淺析施工環節對混凝土結構實體質量的影響

焦震 劉牧

鄭州市工程質量監督站（450000）

0 前言

混凝土施工質量是保證工程質量的關鍵環節。因為施工環節影響混凝土結構實體質量的因素較多，包括支模與拆模、鋼筋連接與綁扎、拌和物交貨驗收、澆筑振搗、收面、養護、保護層厚度、結構施載時間等，每一施工工序都會對混凝土結構實體質量產生影響。

混凝土澆筑后的養護最為重要，因為混凝土對環境和時間的依賴性極強，對初始條件極為敏感，可因初始條件極小的偏差引起結果巨大的差異，可以說具有“蝴蝶效應”。

目前，許多施工單位片面地認為，使用了攪拌站的預拌混凝土，所有與混凝土有關的質量問題都應由攪拌站來負責，與己無關。因此，對預拌混凝土的使用既不嚴格按規范施工，也不按規范進行養護，施工過程中隨意往混凝土中加水現象屢禁不止。這是造成預拌混凝土開裂、回彈推定強度不高、投訴與爭議多的主要原因。

1 關于交貨與加水問題

預拌混凝土拌和物因運距、交通或現場等問題，隨著出機時間的延長坍落度會產生損失。當然，也不能排除預拌混凝土出機時其拌和物質量完全沒有問題。因此，《預拌混凝土》GB/T14902—2012第10.3.2 條規定:交貨時，需方應指定專人及時對供方所供預拌混凝土的質量、數量進行確認。

在實際交貨過程中，許多需方驗收人員很不負責任。如當混凝土坍落度損失較大時可采用往混凝土拌和物中摻入適量減水劑并快檔旋轉攪拌罐的措施進行調整。但是，驗收人員常常直接采取加水的方式進行調整，甚至有的在卸料時根本就不看攪拌罐中混凝土拌和物是什么狀態，先加水再卸料，甚至一邊加水一邊卸料，有時加到明顯產生離析的程度。

混凝土加水后改變了原有配合比，導致水膠比變大，削弱了混凝土中膠凝材料和骨料的界面黏結力，易產生浮漿，勻質性、密實性、強度、自防水能力下降；增大了混凝土的收縮率，耐久性變差。然而，澆筑后若結構實體發生了質量問題，需方卻將責任推卸給供方，而當供方沒有充足的證據證明自己所供應的混凝土沒問題時，那就只能吃啞巴虧了。

加水問題長期普遍存在，已成為混凝土施工過程中難治的頑疾。其主要原因是施工工人素質與專業技術水平不高，且從事體力勞動的工人不好找，對于混凝土坍落度和流動性，施工人員說了算，管理人員往往采取聽之任之的態度，也存在工期為上的思想，因此造成無論澆筑什么部位，若混凝土拌和物達不到自流平或接近自流平的狀態就加水，給工程帶來了質量隱患[1]。

2 混凝土的澆筑、振搗與收面問題

混凝土的澆筑看似簡單，施工單位往往對細節不夠重視。實際上，混凝土的澆筑牽涉到混凝土的供應調度、澆筑方法與順序、不同強度等級變換的掌控、振搗方法、收面等環節。

2.1 關于混凝土分層澆筑問題

《混凝土結構工程施工規范》BG50666—2011第8.3.3 條規定，混凝土應分層澆筑，分層厚度應符合本規范第8.4.6 條的規定，上層混凝土應在下層混凝土初凝之前澆筑完畢。

該條對澆筑豎向尺寸較大的結構或體積較厚的結構作出了明確應分層澆筑的規定。混凝土采取分層澆筑可以明顯減少漏振情況，也便于混凝土中氣體的排出，使混凝土更密實。采用鋁模板和鋼模板時，混凝土更應該分層澆筑，否則混凝土結構表面容易產生許多氣泡。同時，這種在下層混凝土初凝前再澆筑完成上層混凝土的方法，等于給下層混凝土留有一定沉降與收縮的時間，可降低裂縫產生的概率。對高流態混凝土，分層澆筑可以明顯減少離析或分層現象的產生。總之，分層澆筑對結構的密實性、勻質性和降低開裂敏感性有利[2]。

另外，在混凝土拌和物達到高流態狀態才能滿足施工要求的情況下，以及“寧愿過振，不可漏振”的思想引導下，對于豎向結構一般高度高，更應采取分層澆筑。否則易引起粗骨料沉淀，產生混凝土結構實體下部石子多、上部漿多（易開裂），使混凝土結構強度不均勻，降低了混凝土結構的質量及承載能力。

