大體積混凝土逾時緩凝事故的原因分析和處置措施

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工程概況

該工程為45層超高層建築，其中：地下裙房為2層，大廈為43層，建築物總高度為145.95m，大廈下設筏闆基礎，該基礎平面形狀為矩形，長32m，寬32m，厚2.5m，混凝土設計強度為C40，屬大體積混凝土。

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施工情況

為了澆築成功筏闆基礎大體積混凝土，施工機關編制了筏闆基礎大體積混凝土施工方案。主要措施為：

（1）根據配合比設計計算出混凝土在凝結過程中，混凝土内部因水化熱産生的拉應力能被混凝土的早期抗拉強度所克服；

（2）準備草墊及薄膜對大體積混凝土表面進行保溫保濕養護；在大體積混凝土内部設定管道用以調節混凝土内部溫度；

（3）安裝測溫管道随時檢測混凝土内外溫度以便随時采取增溫及降溫措施；

（4）安裝多功能鋼架以避免鋼筋位移等。混凝土攪拌站進行了大體積混凝土的配合比設計。

施工機關為了控制大體積混凝土的内外溫差，防止溫度裂縫的産生，對混凝土攪拌站進行了技術交底，同時要求攪拌站添加ZY-1型膨脹剤，以預防早期收縮，混凝土凝結時間要求為48h初凝。

本筏闆基從3月16日晚上23時左右開始澆築混凝土。建築方向由西向東斜向分層澆築。到3月19日2點左右全部混凝土澆築完成，混凝土總澆築方量約為3000m3，本次澆築共用時52h，澆築期間的平均氣溫在10～15℃左右。混凝土澆築完成後，19日、20日靜養了兩天，21日施工機關開始在筏闆基礎進行施工作業時發現混凝土沒有凝固，當即向有關機關進行了報告。

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應急處理措施及過程

3月22日，施工機關停止了筏闆基礎工程除保溫保濕工作外的一切施工工作，并停止筏闆表面的一切有負荷施工，以避免對未凝固的混凝土産生破壞。與此同時施工機關對混凝土攪拌站的混凝土生産情況進行了調查，除發現混凝土配合比時間對不上号，混凝土試件發生緩凝現象外，生産過程未發現異常情況，并初步判斷：大體積混凝土發生緩凝現象估計是外加劑加多了所緻，過幾天混凝土會凝結。同時施工機關對現場的混凝土進行調查，方法為：在結構中的拌合物取回一桶，成型兩組試件進行試驗，一組進行同條件養護，一組進行熱水養護。

3月22日（距混凝土入模時間約5～6d）下午筏闆基礎混凝土表面大部分凝結，但表面以下約100～200mm處的混凝土還成塑性狀态；平面上局部地方的混凝土還沒有凝結，其中有1個點，用鋼釺插至混凝土内部可達2m深左右；立面上：上下部混凝土已凝結，中間層混凝土個别地方基本無強度；施工機關對大體積混凝土的測溫記錄為：22～55℃左右，下部溫度約高，中間溫度約低，表面溫度最低。

過多的緩凝劑造成了混凝土逾時緩凝，為了加快混凝土水化反應，從23日上午開始，施工機關組織了廢油桶、水管、水泵及液化氣竈等，在筏基表面進行燒熱水養護，但由于混凝土闆面較大，熱水養護後，效果不理想。通過觀察，施工機關調整了加熱方案，由以前的表面加溫改成通過預埋的循環水管道進行内部熱水循環加溫，水溫控制在50℃左右，同時對整個筏闆表面增加了草簾和塑膠布覆寫進行表面保溫養護，并對筏闆基礎内部溫度進行嚴格的測量監控。

