大體積混凝土超時(shí)緩凝事故原因分析和處置措施

大體積混凝土超時(shí)緩凝事故原因分析和處置措施1工程概況該工程為45層超高層建筑，其中：地下裙房為2層，塔樓為43層，建筑物總高度為145.95m，塔樓下設(shè)筏板基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)平面形狀為矩形，長(zhǎng)32m，寬32m，厚2.5m，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C40，屬大體積混凝土。2施工情況為了澆筑成功筏板基礎(chǔ)大體積混凝土，施工單位編制了筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工方案。主要措施為：（1）根據(jù)配合比設(shè)計(jì)計(jì)算出混凝土在凝結(jié)過(guò)程中，混凝土內(nèi)部因水化熱產(chǎn)生的拉應(yīng)力能被混凝土的早期抗拉強(qiáng)度所克服；（2）準(zhǔn)備草墊及薄膜對(duì)大體積混凝土表面進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)；在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置管道用以調(diào)節(jié)混凝土內(nèi)部溫度；（3）安裝測(cè)溫管道隨時(shí)檢測(cè)混凝土內(nèi)外溫度以便隨時(shí)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?；炷翑嚢枵具M(jìn)行了大體積混凝土的配合比設(shè)計(jì)。施工單位為了控制大體積混凝土的內(nèi)外溫差，防止溫度裂縫的產(chǎn)生，對(duì)混凝土攪拌站進(jìn)行了技術(shù)交底，同時(shí)要求攪拌站添加ZY-1型膨脹剤，以預(yù)防早期收縮，混凝土凝結(jié)時(shí)間要求為48h初凝。本筏板基從3月16日晚上23時(shí)左右開(kāi)始澆筑混凝土。建筑方向由西向東斜向分層澆筑。到3月19日2點(diǎn)左右全部混凝土澆筑完成，混凝土總澆筑方量約為3000m3，本次澆筑共用時(shí)52h，澆筑期間的平均氣溫在10～15℃左右?；炷翝仓瓿珊螅?9日、20日靜養(yǎng)了兩天，21日施工單位開(kāi)始在筏板基礎(chǔ)進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土沒(méi)有凝固，當(dāng)即向有關(guān)單位進(jìn)行了報(bào)告。3應(yīng)急處理措施及過(guò)程3月22日，施工單位停止了筏板基礎(chǔ)工程除保溫保濕工作外的一切施工工作，并停止筏板表面的一切有負(fù)荷施工，以避免對(duì)未凝固的混凝土產(chǎn)生破壞。與此同時(shí)施工單位對(duì)混凝土攪拌站的混凝土生產(chǎn)情況進(jìn)行了調(diào)查，除發(fā)現(xiàn)混凝土配合比時(shí)間對(duì)不上號(hào)，混凝土試件發(fā)生緩凝現(xiàn)象外，生產(chǎn)過(guò)程未發(fā)現(xiàn)異常情況，并初步判斷：大體積混凝土發(fā)生緩凝現(xiàn)象估計(jì)是外加劑加多了所致，過(guò)幾天混凝土?xí)Y(jié)。同時(shí)施工單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的混凝土進(jìn)行調(diào)查，方法為：在結(jié)構(gòu)中的拌合物取回一桶，成型兩組試件進(jìn)行試驗(yàn)，一組進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù)，一組進(jìn)行熱水養(yǎng)護(hù)。3月22日（距混凝土入模時(shí)間約5～6d）下午筏板基礎(chǔ)混凝土表面大部分凝結(jié)，但表面以下約100～200mm處的混凝土還成塑性狀態(tài)；平面上局部地方的混凝土還沒(méi)有凝結(jié)，其中有1個(gè)點(diǎn)，用鋼釬插至混凝土內(nèi)部可達(dá)2m深左右；立面上：上下部混凝土已凝結(jié)，中間層混凝土個(gè)別地方基本無(wú)強(qiáng)度；施工單位對(duì)大體積混凝土的測(cè)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(guò)多的緩凝劑造成了混凝土超時(shí)緩凝，為了加快混凝土水化反應(yīng)，從23日上午開(kāi)始，施工單位組織了廢油桶、水管、水泵及液化氣灶等，在筏基表面進(jìn)行燒熱水養(yǎng)護(hù)，但由于混凝土板面較大，熱水養(yǎng)護(hù)后，效果不理想。