商品混凝土在路面澆筑中出現(xiàn)的事故分析及處理辦法

陳建忠

摘要：通過商品混凝土澆筑路面出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象的實例總結(jié)出經(jīng)驗與教訓。為今后商品混凝土施工提供參考。福建省南平市某工地用商品混凝土澆筑路面，出現(xiàn)表面硬殼，下部未凝結(jié)現(xiàn)象。隨即組織相關(guān)人員前去調(diào)查了解分析，并提出解決辦法。

【關(guān)鍵詞】粉煤灰；礦粉；高效減水劑；混凝土路面

1.概況

在南平市延平區(qū)人民路澆筑水泥混凝土路面時，工人將混凝土耙平用振搗棒振好后，再用平板、振搗梁振搗。在此過程中，均未出現(xiàn)異常現(xiàn)象。但在進行精細抹面時，發(fā)現(xiàn)混凝土表面已出現(xiàn)硬化但下部未凝結(jié)，腳踩上去似彈簧狀。

該工程設(shè)計標準為雙向四車道。路面面層采用24cm厚的水泥混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計強度等級為C35。事件發(fā)生后，商混公司立即組織相關(guān)人員到現(xiàn)場調(diào)查。同時對已澆注未凝結(jié)的混凝土全部鏟除出清出現(xiàn)場。

2.原因分析

2.1對配合比的配方進行分析

2.1.1配合比原材料情況

（1）水泥

試驗用水泥為福建“紅獅”P.O42.5R水泥，其主要物理性能指標見表1。

（2）礦物摻合料

選用的是福州新豐建材公司生產(chǎn)的 S95 磨細礦渣粉（簡稱S95） ，比表面積410m2/kg，密度ρ=2.86g/cm3。和邵武火電廠生產(chǎn)的Ⅱ級粉煤灰，細度（≤45μm篩余量）為10.9%，需水量比為98%。

（3）集料

細集料用閩江河砂，細度模數(shù)μf=2.7。粗骨料用普通碎石，粒徑5～31.5mm。

（4）外加劑

選用福州某企業(yè)生產(chǎn)的FDN高效減水劑，摻量1.2%，減水率18%。

2.1.2配合比設(shè)計參數(shù)（見表2）

粉煤灰、礦渣粉均采用等量取代法摻量為膠凝材料用量的15%和20%。砂率為33%，經(jīng)調(diào)查該配合比已應用于多個建筑工程的板、梁、柱都未出現(xiàn)此現(xiàn)象。

2.1.3配合比改進及模擬實驗

混凝土中分別摻入粒化高爐礦渣、粉煤灰、硅灰等活性礦物摻合料可有效改善混凝土的綜合性能，尤其是混凝土的耐久性。稱之為高性能混凝土。高性能混凝土在建筑施工使用已經(jīng)非常的成熟，同時高性能混凝土大量使用廢棄的工業(yè)副產(chǎn)品——粉煤灰或高爐礦渣粉，直接降低水泥用量，使商品混凝土費用進一步降低。深受商混站的喜愛。

為了滿足施工要求，在原配合比的基礎(chǔ)上進行多種摻量的調(diào)整，同時在廠區(qū)內(nèi)進行模擬試驗。具體參數(shù)見表3、表4、表5、表6。

粉煤灰按膠凝材料用量的10%摻，礦渣粉摻量為膠凝材料用量的15%。砂率為33%。

粉煤灰按膠凝材料用量的5%摻，礦渣粉摻量為膠凝材料用量的5%。砂率為33%。

經(jīng)模擬試驗：表3、表4，在最后的精抹過程，依然出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。

粉煤灰摻量按膠凝材料用量的20%。砂率為33%。

礦渣粉摻量按膠凝材料用量的20%。砂率為33%。

經(jīng)模擬試驗：表5、表6，滿足施工工作性的要求，無“彈簧”現(xiàn)象發(fā)生。

2.2分析混凝土組成材料的作用

2.2.1混凝土名稱

是由水泥、粗細集料（碎石或卵石及砂）加水拌和，經(jīng)水化硬化而成的人造石。為改善混凝土的工藝性能和力學性能，加入外加劑和礦物混合材料，按適當比例拌制。（如圖1）

2.2.2各種材料的作用

（1）粗集料（碎石或卵石）在混凝土中堆聚成緊密的骨架作用，并抑制水泥的收縮；

（2）細集料（砂）與水泥及礦物混合材料混合成砂漿，大部分填充到骨架的空隙中，其余砂漿包裹住粗骨料表面，使新拌混凝土拌合物具有良好的工作性能——流動性和可塑性。

（3）水泥及礦物混合材料和水混合硬化后將粗細骨料膠結(jié)在一起，形成堅固的整體。

在混凝土粉料中，通過分析電鏡照片，如圖2～4所示，發(fā)現(xiàn)水泥顆粒粒徑最大，多為不規(guī)則且表面粗糙的顆粒，粉煤灰顆粒呈多孔型的球狀玻璃體顆粒，比表面積較大，有很高的吸附性，有很強的吸水性。高爐礦渣粉主要是以高爐水淬礦渣為原料，經(jīng)過烘干、磨細處理而制成的超細粉末材料，是一種直徑很小的球形顆粒，是制備高性能水泥和混凝土的優(yōu)質(zhì)混合材。有研究證實，摻合料的顆粒形貌、細度、分布對其水化程度、水化深度及其硬化后的性能有不同程度的影響。

