地铁工程混凝土标养试件强度异常浅析
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摘要：针对某市地铁n号线工程混凝土试块抗压强度大面积超强的现象，从混凝土公司供应原材，施工单位制作、养护方法、配合比设计三个方面进行分析，利用原材料的抽检结果对混凝土强度进行反推计算，总结混凝土试块抗压强度超强的原因，并给出相应质量控制措施及建议，指导工程现场对混凝土质量的控制。
关键词：地铁工程；混凝土；强度超强；质量控制措施
1总体情况
根据江苏省《建设工程质量检测规程》DGJ32/J21—2009对试块的超强有所规定，其主要原因是担心送检试块作假，不能反映实体质量的真实情况。虽然目前某市地铁n号线工程混凝土整体超强较多，但根据已取芯验证的结果可以看出，目前各标段送检的试块真实性较好。
1.1TA01标混凝土异常情况
TA01标截至目前，共送检57组混凝土标养试件，其中超强15组，占比26.3%，其混凝土供应商为A商混站。
1.2TA04标混凝土异常情况
TA04标截至目前，共送检1101组混凝土标养试件，其中不合格19组，占比1.7%，超强93组，占比8.4%，其混凝土供应商为A商混站。
2混凝土强度评定
由于TA04标工程开工早，试块组数多，因此选取TA04标进行混凝土强度评定相对更具有统计学意义，根据GB50107—2010《混凝土强度检验评定标准》评定要求，由于检验批次中不合格混凝土试件已按相关规范要求进行闭合处理，故不参与评定，本次评定范围为检验批次中除不合格外的所有试件。评定结果如表1、2所示。评定结果均合格。
3原因分析
3.1混凝土公司方面
原材料的质量对混凝土强度影响较大，对混凝土公司原材料抽检检测结果统计发现，水泥的28d抗压强度和碎石的压碎指标相对波动较大，其他原材料则相对平稳；而水泥强度和碎石的压碎指标直接影响混凝土强度，其检测结果分布如下：由图1可知，水泥28d抗压强度检测结果基本在50MPa左右，2020年12月至今水泥28d抗压强度检测结果有明显增长，28d抗压强度极差达8.7MPa。水泥强度的提高将促进混凝土强度的增长。（2）碎石抽检结果碎石的压碎指标检测结果波动较大，其极差达3.1%。根据之前混凝土试件破坏状态看，试块断裂出现在骨料的情况较多。而如今随着碎石压碎指标的降低，碎石强度变高，断裂面由碎石转向胶材与骨料的胶结面，因此，碎石的压碎指标波动会导致混凝土强度的波动。从多次对混凝土公司的监督检查过程中发现，其骨料含水率检测存在数据失真的现象，而骨料含水率将直接影响整个混凝土的真实配合比，骨料含水率的检测结果不准，也会导致混凝土质量出现波动。
3.2施工单位方面
3.2.1试件制作。施工单位试验员制作试块时从搅拌车尾部取料，骨料粒径偏大且过于饱满，造成部分试块强度过高；试件制作时收面过高，导致试件尺寸偏大，取样的不均匀性和制作试件的不规范性都会导致混凝土抗压强度波动。3.2.2试件养护。结合现场巡查记录发现，施工单位现场混凝土标准养护室个别时间段出现温湿度不满足规范要求，现场混凝土成型养护温度也不满足规范要求，养护不规范也容易导致混凝土抗压强度出现波动。
3.3配合比设计与执行方面
以TA04标（a商混站）的C35水下混凝土为例，罗列设计图纸对混凝土配合比要求以及配合比试配结果，结果见表3~5。利用检测中心对原材料的抽检结果对混凝土强度进行反推计算（A商混站供应的混凝土占比例较大，因此计算只考虑A商混站），过程如下：TA04标A商混站C35水下混凝土配合比设计计算书中水泥28d强度为49.0MPa，试配强度为48.5MPa，水胶比为0.41；水泥28d强度抽检结果平均值为52.5MPa，选取粉煤灰影响系数0.83，矿渣粉影响系数1.0，计算得出实际水胶比为0.44。实际0.44的水胶比就能满足相应强度，但混凝土仍按照0.41的水胶比生产，水胶比越小，强度越高，仅考虑水泥胶砂强度的情况下，假设水胶比与混凝土成线性关系，则水胶比0.44对应的混凝土强度应为52.0MPa，相比原来试配强度高3.5MPa。计算结果统计见表6。因此，在骨料、胶材质量变好和原本配合比设计较为保守的情况下，在混凝土公司严格执行配合比后，相对较容易出现混凝土抗压强度超强。
4结论
（1）通过对混凝土公司抽检的原材料检测结果可以看出，2021年后粗骨料的压碎指标有了明显改善，水泥的28d强度也有明显增长。不同时期、不同混凝土公司试配出的混凝土抗压强度差别较大，因此混凝土原材料的品质对混凝土抗压强度影响较大。（2）此次混凝土的大面积超强现象的发生，主要原因是配合比本身未作适当优化，但结合各标段的设计图纸可以看出，配合比优化的空间较小，以至于较难大幅度降低混凝土抗压强度，因此，为防止后期试块出现超强现象，建议各施工单位与设计单位有效沟通，使得配合比有足够的优化空间。（3）为保证混凝土在水下的成型质量，设计图纸对C35水下混凝土的设计要求为提高一个等级设计，即参照C40混凝土设计，而如今检测报告的判定仍为C35，加之C35水下混凝土标养试件的制作、养护条件均按规范要求执行，故提高一个等级设计也是C35水下混凝土标养试件超强的原因之一。
5质量控制措施及建议
（1）对混凝土公司原材料加强管理、对混凝土公司自检情况进行核查，尤其是砂、石料含水率的测定是否准确，以及骨料含水率的均匀性，后期加大原材料抽检频率。（2）在对现场混凝土取样前应确保搅拌车内的混凝土足够均匀，为防止不均匀，应要求现场搅拌车快速转动3min，然后取料做坍落度，做坍落度试验前，应将混凝土倒置在铁板上来回拌合不少于3次，再进行坍落度试验，坍落度检测合格后，按照规范要求分三个部位进行取样，取样位置尽量按照1/4、1/2、3/4三个位置，混凝土试件成型应严格按照GB/T50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》进行。（3）在混凝土生产过程中应注重后场管理，在混凝土开盘前，施工、监理、检测中心对拌合站的计量设备、搅拌站操作系统进行全过程检查与旁站，检测中心对施工单位取样的规范性、混凝土公司配合比执行情况进行严格监督，严格按照设计配合比执行。（4）在落实后场信息化之前，建议各施工单位、监理单位安排专人驻场监督管理。（5）建议混凝土公司通过调整掺合料的掺量来确保调整后的配合比（含基准、上、下调）均满足图纸要求，通过调整试配，从而选择更合理的混凝土配合比。检测中心配合施工单位对C35水下混凝土配合比进行适当优化，并负责审核优化方案的合理性。
作者:周豪 单位:江苏省建筑工程质量检测中心有限公司
