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预拌混凝土生产和使用中存在的认识误区探讨

 一克拉的幸福6 2016-11-04

(感觉“砼话”不错,欢迎介绍给朋友,大家一起参与创建行业的“童话故事”)

0 引言

预拌混凝土在我国的生产和使用已经有30年的时间,混凝土的生产和使用更为久远在此期间,我国有关混凝土和预拌混凝土的行业标准国家标准也做了多次修订长期大量的工程实践也积累了很多的经验和教训,同时,随着建筑材料和施工工艺的技术进步,也带来了新的技术问题,如标准规范严重滞后,或者内容适应面窄,行业(系统)之间不一致等又制约了混凝土的技术发展随着建设规模的扩大,从业人员数量的增加,有关人员的专业素质差别进一步加大,包括与建设工程有关的管理咨询设计施工(总包分包)监理以及混凝土供应商由于混凝土尤其是预拌混凝土具有区别于一般预拌的特殊性,从搅拌生产到实体验收,期间的影响因素众多,而其中任何的一个因素,都可能致使浇筑于结构中的混凝土报废分析其原因,有技术本身的不成熟,更多的是人为因素的影响,尤其是因为从业人员的错误认识而给工程带来不必要的损失,甚至影响了人们对预拌混凝土行业的认识,更有甚者质疑混凝土预拌化的政策性错误下面就生产和使用过程中常见的问题分别作讨论

1 水泥用量的含义模糊

谈到水泥用量问题,会牵扯到很多方面的问题其实矛盾的产生,主要是由于有新的掺合材出现,到底掺合材算不算水泥用量中的水泥的讨论关于这个问题,王振铎等曾撰文[1]阐述得很清楚我国颁布的第一本GBJ1065钢筋混凝土工程施工及验收规范就规定最小水泥用量包括外掺混合材料之后由于标准规范修订引用和表述不清晰而致使说法不一,因此有人机械地认为水泥用量中的水泥就是配合比通知单中的水泥一栏中的数值,也就是狭义上的水泥,而不包括掺合材,这是明显的认识误区由于人为理解的错误,在全国各地出现了很多不应该出现的关于水泥用量的文件规定,建设工程上有关人员的理解也是五花八门期望规范和标准及时修订并统一说法,混凝土是为建设工程服务的,能够满足工程使用功能的混凝土才是满足要求的,而不是满足水泥用量的混凝土才是工程需要的换言之,若狭义的水泥用量满足了要求,仍然出现混凝土质量问题,谁来买单?因此,笔者认为,工程技术人员应该多下一些工夫去深层次的理解规范和标准的内涵,而不是刻意追究纸面上的文字每种新材料和新工艺问世时,都不可能有标准(规范),只要使用很可能就是不符合标准要求的,难道就不使用了吗?同时也建议标准的编写者们不要为了编写一本标准而编标准,大量的试验数据验证施工一线的经验和教训积累地域的差异以及广泛地征求意见都很重要,这样的标准才更有实际的指导价值另外,我国的标准修订周期偏长,施工工艺和建筑材料都在不断地创新和发展,而标准不随之修订,势必将制约新工艺和新材料的应用,实质上,此时的标准已经作废

2 大坍落度便于泵送

当前建设工程使用的混凝土,大多为泵送混凝土,而且泵送的高度也是越来越高泵送混凝土的坍落度到底如何确定?问混凝土的使用单位,多数是越大越好,再问分包队伍操作的工人,站在一旁,看着混凝土自己流淌进入结构模板里的混凝土坍落度最好这就是目前施工的现状包括很多混凝土泵的操作手都这样认为:坍落度越大,混凝土泵送起来越容易事实表明:他们的观点是错误的,较大的坍落度正是他们不断地拆装泵管的主要原因,而不是混凝土的性能不良

