(diào)整配比。雨雪天氣條件下，粗細骨料含水率變化很大，需要隨時調(diào)整骨料用量和水量，而有些攪拌站對骨料含水率的測定不及時．或不測定而用估算值，這些都會造成執(zhí)行配比不準的現(xiàn)象。如檢查中發(fā)現(xiàn)某攪拌站雨天生產(chǎn)，砂石含水率分別按3%和l%來調(diào)整配比，而測定砂石的實際含水率分別為7．9%和4%，1m3混凝土拌合物多加水30．4kg，水灰比增大0．09。
1．3 原材料管理不善
原材料的品質(zhì)對混凝土的質(zhì)量有較大的影響。在檢查中發(fā)現(xiàn)大部分攪拌站精細料存放與管理、集料的堆放混亂，精細料不按不同生產(chǎn)廠家、品種分別存放，無密封、干燥和防雨防潮等措施；不同品質(zhì)的集料及粗細集料混堆混放；粗、細集料倉長期不清底，這些現(xiàn)象都對混凝土強度產(chǎn)生一定的影響。
1．4外加劑使用中存在的問題
外加劑是改善混凝土品質(zhì)的重要組分，對混凝土的性能有極大的影響。但目前市場上，外加劑品種很多。本身其質(zhì)量和性能差異很大，并且混凝土的性能對外加劑摻人量非常敏感，量小起不到應(yīng)有的作用。量大反而有害。要求計量非常精確。檢查中卻發(fā)現(xiàn)摻加量失控，一些攪拌站未設(shè)置外加劑儲料斗，沒有專門的計量裝置，而采用勺、碗等器皿近似估量。
1．5長距離運輸管理的問題
《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準》（GB50164－92）規(guī)定：混凝土攪拌機出料后到澆筑完畢持續(xù)的時間，若采用攪拌車運輸，氣溫≤25℃ ?；炷翉姸鹊燃墶蹸30時為120min，C30以上時為90min；氣溫>25℃ ，混凝土強度等級≤C30時為90min。C30以上時為60min。運輸車輛因受城市交通管理的限制，使混凝土從攪拌機出料后到澆筑時間往往超過上述規(guī)定，長距離運送時更容易出現(xiàn)這樣問題，而現(xiàn)場管理人員叉不易發(fā)現(xiàn)。很容易造成工程質(zhì)量事故。
2 影響混凝土強度非生產(chǎn)性因素
2．1 現(xiàn)場試件制作和養(yǎng)護不規(guī)范
《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法》（GBJ81—85）對混凝土強度檢驗評定的試件制作和養(yǎng)護有著嚴格的統(tǒng)一標(biāo)準和要求，但嚴格按標(biāo)準要求執(zhí)行的不多。首先是試件的取樣不規(guī)范，對預(yù)拌混凝土，應(yīng)從攪拌車卸料的1／4—1／3之間取樣，每次取樣量不少于0．02m3，實際上，多數(shù)使用單位，開始卸料時就取樣，且取樣的數(shù)量不足，造成缺乏代表性。其次是不嚴格按標(biāo)準制作。三是養(yǎng)護條件達不到標(biāo)準的要求，絕大多數(shù)施工現(xiàn)場未設(shè)置標(biāo)準養(yǎng)護室，試件成型到拆模期間，養(yǎng)護溫濕度達不到標(biāo)準的要求，影響試件的強度。四是試件拆模后不能及時送至標(biāo)準養(yǎng)護室養(yǎng)護，一般是現(xiàn)場常溫水中或室內(nèi)存放3d～4d。
2．2混凝土強度檢驗評定上的誤區(qū)
混凝土系不均質(zhì)材料，在一定批量生產(chǎn)條件下，其強度統(tǒng)計分布服從正態(tài)分布規(guī)律，據(jù)此GBJ107—87依據(jù)混凝土生產(chǎn)工藝條件和批量大小，給出三種評定方法，這三種方法都允許混凝土試件強度小于規(guī)定強度標(biāo)準值。而實際丁程中，多數(shù)使用單位不按標(biāo)準的評定方法判定混凝土強度的合格與否，只要強度值小于其標(biāo)準值就認為混凝土強度不合格，這顯然是錯誤的。若要求試件強度值都大于其強度標(biāo)準值，就必然要求攪拌站預(yù)留更大的強度富余值，從而造成不必要的浪費，而且對混凝土開裂和耐久性留下潛在的危害。
2．3 非破損或局部破損檢測預(yù)拌混凝土強度的局限性
當(dāng)試件強度不滿足要求或?qū)炷翉姸扔袘岩蓵r，采用非破損或局部破損的方法，對實體構(gòu)件的強度進行檢測。常用的方法有回彈檢驗法和鉆芯取樣檢驗法，國家也制定了相應(yīng)的檢測標(biāo)準。但是這兩種方法主要是建立在現(xiàn)拌混凝土試驗基礎(chǔ)上的，所測得強度值較實際強度值低，尤其是泵送混凝土，強度值降低的幅度更大。據(jù)有關(guān)資料介紹，回彈法檢測預(yù)拌混凝土的強度時，其測試結(jié)果較標(biāo)準成型和標(biāo)準養(yǎng)護試件強度約低20%～ 30%；《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》（CECS03：88）條文說明指出：“據(jù)國外的一些試驗結(jié)果，由于受到施工、養(yǎng)護條件的影響，結(jié)構(gòu)混凝土的強度。一般為標(biāo)準強度的75% ～80%，國際標(biāo)準草案為70%～85%。據(jù)中國科學(xué)院結(jié)構(gòu)所對試驗用墻板的取芯試驗表明，齡期28d的芯樣強度換算值也僅為標(biāo)準強度的86%，為同條件養(yǎng)護試件的88%。”
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