关于不凝混凝土粉煤灰超量掺加的判别方法

任林燕，马永胜，郝源，李斌，张雅莉，王宝君，杨淑霞

（1. 潍坊京泰新型建材有限公司，山东 潍坊 261000；2. 黑龙江省建筑材料工业规划设计研究院，黑龙江哈尔滨 150080；3. 牡丹江天马水泥有限公司，黑龙江 牡丹江 157000）

0 引言

2018 年 8 月 14 日，笔者来到某市某工程 4#、5#楼一层混凝土楼出现不凝事故现场，看到 5# 楼一层梁板墙柱不凝部位两处总体积约 35 立方米，已经拆除完毕，准备重新浇筑；4# 楼一层八根梁柱总体积 30 立方米，及陆续发现梁板混凝土不凝情况总计约 160 立方米。混凝土强度严重不足，准备采取支护措施处理，保证施工进度，降低支护加固费用。同时开展事故原因调查，拿出整改措施，在确保混凝土生产同时不再发生类似质量问题。

通过详细走访调查，听取相关人员情况介绍，调取操作系统记录等，8 月 7 日 8：00 至 24：00 生产混凝土1780 方，发往六个工地，确认导致该起事故的混凝土系 8 月 7 日 1# 站 13：55：56 至 16：23：47 止连续生产并发往工地 4#、5# 楼的 15 车混凝土，共计 160 方，采用的是 2 号水泥库，而发往其它工地的混凝土采用的是 3#水泥库，六个工地所用粉煤灰库与泵送剂罐始终一致。所有供货工地复查证实此后再无类似问题发生。

1 调查不凝混凝土发生原因

通过工地现场取样，问题混凝土的可能：实际配合比中外加剂严重超量，或者水泥粉煤灰比例严重失调。

采取排除法对事故开展调查和分析。查进厂检斤单、合格证，确认当天使用的进厂水泥、粉煤灰、外加剂质量合格；现场勘查没有证据证明水泥仓混入粉煤灰；查 1# 站操作系统生产配合比记录中配合比数据、发货单正常；现场勘查水泥仓、粉煤灰仓、外加剂仓使用正常。

1.1 查找原因

推测判断导致该起质量事故的直接原因可能有两种：

（1）工控计算机系统突然异常失灵，该时段外加剂秤失控，致使 15 车混凝土外加剂超掺，导致混凝土不凝。

（2）该批混凝土配合比中粉煤灰过量、水泥量不足导致混凝土不凝。

1.2 措施

针对上述两种情况采取如下措施避免事故再次发生：

（1）设备上：1# 站更换一套新主机控制系统，彻底避免因液剂秤失灵致使外加剂超掺情况再次发生。

（2）管理上：马上联系安装液剂秤专用监控摄像系统，并设专人负责监控掺加，确保今后 1# 站每一盘料生产过程外加剂掺量稳定可靠；组织对本月西站外加剂消耗进行盘点。

（3）技术上：开盘鉴定、试块留样、严控水泥、粉煤灰仓标识及进厂入仓上锁管理程序。研究方案对事故混凝土样品做化学分析，尽快得出发生混凝土不凝现象的依据，对这种混凝土强度严重不足，后续强度是否增长，为采取加固措施，保证施工进度，降低处置费用提供可靠依据。

2 分析粉煤灰是否超量掺加

笔者从技术角度判断第一种外加剂超量掺加，导致混凝土不凝可能性不会持续 7 天不凝。笔者认为第二种可能性大：配合比中粉煤灰超量掺加、水泥用量严重不足导致混凝土不凝。

2.1 分析目的

分析混凝土中粉煤灰是否超量掺加。

2.2 分析措施

利用水泥与粉煤灰中 CaO 数据差异悬殊这一特点，判断这起事故是否为超量掺加粉煤灰所致。

2.3 分析方法

采用氟硅酸钾容量法（氢氧化钠熔样-EDTA 滴定法中 CaO 分析原理是分析样品中全钙）。

3 样品制备

（1）样品 3# 与 4# 制备日期是 8 月 16 日，样品为 8 月 14 日和 8 月 15 日取 4# 楼墙柱同一部位混凝土筛除砂石骨料，轻轻破碎混凝土，取碎末烘干 1 小时（105℃）后通过 0.2mm 方孔筛得到粉末。