混凝土在泵送过程中,堵塞泵管是常见的事,多数情况下,都把原因归结为混凝土拌合物的性能问题,也就是坍落度偏小,泵送速度慢,甚至也有泵手为了减少对设备的维护和保养以及对泵管的更换,而对混凝土提出较高的性能要求,却忽视了混凝土泵的性能对泵送效果的影响实际上,满足泵送的混凝土坍落度在150~200mm之间是适合的,也就是说,在泵送高度较低的时候150~180mm适宜,较高的,在180~200mm也足够满足泵送要求,并且取值应就低不就高之所以高层泵送的坍落度偏大一些,是因为高度增加,混凝土的自重增大,为了将更重的混凝土推到一定的高度,混凝土的泵送压力将增大,在较高的压力下,混凝土拌合物的流动性能变差,也就是坍落扩展度会有明显的损失,为了保证泵送到作业面后的施工性能,才在入泵前保留一定的富余量较大的坍落度,在很大程度上意味着混凝土拌合物的黏聚性会变差,极易离析,再加之工地上的管理不善,后加水的情况屡见不鲜,无疑是雪上加霜,原本是处在接近极限状态下的混凝土坍落度,加水后便发生了质的变化总结关于大坍落度的情况,除便于工人操作之外,再没有一项好处易堵泵而影响后续混凝土的浇筑,可能引起混凝土报废,拆卸泵管影响施工进度,离析泌水上层浮浆增厚,因混凝土不均匀而引起强度降低和表面开裂,进一步导致墙体竖向裂缝因水分增加而整体收缩增大,易增加干缩裂缝发生的可能性等众多的质量问题或隐患适宜或偏小的坍落度,混凝土大多黏聚性好,抗离析性能优良,混凝土匀质性好,有经验的泵手通过泵送时的声音便可判断混凝土坍落度和有关性能的情况。单纯追求大坍落度是没有科学依据的,只会方便了个人,而给工程质量带来损失。

3 试件不合格即是混凝土质量不合格

混凝土试件,大多是指混凝土抗压强度试块、抗折强度试块、抗渗试块和抗冻融试块。试件的不合格是指达到养护龄期的试件指标值没有达到设计值的100%的情况。这样的不合格包括混凝土供应商自留的试件不合格和混凝土使用方留置的试件不合格两个方面。一旦发生试件的不合格,不能马上判定是混凝土不合格,应全面地排查,找到根源。分析可能的影响因素,逐一排除。主要应考虑如下几个方面的因素:(1)取样是否正确。在一个搅拌站或一个工地,不同强度等级的混凝土同时生产和浇筑是很平常的事,在取样前是否确定混凝土的质量证明资料和发货单上的标记与所取的样品相符。取样是否具有代表性。对于搅拌站来说,一般前1~3车是做开盘鉴定的,使用的配合比不是很准确,不宜取样。在正常供应的车次中取样,对于每辆搅拌运输车,应按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》的要求,取该车装车量的1/4~3/4之间的混凝土为样,即中段的混凝土。(2)制作试件是否正确和规范。包括拌合物的拌和、装模、插捣、排气、抹面等。需要注意的是,应根据骨料粒径的大小选择试模,不要图省工而全部采用100mm 的抗压试模,那样极易造成强度值超差3)养护试件的养护条件比较严格,实际做得怎么样?带模养护的时间长短养护室的温湿度条件保持等是否满足规范的要求比较普遍的现象是试验室只重视养护龄期而忽视养护条件试件在施工现场裸露放置28 d 之后,才被送往试验室做抗压或抗折强度试验,出具的报告上仍显示标准养护,严格来说,这样的报告是不真实的这也是试件不合格的一个影响因素这种情况在冬季施工期间较多,表现最为突出同时,600·d的同条件养护问题也不容忽视结构实体检验用同条件养护试件龄期的确定原则:同条件养护试件达到等效养护龄期时,其强度与标准养护条件下28d龄期的试件强度相等当气温为0及以下时,不考虑混凝土强度的增长,与此对应的养护时间不计入等效养护龄期这个龄期的确定,是需要对当地的气温做详细的记录的4)试验机影响以抗压强度试验的试件为例,经过养护至龄期的试件,最终经过破损试验得到的数值来判定混凝土的强度按照压力机的操作规程进行试验,得到的数值不一定是准确的汪洋和韩素芳撰文[2]对此事进行了说明,希望从事该岗位的人员参考此文不要过分地相信设备给出的数据,不要认为经过检定合格,获得检定合格证书的试验机所出的试验结果就应该合格影响因素包括上下承压板中心位置不同轴平面平行度差球座自由度差等而当试验机处于故障状态时,读出的数据就不能作为试验数据了,不具有参考价值当生产稳定时,因试验机故障而引起试验数据异常(过高或过低)的试件组数较多,若未及时发现,持续时间还较长检验其他技术指标的试验设备与此类似5)人为因素包括职业道德和技术水平两个方面的影响职业道德方面的问题在此不做讨论,针对技术水平来说,对数据的处理是关键,数据保留有效数字位数平均值和中间值的混淆等,在脱离软件辅助的情况下,采用手工计算,处理原始数据时,比较容易出现错误,应引起注意概括试件不合格的情况:凡是发生混凝土试件不合格,必然存在中间环节工作的不合格,而不一定是混凝土自身不合格