遺憾的是，豎向結構分層澆筑需要頻繁挪動泵管，不僅費力還影響工效，因此施工人員幾乎一律采取一次性灌滿模腔再向前推進的方式進行澆筑，很少分層了，更不用說混凝土自高處自由傾落高度超過3m時應設置串筒或溜槽。施工人員總希望混凝土能夠自流平才好，流動性好的混凝土才是好混凝土，越省時省力的方法就是好方法，其目標就是盡快把活干完。

2.2 關于不同強度等級交叉澆筑問題

在混凝土主體工程中，一般同一樓層的混凝土強度設計等級有2～4種，而在施工時基本都是整層同時澆筑。

澆筑時，一般從長度方向的一端向另一端連續推進，這就造成根據結構設計需要每隔一段時間要變換強度等級進行泵送澆筑，負責任的施工人員會緊密聯系、指揮有方，能夠準確掌握混凝土的變換情況，不會將低等級的混凝土澆筑到高等級的部位。但是也有責任心不強的施工人員沒有掌握好澆筑技術，將一部分低等級的混凝土澆筑到高等級的部位也是存在的。這種行為往往會給混凝土企業帶來不小的麻煩和質量風險。

2.3 關于樓板混凝土的澆筑與振搗問題

在樓板混凝土施工時，施棒人員將振動棒插入泵管出口處的混凝土中，一直振動到混凝土基本不往周圍流動再拔出換個位置繼續振搗，直到混凝土基本振不走并開始堆積，再移動泵管變換泵送點。泵送口外圍的混凝土，施棒人員則邊走邊隨意振動就行了。

由于當前澆筑的混凝土基本達到自流平狀態，加之粗骨料受到鋼筋的阻擋，因此這種澆筑與振搗方式就會存在泵送出口處石子多、流向外圍的混凝土砂漿多的情況，從而導致兩個泵送點邊緣的交匯處形成了薄弱區，該薄弱區如果養護不當就容易產生開裂問題。

當然，若混凝土的泵送采用了布料機或將泵送管道用塔吊吊著泵送時，因泵管擺動方便，集中泵送出料的情況明顯少了。這種方式使混凝土的勻質性大為改善。

2.4 關于灑水收面問題

混凝土澆筑后，一些施工人員為了方便收面，灑水現象時有發生。灑水收面增大了混凝土表面的水膠比，降低了表面的強度，容易引發起灰、返砂、開裂及冬季遭受凍害等質量問題。特別是表面外觀質量要求較高的混凝土工程，如路面、車間、停車場等，更應該杜絕灑水收面[3]。

3 關于鋼筋保護層問題

鋼筋在混凝土工程結構中的作用，就好比人體中的骨架一樣，極其重要。鋼筋在混凝土中的合理布局、所處位置，將直接影響結構的承載力、抗裂性能和使用壽命。

但是，在混凝土澆筑過程中經常可以發現，由于樓板鋼筋存在綁扎與固定問題，在不斷反復被施工人員踩踏下有的產生了位移或彎曲，有的鋼筋保護層墊塊或支撐物發生了脫離的情況。又由于鋼筋保護層厚度不足，混凝土結構有些地方產生順筋裂縫的情況也屢見不鮮。甚至有的工程在混凝土澆筑幾個月后，結構底面局部就開始出現鋼筋銹蝕的情況。

《混凝土結構耐久性設計標準》GB/T50476—2019第3.5.1 條規定，保護層厚度的尺寸較小，而鋼筋出現銹蝕的年限大體與保護層厚度的平方成正比，保護層厚度的施工偏差會對耐久性造成很大的影響。以保護層厚度為20mm的鋼筋混凝土板為例，如果出現5mm的允許負偏差，就可使鋼筋銹蝕的年限縮短約40%。可想而知，當混凝土澆筑半年后底面就出現了鋼筋銹蝕情況會對結構所造成的危害到底有多大[4]。

4 關于養護問題

混凝土澆筑后需要在一定時期內保持適宜的溫度和充分的濕度，以滿足混凝土的硬化條件。因此，混凝土澆筑后應及時進行保濕養護，可采用灑水、覆蓋、噴涂養護劑等方式。

關于混凝土結構的養護時間，《混凝土結構工程施工規范》BG50666—2011第8.5 條規定，采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，不應少于7d；采用緩凝型外加劑、大摻量礦物摻合料配制、抗滲混凝土、后澆帶混凝土、C60及以上等級的混凝土，不應少于14d；大體積混凝土表面以內40～100mm位置的溫度與環境溫度的差值小于25℃時，可結束覆蓋養護。

國家標準《混凝土質量控制標準》GB50164—2011第6.7.1 條明確規定，混凝土養護是水泥水化及混凝土硬化正常發展的重要條件，混凝土養護不好往往會前功盡棄。在工程中，制訂施工養護方案或生產養護制度應作為必不可少的規定，并應有實施過程的養護記錄，供存檔備案。

