大體積混凝土超時緩凝事故原因分析和處置措施

大體積混凝土超時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32m，寬32m，厚2.5m，混凝土設(shè)計強度為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)計計算出混凝土在凝結(jié)過程中，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度所克服；（2）準(zhǔn)備草墊及薄膜對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）安裝測溫管道隨時檢測混凝土內(nèi)外溫度以便隨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(jìn)行了大體積混凝土的配合比設(shè)計。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，對混凝土攪拌站進(jìn)行了技術(shù)交底，同時要求攪拌站添加ZY-1型膨脹剤，以預(yù)防早期收縮，混凝土凝結(jié)時間要求為48h初凝。本筏板基從3月16日晚上23時左右開始澆筑混凝土。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52h，澆筑期間的平均氣溫在10～15℃左右?；炷翝仓瓿珊?，19日、20日靜養(yǎng)了兩天，21日施工單位開始在筏板基礎(chǔ)進(jìn)行施工作業(yè)時發(fā)現(xiàn)混凝土沒有凝固，當(dāng)即向有關(guān)單位進(jìn)行了報告。3應(yīng)急處理措施及過程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，以避免對未凝固的混凝土產(chǎn)生破壞。與此同時施工單位對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)混凝土配合比時間對不上號，混凝土試件發(fā)生緩凝現(xiàn)象外，生產(chǎn)過程未發(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)象估計是外加劑加多了所致，過幾天混凝土?xí)Y(jié)。同時施工單位對現(xiàn)場的混凝土進(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，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有凝結(jié)，其中有1個點，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)，中間層混凝土個別地方基本無強度；施工單位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超時緩凝，為了加快混凝土水化反應(yīng)，從23日上午開始，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，同時對整個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)，并對筏板基礎(chǔ)內(nèi)部溫度進(jìn)行嚴(yán)格的測量監(jiān)控。23日筏板基礎(chǔ)還暫無明顯升溫。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)測顯示出最先澆筑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?xí)簾o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，混凝土內(nèi)部局部溫度點達(dá)到峰值，表面溫度上升到40℃。28日，整個筏板基礎(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，攪拌站委托檢測公司對筏板基礎(chǔ)混凝土進(jìn)行檢測，對筏板基礎(chǔ)進(jìn)行了局部鉆芯取樣，用以驗證筏板基礎(chǔ)是否該打掉還是該保留。經(jīng)檢測混凝土抗壓最低的34MPa，高的達(dá)到40MPa以上，中期強度無問題。4月1日整個筏板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(shè)單位委托重慶市建筑科學(xué)研究院混凝土研究所對筏板基礎(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個芯樣，4月10日進(jìn)行試驗，芯樣混凝土強度。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)中時有發(fā)生，但是該工程這樣長時間沒有凝固的事故確實少見。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混凝土試驗階段為什么會發(fā)生混凝土緩凝指標(biāo)的誤判攪拌站在測試混凝土凝結(jié)時間時，技術(shù)部的人員用試件的手感來判定混凝土的凝結(jié)時間，感覺混凝土試件凝固了，于是就下了混凝土凝結(jié)時間的結(jié)果。但是現(xiàn)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(xiàn)場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，有一定的強度，但這強度不是水泥水化反應(yīng)而來的，是風(fēng)干而來的。因此沒有經(jīng)驗的人就會錯誤認(rèn)為混凝土已經(jīng)初凝，這是極其錯誤的。在《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50080-2002中，混凝土凝結(jié)時間的測定是利用貫入阻力儀來進(jìn)行檢測的。攪拌站在進(jìn)行混凝土試配試驗時，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，造成混凝土在試驗室的緩凝時間與現(xiàn)場混凝土緩凝時間不一致。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，由于具備多羥基，對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)澆筑時的氣溫下降，是造成此次混凝土超時緩凝的次要原因。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)時間也會超長10h，兩種不利因素的作用，造成了此次混凝