4 混凝土评定合格即代表质量控制水平较高

不论是搅拌站还是施工单位都采用GBJ10787混凝土强度检验评定标准对试块的抗压强度进行评定由于采用预拌混凝土,这里提到的质量控制主要指搅拌站一般搅拌站都是以月为统计周期,按强度等级进行统计,由于试块的组数比较多,经评定后合格不是难事关键是很多的技术管理人员,不懂得评定后的结果是做什么用的,也就是不知道为什么要对混凝土的强度进行评定借质量管理体系(GB/T19001)的术语来表述,也就是数据分析当中的数据输入环节,既然是输入,那么就应该有输出经过统计得出的平均值和方差是作为调整配合比设计的重要参考依据,输出就是调整后的满足设计要求的更为经济合理的生产配合比平均值的大小表明富余强度的多少,方差的大小代表了生产过程控制波动性的幅度例如:若设计C30的混凝土,28d抗压强度值统计后平均值为45MPa,方差为1评定结果为合格而这组数据表明生产的波动很小,但是强度值却存在较大的浪费可见,评定合格与质量控制水平没有必然的联系天津市建筑业协会混凝土专业委员会在组织评优检查过程中,要求混凝土生产企业制定质量形势分析制度,就是督促质量控制部门提高混凝土配合比的设计水平和生产过程的控制水平,确保质量又不形成浪费把这些工作制度化,以提高行业技术水平

5 异常数据不被重视

由于混凝土具有区别于一般预拌的特殊性,对混凝土质量的过程控制尤为关键中间过程的任何参数异常都意味着混凝土可能存在质量隐患,而不能单纯地看做是一般生产过程中的特殊情况因为环节较多,在此不做详细阐述,举例作以说明搅拌机在搅拌生产过程中突然电流表指针指示值减小,不能简单地认为电压不稳这很可能表示该盘混凝土坍落度偏大,那么,可能用水量偏大或设定的配合比中用水量较配合比值大,骨料中含水高于检测的含水率值或者是尚未搅拌均匀再如,试块的抗压强度值突然变大,不能简单地判定为配合比设计的富余强度较大,而可能是试件编号错误,即高强度等级的试块编为低等级试块也可能是试验机故障或人为加载速率过大甚至可能是制作试件的人员取样错误或弄虚作假等原因异常数据不一定是偶然事件,而每一个异常数据都可能导致混凝土必然不合格甚至报废

6 不合格品控制程序形同虚设

质量管理体系认证在我国已经实行了很长的时间,众多的搅拌站都已通过认证(GB/T19001),甚至还有的通过环境管理体系认证(GB/T24001)和职业健康安全管理体系认证(GB/T28001),在质量管理体系中称为不合格品控制,在后两者中称为不符合但是往往多数搅拌站不愿明示企业发生的质量事故,因为这是影响企业形象的一部分内容其实,这是一种自欺欺人的做法,而且还存在认识上的误区混凝土作为建筑工程重要的材料之一,其质量的优劣将直接影响建设项目的结构安全但混凝土区别于其他建筑材料的特点是品质的等级水平不能在交货检验时(交货时仍为半成品)判定,而是抽取的代表性样品被制作成标准试件后,再在标准温度和湿度条件下养护28d之后,依据经过破损试验的数据来判定合格与否可见,混凝土的最显著特点——质量确认严重的滞后性围绕这一个核心关键点而展开的质量控制要素都是以预控为目的,也就是过程的监视和测量,可追溯性则被弱化,因为当28d后确认混凝土产品不合格,此时事故和损失已经发生,再溯源,查找原因,意义则不大因此除了28d之后的检验结果证实混凝土不合格之外,在混凝土硬化之前凡是不符合质量控制要求的指标都应视为不合格,即判定混凝土拌合物为不合格品,而不是简单地认为不合格品仅为硬化混凝土按照这样的思路来建立和执行不合格品控制程序才能有实在的意义,达到预控的目的

7 亏方即是搅拌站缺斤短两

混凝土供应过程中出现亏方也就是供需双方对发生方量的不认可,往往是供方的数值大于需方的数值的现象,习惯上被称为混凝土的亏方”。一旦出现亏方的情况以后,供需矛盾产生,给双方带来不同程度的损失对于买方,也就是建筑施工单位来说,增加了混凝土用量,超出预算,造成混凝土材料成本的提高,若问题不能及时解决,甚至会影响工程进度对于卖方,也就是搅拌站,可能承担超出部分的费用,蒙受损失,同时,背负缺斤短两的商业欺诈名声,从而影响公司的信誉形成亏方的原因很多,随着市场经济发展,供需双方经营管理方式的转变,影响因素变得更加复杂搅拌站有一定的原因,如:计量不准确损耗量较大人为因素造成的错误混凝土密度测量不准确等等但是,买方也有多种可能性造成亏方,比如:图纸计算有误图纸外使用施工中损耗超出定额用于他处等因此出现亏方,不可一概而论各自查找原因才是比较妥当的解决问题的做法对于亏方问题,从可操作性和公平交易的角度考虑,建议以混凝土公司的发货单进行结算,在供应过程中,抽查一定数量车次的装载量(毛重-皮重),现场检测密度,换算方量在偏差之外的部分再协商解决