然而，為了趕工期或不重視，混凝土澆筑后施工單位不按規范要求對結構進行養護已是普遍現象。這種不惜以犧牲工程質量為代價的施工方式，嚴重影響了結構的耐久性。因為養護不當直接損傷了表層混凝土的密實性與強度，而防止鋼筋發生銹蝕和外界有害物質侵入混凝土內部所依靠的就是表層混凝土的密實性，表層混凝土抵抗外界有害物質侵入的能力可因養護不良而成倍降低。

水是水泥水化反應的必要條件，因此濕度對混凝土強度能否正常達到要求有顯著的影響。若養護不及時，混凝土中水分蒸發過快，會影響水泥水化的正常進行，甚至停止水化。受干燥作用的時間越早，造成干縮開裂越嚴重，結構表面越疏松，強度受到的損失越大，混凝土表面碳化也就越大，耐久性能降低。所以混凝土澆筑后初期階段的養護非常重要。

試驗證明，混凝土初凝后8h內的收縮急劇增加。在工程施工中，混凝土結構裂縫也主要出現在初凝后的幾小時以內。因此，掌握好起始養護時間是控制預拌混凝土早期干縮裂縫的關鍵。

實際上，預防混凝土結構早期產生干縮裂縫的“絕招”，是及時采取有效措施，盡量減少混凝土拌和水的蒸發。為此，可在混凝土澆筑過程中，一邊收面一邊采用塑料薄膜覆蓋表面（放線的位置12h～24h后揭膜，其他位置應繼續保留），這種及時保濕養護的方法防裂效果最為明顯。如果混凝土長時間暴露于大氣中不覆蓋養護，就會失去控制早期干縮裂縫產生的最佳時機。在終凝前采取二次收面的方法只適合空氣濕度較大的環境。

在低溫或冬季施工期間，有些施工單位習慣性地進行二次收面，殊不知在該條件下讓混凝土長時間暴露于大氣中非常欠妥，如認為只要攪拌站在混凝土中摻入早強劑或防凍劑就完事大吉是錯誤的。有些施工單位沒有認識到，在冬季施中確保混凝土的入模溫度并及時采取保溫養護措施是重中之重的工作。當溫度降為4℃以下時，水的活性較低，水泥的水化反應極其緩慢，混凝土的強度達不到要求。當溫度低于0℃時，混凝土內部水分大部分凍結，水結成冰產生的體積膨脹將會導致混凝土結構遭到永久性破壞，即使摻入了早強劑或防凍劑也很難達到想要的效果。因為早強劑只起增加強度的輔助作用，防凍劑的主要功能是降低水的冰點和改變冰晶結構，使混凝土在一定負溫度條件下不發生凍脹破壞。因此，混凝土的凝結時間及強度增加主要依賴于起始養護溫度及保溫養護措施，也是確保混凝土澆筑后盡快獲得受凍臨界強度的關鍵[5]。

5 關于模板拆除問題

防水混凝土結構宜延長帶模養護時間，《混凝土結構工程施工規范》BG50666—2011第8.5.7 條規定，地下室底層和上部結構首層柱、墻混凝土帶模養護時間不應少于3d。帶模養護結束后，可采用灑水養護方式繼續養護，也可采用覆蓋養護或噴涂養護劑養護方式繼續養護。其他部位柱、墻混凝土可采用灑水養護，也可采用覆蓋養護或噴涂養護劑養護。

在施工過程中，地下室底層和上部結構首層柱、墻混凝土帶模養護3d的情況極少見，基本都是澆筑后15h內就開始拆除模板，很少見到灑水、覆蓋或噴涂養護劑養護的工程，更不用指望按規范要求養護14d了。另外，在低溫環境下施工時，有些施工單位未等到混凝土具有一定的強度就揭開塑料薄膜進行放線，結果由于揭膜過早造成了許多裂縫。冬季施工在混凝土未達到受凍臨界強度就拆除保溫材料的情況很常見。這些有損混凝土結構質量的行為都是為趕工期造成的。但是，當任何部位出現裂縫或發生其他問題時，需方總是要求混凝土攪拌站給個“說法”，甚至要求承擔所有責任。

同時澆筑的同等級混凝土，回彈“不合格”的部位基本都發生在豎向結構（如墻、柱），而梁和樓板極少出現這種情況。原因在于，梁和樓板的模板拆除時間較晚（一般在10d以上），而豎向結構澆筑后基本15h內就開始拆模。僅模板拆除時間的差別，就可發生回彈法不一樣的結果，說明養護是影響混凝土質量的重要因素。