通過(guò)觀察，施工單位調(diào)整了加熱方案，由以前的表面加溫改成通過(guò)預(yù)埋的循環(huán)水管道進(jìn)行內(nèi)部熱水循環(huán)加溫，水溫控制在50℃左右，同時(shí)對(duì)整個(gè)筏板表面增加了草簾和塑料布覆蓋進(jìn)行表面保溫養(yǎng)護(hù)，并對(duì)筏板基礎(chǔ)內(nèi)部溫度進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量監(jiān)控。23日筏板基礎(chǔ)還暫無(wú)明顯升溫。24日繼續(xù)進(jìn)行熱水循環(huán)升溫措施和保溫養(yǎng)護(hù)，溫度監(jiān)測(cè)顯示出最先澆筑的混凝土開(kāi)始水化放熱，局部溫度上升到40℃以上，但大面積混凝土?xí)簾o(wú)明顯的水化放熱現(xiàn)象。25日，混凝土內(nèi)部局部溫度有所上升，表面無(wú)變化。26日，整個(gè)筏基混凝土溫度都有明顯上升，但表面溫度不高。27日，混凝土內(nèi)部局部溫度點(diǎn)達(dá)到峰值，表面溫度上升到40℃。28日，整個(gè)筏板基礎(chǔ)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(cè)公司對(duì)筏板基礎(chǔ)混凝土進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)筏板基礎(chǔ)進(jìn)行了局部鉆芯取樣，用以驗(yàn)證筏板基礎(chǔ)是否該打掉還是該保留。經(jīng)檢測(cè)混凝土抗壓最低的34MPa，高的達(dá)到40MPa以上，中期強(qiáng)度無(wú)問(wèn)題。4月1日整個(gè)筏板表面及中下部溫度開(kāi)始呈緩慢下降趨勢(shì)，證明整個(gè)筏體混凝土的水化放熱峰值已過(guò)。4月6日，建設(shè)單位委托重慶市建筑科學(xué)研究院混凝土研究所對(duì)筏板基礎(chǔ)混凝土進(jìn)行質(zhì)量鑒定，研究所利用地勘鉆進(jìn)行試探性的取芯，先取了5個(gè)芯樣，4月10日進(jìn)行試驗(yàn)，芯樣混凝土強(qiáng)度。4原因分析混凝土發(fā)生超緩凝的現(xiàn)象，在混凝土生產(chǎn)中時(shí)有發(fā)生，但是該工程這樣長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有凝固的事故確實(shí)少見(jiàn)。發(fā)生超緩凝的主要原因是泵送劑中緩凝劑超量所致。4.1混凝土試驗(yàn)階段為什么會(huì)發(fā)生混凝土緩凝指標(biāo)的誤判攪拌站在測(cè)試混凝土凝結(jié)時(shí)間時(shí)，技術(shù)部的人員用試件的手感來(lái)判定混凝土的凝結(jié)時(shí)間，感覺(jué)混凝土試件凝固了，于是就下了混凝土凝結(jié)時(shí)間的結(jié)果。但是現(xiàn)場(chǎng)混凝土與試件混凝土卻是不同的，這主要是由于試件與現(xiàn)場(chǎng)筏基塊體之間的體積差異太大，試件表面由于脫水干燥，表面形成了一層硬殼，有一定的強(qiáng)度，但這強(qiáng)度不是水泥水化反應(yīng)而來(lái)的，是風(fēng)干而來(lái)的。因此沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人就會(huì)錯(cuò)誤認(rèn)為混凝土已經(jīng)初凝，這是極其錯(cuò)誤的。在《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50080-2002中，混凝土凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定是利用貫入阻力儀來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的。攪拌站在進(jìn)行混凝土試配試驗(yàn)時(shí)，采用人的手指進(jìn)行劃痕的方法而不是規(guī)范規(guī)定的方法，造成混凝土在試驗(yàn)室的緩凝時(shí)間與現(xiàn)場(chǎng)混凝土緩凝時(shí)間不一致。4.2多加了緩凝劑對(duì)混凝土帶來(lái)的影響該工程多加的緩凝劑主要成分是白糖，分子式C12H22O11，由于具備多羥基，對(duì)水泥具有緩凝的作用，因此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(zhǎng)水泥水化反應(yīng)期，抑制水泥石的形成，達(dá)到緩凝的目的，故是混凝土發(fā)生緩凝的主要原因。混凝土生產(chǎn)澆筑時(shí)的氣溫下降，是造成此次混凝土超時(shí)緩凝的次要原因。水泥的水化反應(yīng)隨著溫度的增加而變快，混凝土澆筑時(shí)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(jié)時(shí)間也會(huì)超長(zhǎng)10h，兩種不利因素的作用，造成了此次混凝