8 冬期施工掺加防冻剂的混凝土必须做保温措施

某些施工单位一直认为冬期施工掺加防冻剂的混凝土即可不做保温措施,实际上是一种错误认识对于掺防冻剂的混凝土,仍然需要必要的养护原因在于防冻剂的主要作用除降低水的冰点外,还参加水泥的水化过程,改变熟料矿物的溶解性及水化产物,并且对水化生成物的稳定性起作用当混凝土中含有适宜的防冻剂含量,气温降至设计温度时有30%~50%的水变为冰,对混凝土质量没有坏影响防冻剂对冰的力学性质有极大的影响,这样生成的冰,结构有缺陷,强度很低,它的结构呈薄片状,不会对混凝土产生显著的损害在低温或负温下硬化,强度增长比常温下慢得多对这类混凝土养护的基本要求,是在浇筑以后,立即按蓄热法的要求,用保温材料覆盖暴露面,并围护模板表面模板数较大的结构,应在暴露表面紧贴一层塑料薄膜,防止水分蒸发新浇混凝土中水分蒸发是十分有害的,它一方面会使混凝土表面干缩,出现微裂,并使水泥水化得不到足够的水分,使表面起粉;另一方面水分蒸发带走大量的热量,降低混凝土的温度保温期限至少应使混凝土达到允许受冻强度以上混凝土过早暴露于负温,会引起表面脱皮和强度严重损失如果用围护覆盖的方法还不足以保护混凝土时,就应考虑其他热养护措施

9 外加剂的减水率越高越好,掺量越低越好

外加剂在搅拌站的应用是很普遍的,概括来说,外加剂用好了,将发挥很好的作用,改善混凝土的拌合性能,提高强度和耐久性能等但是,若使用不当,也会给混凝土的质量带来诸多的不利之处随着外加剂的技术不断发展,品种多,功能不一为了在市场竞争中争得一席之地,通过技术挖掘潜力,降低成本,是每个搅拌站的技术人员重要的工作对于外加剂来说,是不是单方掺加量越低越好呢?所用外加剂的减水率是不是越高越好呢?不是的这是一种考虑不周全的做法控制成本或降低成本的途径很多,但归根结底是使单方混凝土的原材料成本最低为目的,同时也应考虑生产环节的影响,也就是配合比的生产执行是否便利与合理以液体减水剂为例,若保持减水率不变,降低掺量,为保证减水性能,就必须提高含固量某种物质都有自己的溶解度,在温度和浓度一定时,部分有效成分可能无法溶解,即使能够溶解,浓度很高,液体就会变得很黏稠,在输送管道中的流动速度也会很慢,影响工作效率,低温时也可能结晶析出而堵塞管道另外,生产配料秤的量程是一定的,保证相同的有效成分为前提,用量较大时的计量偏差会比用量较小时小一些比如:同样是计量超差0.1kg,计量10 kg和计量5kg,计量偏差分别为1%2%,相差一倍,对混凝土的性能影响程度前者较小而对于减水率的问题,单纯追求高的减水率就会出现上述情况,而且极易造成混凝土泌水离析高减水率仅适合高强度等级的混凝土使用,对于中低强度等级的混凝土来说,高减水率的外加剂应用后,新鲜混凝土拌合物的状态较差,而且对外加剂的掺量和骨料级配均敏感,不便于质量控制和生产上使用