混凝土強度較低而過早拆模時，在拆模過程中易出現缺棱掉角或局部表面被模板粘壞的現象，不僅影響外觀質量，如養護不當表面失水過快，易引起結構開裂，降低混凝土強度，加速混凝土表面的碳化，使混凝土耐久性能下降，嚴重時會發生坍塌事故。如江西豐城發電廠三期擴建工程冷卻塔施工平臺坍塌特大事故，就是混凝土強度低、過早拆模造成的，傷亡70多人，直接經濟損失1.02 億元[6]。

6 其他

路面混凝土澆筑后，注意合理掌握抹面及覆蓋養護時間，并應在混凝土強度達到設計值的20%～30%時切縫，若割縫過晚容易產生裂縫問題。

泵送時，潤滑輸送管的砂漿應分散布料，厚度不應大于30mm，不得集中澆筑在同一處，否則梁、板的底面可能會發生開裂等問題。

混凝土強度達到1.2MPa前，不得在其上踩踏、堆放物料、安裝模板及支架。

模板的安裝必須保證整體牢固、接縫嚴密，混凝土澆筑時不應發生鼓模、漏漿現象。脫模劑應涂刷均勻，并有一定的成膜強度。澆筑混凝土時模板內不能有積水，否則梁、板的底面局部可能會出現返砂、掉皮等問題。

混凝土泵送采用的布料機一般安裝在鋼筋或模板上。由于布料機高，泵送時帶來的搖晃與振動較大，并傳遞到了鋼筋或模板上，可能會造成前面澆筑已過初凝時間的混凝土產生裂縫。

應有高溫、雨季、大風、大雪、氣溫驟降等天氣的應急預案和預防措施，保證澆筑后的混凝土結構質量。

預拌混凝土與過去的現場自拌混凝土相比，預拌混凝土有時顯得“弱不禁風”，更易開裂。其原因主要是:

過去的現場自拌混凝土不摻外加劑、砂率小（石子用量多）、坍落度小（90mm以下），因此相對來說裂縫較少。如今的預拌混凝土基本都采用泵送施工工藝，為了滿足泵送要求，必須增大坍落度和砂率，并摻入減水類外加劑。這三個參數是泵送混凝土易裂的主要原因。坍落度大、砂率高導致了混凝土的勻質性和體積穩定性下降，減水類外加劑的摻入增加了混凝土的自收縮。至于摻入的礦物摻和料，只要應用合理一般不會增加混凝土的收縮，相反起到改善混凝土性能的作用。特別是粉煤灰的應用，不僅能夠改善混凝土拌和物的和易性，還能延緩混凝土“峰溫”的出現，改善混凝土的抗裂性能，而且混凝土后期強度也有所提高。當然，摻入礦物摻和料的混凝土，如果早期養護不當將明顯降低應有的作用，這是施工過程中必須注意的。

清華大學廉慧珍教授指出，在當前水泥強度不斷提高和細度越來越細的情況下，如果沒有礦物摻和料，混凝土結構耐久性的問題將無法解決。如1999年，距離美國西部大陸約4000km太平洋的一個小島上，要建一座廟宇。為了保證1000年的使用壽命，筏型基礎混凝土粉煤灰摻量近60%。因附近島嶼都沒有粉煤灰，必須從美國西海岸的火電廠運來，而費用每噸是硅酸鹽水泥的3倍。這是一個為了確保混凝土具有長期耐久性最典型的工程實例[7]。

7 結語

預拌混凝土交付后，供方往往還要面臨這樣那樣的問題，究其原因很多是因為施工細節沒有做到位造成的，但需方卻想要供方承擔責任，糾紛與爭議由此產生。然而，由于供方在建筑行業處于弱勢群體地位，吃小虧一般以忍讓結束，若吃大虧時只能對簿公堂。

《預拌混凝土》GB/T14902—2012第9.1.3 條明確規定，預拌混凝土質量驗收應以交貨檢驗結果作為依據。但是近年來，一些施工企業在預拌混凝土供貨合同中明確提出供方要對混凝土結構實體的質量負責，供方若不接受基本就沒有合作的機會。這是霸王條款、推卸責任、對工程質量不負責任的行為。

預拌混凝土屬半成品，交付后主要依靠需方嚴格按相關標準規范進行精心組織與施工，才能保證混凝土結構的質量。只要需方相關制度健全、不流于形式，形成制度化、程序化、標準化的管理模式，有系統性和針對性培訓地施工人員，提高施工人員的質量意識，大部分質量問題是完全可以避免發生的。

當然，混凝土結構質量不只是承擔工程施工的建筑施工企業一家的事情。預拌混凝土的生產企業，應建立健全各項管理制度和質量保證體系，認真落實，把好混凝土源頭關，確保混凝土生產質量和連續供應。混凝土結構質量不只是施工企業與混凝土生產企業兩家的事情，還與設計、原材料生產、建設、工程監理以及相關行業主管部門有關。各相關單位應各司其職，環環把關，才能更好地保證工程質量。