（2）样品 5# 制备日期是 8 月 14 日（与 3# 是同一时间同一部所取样品），用水浸泡后用人工简易方法得到液体（东风站没有 0.2mm 方孔筛），液体烘干 5 小时（烘干箱温度是 105℃，2 小时就能烘干到位，但因去西站调取数据没有及时取出）得到粉末。

（3）样品 6# 制备日期是 8 月 14 日，采用 14#、15# 楼墙柱 C35 生产配合比试拌 5L 混凝土样品，同样用水浸泡后用人工简易方法得到液体（东风站没有0.15mm 方孔筛），液体烘干（烘干箱温度是 105℃）得到粉末。

4 分析结果

通过公司 2 和公司 3 两个试验室做的对比试验（结果见表 1）可以看到，同一样品 CaO 含量检测结果误差很小，对分析结论的影响可以忽略，所以仍以公司 2 试验数据做分析依据。

（1）不同日期、不同批次三个水泥公司试验分析结果显示，水泥 A 与水泥 1#、粉煤灰 B 与粉煤灰 2# 质量均匀稳定，同时证明水泥与粉煤灰中 CaO 数据差异悬殊。

（2）样品 3# 与 4# 取样时间不同，3# 与 5# 制备方法不同，但 CaO 数据分析结果相同。

（3）样品 6# 是 C35 生产配合比试拌混凝土样品，但与 C、D 计算及分析结果一致，说明试拌混凝土样品中 CaO 数据与理论推算一致，6# 比 D 略有偏低主要原因是人工简易制备得到的分析样品时，有微小砂石残余混入。C、D 是 C35 生产配合比中水泥与粉煤灰按比例配制的样品，C 中各成分是加权平均计算得出，D 是实验分析结果，C、D 数据一致。

（4）从样品 3#、4#、5# 分析结果看粉煤灰占比大，利用公式：

(49.28x+4.28y)/(x+y)=23.78 与 x+y=420

得出编号 3# 混凝土样品中：水泥=182kg/m3，粉煤灰=238kg/m3；利用公式：

(49.28x+4.28y)/(x+y)=24.72 与 x+y=420

得出编号 4# 混凝土样品中：水泥=191kg/m3，粉煤灰=229kg/m3；利用公式：

(49.28x+4.28y)/(x+y)=23.92 与 x+y=420

得出编号 5# 混凝土样品中：水泥=183kg/m3，粉煤灰=237kg/m3。

表1 4# 楼墙柱 C35 混凝土化学成分

以上数据与正常 C35 混凝土配合比中，水泥=320kg/m3，粉煤灰=100kg/m3有较大差距。证明该起混凝土不凝事故是由粉煤灰超量掺加引起的，推断过量掺加原因是有一车粉煤灰（约 50 吨左右）混进水泥仓中。

（5）样品 3# 至 6# 四组样品经过烘干后 CaO 含量分析结果是否受影响？我们在多方咨询各级专家的基础上，认为：3#～6# 四组样品制备方式不同，但都经过不同程度烘干，数据结果一致，不影响现有分析结果。

5 结论

利用水泥与粉煤灰中 CaO 数据差异悬殊这一特点，采用 GB/T 176—2017 中氟硅酸钾容量法（氢氧化钠熔样-EDTA 滴定法中 CaO 分析原理是分析样品中全钙），通过对水泥、粉煤灰、混凝土拌合物及施工现场不凝混凝土 CaO 分析，计算出不凝混凝土中水泥、粉煤灰实际掺量，对分析工程质量事故及采取加固措施，保证施工进度，降低处置费用提供可靠依据。