混凝土未完全硬化的原因及分析

1 起因与分析

某开发区生产车间工程钢筋混凝土条形基础，混凝土总体积约40立方米，强度设计等级为C30，混凝土配合比为1:1.24:3.04:0.44，混凝土设计表观密度为2400 kg/m³。混凝土所用材料为青海水泥厂生产的425#普通硅酸盐水泥，大同河砂石，自来水及NF减水剂，现场施工为普通搅拌机搅拌、小车运输、振捣棒振捣，施工温度为18℃。混凝土浇筑后，第二天检查发现混凝土未完全硬化，部分结块，部分呈疏松状，用锤轻轻敲击纷纷落下，混凝土强度没有达到设计要求，工程被迫停工。经多方面查找原因认为是施工质量出现问题，但对混凝土材料质量产生最大疑义，因此要求从两方面入手研究，以便采取必要的措施。

2 材料质量检测

2.1 水的检测

混凝土拌和水要求不含影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质、油脂和糖类。凡是PH值小与4，硫酸盐含量（SO2-4）超过水重的1%的水，都不宜使用 [1] 。

对水质有怀疑时，可将该水与洁净水分别制成混凝土试件，进行强度对比试验，如该水制成的试件强度不低于洁净水制成的试件强度，则该水为可用水，由强度对比实验可知，现场用水不会引起混凝土质量问题。所做试验结果见表1 。

表1 用水强度对比值

试件尺寸 项目 配合比 （㎝） 现场水 洁净水 1：1.24：3.04：0.44 15×15×15 1：1.24：3.04：0.44 15×15×15 试件强度（MPa） 平均强度 1 37.8 37.5 2 38.2 38.0 3 37.2 37.5 （MPa） 37.7 37.6 2.2 水泥检测

在混凝土中，水泥与水形成水泥浆，包裹在砂粒表面并填充砂粒间的空隙而形成砂浆，水泥砂浆又包裹石子并填充空隙而形成混凝土。水泥是混凝土中的胶凝材料，它的性能直接影响混凝土的强度和耐久性，该混凝土采用青海水泥厂生产的425#普通硅酸盐水泥，由实验结果可知，该水泥合格，满足规范要求，因

此不会引起混凝土质量问题，结果见表2 。

表2 425#水泥性能

项目 细度（0.08mm筛筛余率%） 初凝 凝结时间 终凝 体积安定性 沸煮法 抗压强度 3d 7d 胶砂强度 （MPa） 28d 3d 7d （MPa） 28d 标准[2] ≤10.0 ≥45min ≤10h 无裂纹、无翘曲 16.0 -- 42.5 3.5 -- 6.5 实际 4.5 170min 5.5h 合格 28.5 -- 50.3 4.7 -- 7.3 （MPa） 抗折强度 2.3 石子的检测

该工程所用石子为5 ~ 40mm的碎石，其含泥量为0.5%，针片状含量为10%，符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的要求[3]。同时，该石子长期使用，从未出现过影响混凝土强度问题，也未出现过碱骨料反应。因此，认为该石子不会引起混凝土质量问题。

2.4 NF减水剂的检测

该工程所用NF减水剂为淮南矿务局合成材料厂的产品，生产许可证、质量合格证齐全。并且该减水剂经长期工程实践证明，质量保证，性能稳定，是一种良好的外加剂，不会引起混凝土质量问题。经检测质量符合要求，结果见表3 。

表3 NF减水剂性能

项目 指标 外观 减水率 对钢筋锈蚀作用 与水泥相容性 掺量 红棕色粉末 15%~18% 无 良好 1.5% 2.5 砂的检测

由检测结果可知，该细砂的含泥量超标，根据规范（JGJ52-92）规定，普通混凝土用砂中有害杂质含量的含泥量小于等于3.0%，但该砂的含泥量已达6.4%，严重超标，不符合标准[4]。该工程所用砂经检测，其性能如表4 。

表4 砂的实验

筛孔尺寸 分计筛余量 分计筛余率 累计筛余细度模数 （%） 表观密度 含泥量（%） （㎜） 5.00 2.50 1.25 0.63 0.315 0.16 底盘 （g） 2.5 15.0 12.5 88.0 185 147 50 （%） 0.5 3.0 2.5 17.6 37 29.4 10 （㎏/m³） -- -- -- -- 1.82 -- -- -- -- -- -- 1410 -- -- 0.5 3.5 6.0 23.6 60.6 90.0 100.1 -- -- -- -- 6.4 -- -- 3 原因分析

从该混凝土的形态上可以看出有部分砂粒表面无水泥浆，大部分砂粒间水泥浆较少，因此，可以认为水泥浆没有完全把整个砂石粘结成一个整体。经分析引起该混凝土质量问题的原因有以下几点： （1）砂的质量：现场用砂含泥量超过标准一倍以上，导致泥粒总面积大幅度增加，需要更多的水泥浆包裹它们。同时，泥粒本身强度低，降低了混凝土的强度。

另一原因，砂子偏细，在重量相同情况下，表面积大大增加，需要更多的水泥浆包裹，否则将有部分砂粒和泥粒不能被水泥浆包裹，而形成砂团，没有强度，大大降低了混凝土的强度。

（2）水泥用量：在砂子偏细、含泥量较大前提下，按常规混凝土配合比设计，水泥量将偏少。不能使水泥浆充分包裹每一粒砂粒，导致混凝土强度降低。

（3）施工时搅拌时间：由于现场砂粒细、含泥量大，砂团不易分散，按常规搅拌时间，不能充分使水泥浆完全包裹砂粒。如增加搅拌时间，才能保证水泥浆与砂粒均匀混合，有效提高混凝土的强度。

4 处理方法

（1）把原先浇筑的混凝土刨除、清渣、布筋。

（2）把砂用水清洗，检测，洗过的砂细度模数为2.1，含泥量降低为1.5%，符合混凝土用砂要求。 （3）调整混凝土配合比，相应增大水泥用量，调整后配合比为1:1.17:2.72:0.44，设计表观密度为2400kg/m³。

（4）适当增加搅拌时间，原搅拌时间为3分钟，现搅拌时间为5分钟，保证了水泥浆与砂粒充分拌和。 经以上处理，顺利完成施工，并对试件进行检测，同时为确保工程质量的合格论证，并对混凝土采取了钻芯取样，达到了设计强度要求。检测结果如表5 。

表5 混凝土强度测试

强度值（MPa） 项目 试件尺寸（㎝） 1 37.5 混凝土 15×15×15 36.9 钻芯样品 15×15 36.0 38.4 37.2 38.1 36.5 达到 2 38.6 3 38.2 达到 是否达到C30值 5 结语

通过对本工程混凝土质量问题的检测与处理，可以看出：

（1）场施工中对混凝土质量的控制，只注重于影响强度的水泥强度和水灰比主要因素，而忽略了砂石质量等一些次要因素，从而出现了混凝土质量问题。

（2）强度质量监督与施工质量管理工作，是确保工程质量的重要保证。从本工程质量检测可知，施工中缺乏必要的质量监督工作，是工程质量的重大隐患。因此，应加强施工队伍自身的约束和监督，使其职责行

为规范化，使工程质量事故消灭于萌芽之中。

参考文献：

[1] JGJ63-．普通混凝土拌合用水质量标准[S]．

[2]中国建筑工业出版社编辑部．建筑材料规范大全[M]，中国建筑工业出版社，1995．124-128． [3] JGJ53-92．普通混凝土拌合用碎石或卵石质量标准及检验方法[S]． [4] JGJ52-92．普通混凝土拌合用砂质量标准及检验方法 [S]．