10 普遍采用后掺外加剂的方法来流化混凝土

这种做法在高温季节比较广泛地被搅拌站所采用这是一种应急解决坍落度损失(因水泥温度过高或水泥与外加剂适应性不良,即坍落度迅速损失的情况)的有效办法,而不宜在正常生产过程中广泛采用因为后掺的时间和数量都不便控制,当混凝土中的水泥已经部分水化,混凝土呈松软奶油状时,即使进行流化也无济于事运输车到达工地或等待时间较短即发现混凝土流动性较差时,可以掺加,但是由谁来加,加多少,怎么控制呢?可能比较普遍的做法就是运输车上随车携带桶装的外加剂,由司机来添加这是最不可取的做法,也是危险程度最高的做法司机非专业混凝土技术人员,无法保证正确判断和操作再者,所掺加的外加剂是否与搅拌车内的水泥相适应呢?一般的,搅拌站都使用两种或两种以上的水泥,外加剂的配合比不尽相同,不可通用多数情况下这种做法的结果就是掺加量过多,造成堵塞混凝土泵,更为糟糕的是造成混凝土多日或长期不凝结,给工程进度和质量带来损失,而且后果严重

11 预拌混凝土的责任划分不清

混凝土集中搅拌生产形成一个行业,作为一种产品,执行的标准是预拌混凝土,当前执行的版本GB/T149022003,在该标准中的范围中明确指出:本标准适用于集中搅拌站生产的预拌混凝土,不包括运送到交货地点后的混凝土浇筑振捣及养护多数搅拌站都按照标准化法的要求,建立标准化证书,并在当地的技术监督局备案这就是这个行业执行的产品标准,而且是国家标准对于搅拌站来说,责任仅到交货验收,之后的责任不应由搅拌站来承担,而是混凝土的买方但往往发生与混凝土有关的问题,买方都会在第一时间想到搅拌站,并要求搅拌站来承担或解决存在的问题其实,搅拌站只是生产混凝土的单位,而不是一定意义上的混凝土工程公司该产品的特殊性就在于此,在产品的中间过程存在责任主体的转移但这并不影响责任的划分和明确,只是市场的买卖双方在地位上的差异影响了责任的归属建议混凝土的购买方站在法律的角度上来正确看待问题,不应做违法的事另外,当前有些书籍或资料提出搅拌站向施工单位交底的说法,也就是将混凝土有关性能告知施工单位我认为这种做法是不正确的,是做颠倒了预拌混凝土作为一种预拌,无外乎有两种签订订单的方式,一种是按照客户需求生产,另一种是按照产品标准生产若按前一种,在搅拌站生产供应之前,施工单位应该向搅拌站提出书面的技术要求,即向搅拌站交底,搅拌站按照该要求生产即可采用后者,则供需双方共同遵守预拌混凝土标准不论按照哪种方式约定,都不应该是搅拌站向施工单位进行交底搅拌站作为生产厂家,生产出来的产品就应该满足客户的需求,还需向客户交什么底呢?施工单位怎么能够不知道自己购买的混凝土具有什么性能呢?

12 搅拌站提供的混凝土凝结时间即是该批混凝土在浇筑现场的实际凝结时间

由于各混凝土搅拌站所使用的原材料不相同,配合比不相同,因此成品混凝土的凝结时间也有较大的差异对于施工单位来说,由于结构部位不同,工期要求不同,浇筑持续时间不同,而对混凝土的凝结时间也会提出不同的要求由于较多的不确定因素,在供需双方签订合同的时候,不可能将所有的指标都明确,这就要求双方在交易之前进行必要的沟通,确定具体指标而一般的情况,搅拌站都会按照标准的要求,以筛分出的砂浆,在标准的养护条件下,通过混凝土贯入阻力仪来测定混凝土的初终凝时间该时间往往被施工单位错误认为是该批混凝土在施工现场的凝结时间凝结时间试验都是按照标准规定的方法,在标准的温度和湿度条件下做的,而施工现场的条件则千差万别,不同的季节不同的天气不同的模板不同的保温材料不同的养护方式都会影响实际的凝结时间因此,混凝土搅拌站提供的混凝土的凝结时间,包括初凝时间和终凝时间仅供施工单位参考依据该数据,施工单位可以根据具体的施工条件以及经验的积累来确定浇筑的持续时间和拆模时间。

13 结束语

在预拌混凝土的生产和使用过程中存在的认识或做法还有不当或值得探讨的情况,希望本文能够起到抛砖引玉的作用。任何一项不妥当或错误的做法,都可能会给混凝土的质量带来隐患或事故。任何一条不明确的规定,都可能引发一系列的纠纷。任何一点小小的建议或经验和教训的积累,都可能帮助同行解决困扰多时的难题。不害怕问题的存在,关键是我们需要能够正确看待问题,并千方百计来解决问题,早日跳出误区,共同进步。

参考文献:

[1] 王振铎,王伟,王庆.关于混凝土最小水泥用量的讨论[J].混凝土,2005(2):24-28.

[2] 汪洋,韩素芳.混凝土抗压强度试验结果失准原因分析[J].混凝土,2008(5):1-2


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