• 23日筏闆基礎還暫無明顯升溫。
• 24日繼續進行熱水循環升溫措施和保溫養護，溫度監測顯示出最先澆築的混凝土開始水化放熱，局部溫度上升到40℃以上，但大面積混凝土暫無明顯的水化放熱現象。
• 25日，混凝土内部局部溫度有所上升，表面無變化。
• 26日，整個筏基混凝土溫度都有明顯上升，但表面溫度不高。
• 27日，混凝土内部局部溫度點達到峰值，表面溫度上升到40℃。
• 28日，整個筏闆基礎表面均已明顯感到水化放熱的溫升，大部分表面都在40℃左右，中下部溫度在50～60℃。
• 31日，攪拌站委托檢測公司對筏闆基礎混凝土進行檢測，對筏闆基礎進行了局部鑽芯取樣，用以驗證筏闆基礎是否該打掉還是該保留。經檢測混凝土抗壓最低的34MPa，高的達到40MPa以上，中期強度無問題。
• 4月1日整個筏闆表面及中下部溫度開始呈緩慢下降趨勢，證明整個筏體混凝土的水化放熱峰值已過。
• 4月6日，建設機關委托重慶市建築科學研究院混凝土研究所對筏闆基礎混凝土進行品質鑒定，研究所利用地勘鑽進行試探性的取芯，先取了5個芯樣，4月10日進行試驗，芯樣混凝土強度詳見表1。

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原因分析

混凝土發生超緩凝的現象，在混凝土生産中時有發生，但是該工程這樣長時間沒有凝固的事故确實少見。發生超緩凝的主要原因是泵送劑中緩凝劑超量所緻。

4.1 混凝土試驗階段為什麼會發生混凝土緩凝名額的誤判

攪拌站在測試混凝土凝結時間時，技術部的人員用試件的手感來判定混凝土的凝結時間，感覺混凝土試件凝固了，于是就下了混凝土凝結時間的結果。但是現場混凝土與試件混凝土卻是不同的，這主要是由于試件與現場筏基塊體之間的體積差異太大，試件表面由于脫水幹燥，表面形成了一層硬殼，有一定的強度，但這強度不是水泥水化反應而來的，是風幹而來的。是以沒有經驗的人就會錯誤認為混凝土已經初凝，這是極其錯誤的。

在《普通混凝土拌合物性能試驗方法标準》GB/T50080-2002中，混凝土凝結時間的測定是利用貫入阻力儀來進行檢測的。攪拌站在進行混凝土試配試驗時，采用人的手指進行劃痕的方法而不是規範規定的方法，造成混凝土在試驗室的緩凝時間與現場混凝土緩凝時間不一緻。

4.2 多加了緩凝劑對混凝土帶來的影響

該工程多加的緩凝劑主要成分是白糖，分子式C12H22O11，由于具備多羟基，對水泥具有緩凝的作用，是以常用作混凝土緩凝劑。緩凝劑的作用是吸附在水泥的表面，延長水泥水化反應期，抑制水泥石的形成，達到緩凝的目的，故是混凝土發生緩凝的主要原因。

混凝土生産澆築時的氣溫下降，是造成此次混凝土逾時緩凝的次要原因。水泥的水化反應随着溫度的增加而變快，混凝土澆築時的最低溫度為10℃，此溫度下，即使不使用緩凝劑，混凝土的凝結時間也會超長10h，兩種不利因素的作用，造成了此次混凝土的凝結時間長達170h。

混凝土逾時緩凝以後到底對混凝土品質是否造成影響，重慶市建築科學研究院混凝土研究所對筏闆基礎混凝土進行品質鑒定，鑒定結果表明：混凝土品質達到設計和規範要求。故此，該工程筏闆基礎混凝土雖多加了緩凝劑，但對混凝土最終品質沒有影響。

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結 語

工程筏闆基礎大體積混凝土發生超長凝固的原因是大體積混凝土内緩凝劑超量摻加和混凝土在澆築時和混凝土澆築後連續多天出現氣溫偏低引起的。雖然混凝土品質最終達到了設計要求，但是以造成的工期損失以及對參建各方的心理均帶來不利影響。是以，一定要認真吸取這次品質事故的教訓，認真按規範規程的要求進行操作。