（3）外加劑（減水劑）的使用能改善混凝土的工作性能，能夠提高混凝土拌合物的流動性，同樣的用水量能提高混凝土拌合物坍落度，相同的坍落度能大幅度降低用水量；相同的強度能夠減少水泥的用量。但減水劑摻量過大則會有泌水的現(xiàn)象發(fā)生。

2.3對澆筑路面的施工工藝進行分析

2.3.1混凝土攤鋪的施工方法

（1）混凝土運送到施工現(xiàn)場后，直接將料卸到安裝好的路槽內(nèi)，同時找平補勻，攤鋪時不能用拋撒的方式，必須保持混凝土的均勻性。

（2）澆筑施工中不得中斷，必須連續(xù)澆筑。也不得因混凝土坍落度太小而隨意加水。

2.3.2混凝土振搗的施工方法

（1）將攤鋪平整好的混凝土先用平板振搗器和插入式振搗器均勻地振搗。平板振搗器的振搗深度只有22cm左右。因路面設(shè)計厚度24cm，必需先用插入式全面有序插搗一次。振搗器宜選用頻率6000次/min以上的。插入式振搗器對路面的邊角部分、窨井、進水口附近以及安設(shè)鋼筋的部位進行振搗。其次，用平板振搗器振搗，振搗時應重疊10～20cm。混凝土的振搗以不再冒氣泡，泛出水泥漿為準。

（2）路面混凝土振搗完畢后，還要用振搗梁進一步振實、整平，有凹陷的地方，應及時用人工填補，凸出的地方要鏟除。振動梁要來回拖拉2～3遍，讓混凝土表面泛出水泥漿。振動梁在移動中要以1.2～1.5m/min的速度緩慢而均勻的進行。振動梁行進過程中不允許中途停留。牽引振動梁的繩索不能太短，以免振動梁底部傾斜。

（3）振搗梁振搗完畢再用平直的滾杠滾揉混凝土，使混凝土表面進一步提高水泥漿并且調(diào)整均勻。

2.3.3表面修整

（1）機械抹光：所謂的機械抹光就是用圓盤磨光機在滾杠滾揉后的混凝土表面在進行粗抹，這樣能使混凝土表層致密減少不均勻收縮。實踐證明，粗抹是決定路面大致平整的關(guān)鍵。采取高處多磨進行邊抹光邊找平。要注意的是抹光機的抹光方向不同，他的效果也是不同的。順路方向行進易保證縱向的平整，橫路方向行進則縱向平整度效果略遜。

（2）精細抹平： 路面平整度最后一道工序就是精細抹平。在精細抹平后應用包裹著鐵皮的木搓或小鋼軌對混凝土路面表層進行拉鋸式搓刮。一邊橫向搓、一邊縱向刮移。為讓平整度更加平整，橫向搓刮后還應進行縱向搓刮（搓桿與模板平行）。同時搓刮前一定要將模板清理干凈。精抹找平時，不允許另拌砂漿，更加嚴禁灑水泥粉，否則不但會發(fā)生沁水現(xiàn)象，還會使收縮不均勻，在較高溫度下還會出現(xiàn)表面網(wǎng)裂，路面成型通車后表層脫皮脫落等現(xiàn)象。

2.4對攪拌站微機計量準確度的校準進行分析

檢查當天的攪拌稱量記錄，相應原材料的誤差控制在：膠凝材料±1%；外加劑±1%；骨料±2%；拌合用水±1%以內(nèi)。

符合《預拌混凝土》規(guī)范中對拌和樓計量精度的要求。

2.5 造成的原因分析

混凝土在澆搗后各組成材料發(fā)生不均勻沉落，顆粒大的重的粗骨料料下沉，水泥凈漿上浮。路面為了保證平整度不僅用滾杠滾揉表面使表面提漿并調(diào)勻，還要用磨光機粗抹使表層勻漿、粗平并致密。使混凝土表面象蓋了一層薄膜，當時的氣溫比較高，混凝土表面水分蒸發(fā)較快，內(nèi)部的水分無法向外遷移。也就形成了表面已出現(xiàn)硬化但下部未凝結(jié)的“彈簧”現(xiàn)象。

3.經(jīng)驗教訓

這次事故，給商品混凝土公司造成直接經(jīng)濟損失1萬多元，為避免以后出現(xiàn)類似的質(zhì)量事故商品混凝土公司經(jīng)研究決定做到以下幾點：

（1）成立應急小組及技術(shù)攻關(guān)部。

（2）公司技術(shù)部門加強學習和掌握跨領(lǐng)域的施工技術(shù)和施工流程。

（3）公司加強與施工部門的溝通，及時了解施工工藝。

（4）對新的施工方法進行模擬試驗成功后才允許投入生產(chǎn)。

4.結(jié)束語

商品混凝土路面出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象，經(jīng)查找及分析原因，在根據(jù)《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細則》的規(guī)范要求，最終選擇水泥加礦渣粉及外加劑（表6）的配合比參數(shù)進行施工，經(jīng)過一年多的跟蹤觀察未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。

【參考文獻】

[1]劉文勝，何志勇，何世林.高性能混凝土組成材料及耐久性關(guān)鍵技術(shù)研究[J].綠色環(huán)保建材，2019（04）：8-9.

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