大体积混凝土超时缓凝事故原因分析和处置措施

大体积混凝土超时缓凝事故原因分析和处置措施1工程概况该工程为45层超高层建筑，其中：地下裙房为2层，塔楼为43层，建筑物总高度为145.95m，塔楼下设筏板基础，该基础平面形状为矩形，长32m，宽32m，厚2.5m，混凝土设计强度为C40，属大体积混凝土。2施工情况为了浇筑成功筏板基础大体积混凝土，施工单位编制了筏板基础大体积混凝土施工方案。主要措施为：（1）根据配合比设计计算出混凝土在凝结过程中，混凝土内部因水化热产生的拉应力能被混凝土的早期抗拉强度所克服；（2）准备草垫及薄膜对大体积混凝土表面进行保温保湿养护；在大体积混凝土内部设置管道用以调节混凝土内部温度；（3）安装测温管道随时检测混凝土内外温度以便随时采取增温及降温措施；（4）安装多功能钢架以避免钢筋位移等。混凝土搅拌站进行了大体积混凝土的配合比设计。施工单位为了控制大体积混凝土的内外温差，防止温度裂缝的产生，对混凝土搅拌站进行了技术交底，同时要求搅拌站添加ZY-1型膨胀剤，以预防早期收缩，混凝土凝结时间要求为48h初凝。本筏板基从3月16日晚上23时左右开始浇筑混凝土。建筑方向由西向东斜向分层浇筑。到3月19日2点左右全部混凝土浇筑完成，混凝土总浇筑方量约为3000m3，本次浇筑共用时52h，浇筑期间的平均气温在10～15℃左右。混凝土浇筑完成后，19日、20日静养了两天，21日施工单位开始在筏板基础进行施工作业时发现混凝土没有凝固，当即向有关单位进行了报告。3应急处理措施及过程3月22日，施工单位停止了筏板基础工程除保温保湿工作外的一切施工工作，并停止筏板表面的一切有负荷施工，以避免对未凝固的混凝土产生破坏。与此同时施工单位对混凝土搅拌站的混凝土生产情况进行了调查，除发现混凝土配合比时间对不上号，混凝土试件发生缓凝现象外，生产过程未发现异常情况，并初步判断：大体积混凝土发生缓凝现象估计是外加剂加多了所致，过几天混凝土会凝结。同时施工单位对现场的混凝土进行调查，方法为：在结构中的拌合物取回一桶，成型两组试件进行试验，一组进行同条件养护，一组进行热水养护。3月22日（距混凝土入模时间约5～6d）下午筏板基础混凝土表面大部分凝结，但表面以下约100～200mm处的混凝土还成塑性状态；平面上局部地方的混凝土还没有凝结，其中有1个点，用钢钎插至混凝土内部可达2m深左右；立面上：上下部混凝土已凝结，中间层混凝土个别地方基本无强度；施工单位对大体积混凝土的测温记录为：22～55℃左右，下部温度约高，中间温度约低，表面温度最低。过多的缓凝剂造成了混凝土超时缓凝，为了加快混凝土水化反应，从23日上午开始，施工单位组织了废油桶、水管、水泵及液化气灶等，在筏基表面进行烧热水养护，但由于混凝土板面较大，热水养护后，效果不理想。通过观察，施工单位调整了加热方案，由以前的表面加温改成通过预埋的循环水管道进行内部热水循环加温，水温控制在50℃左右，同时对整个筏板表面增加了草帘和塑料布覆盖进行表面保温养护，并对筏板基础内部温度进行严格的测量监控。23日筏板基础还暂无明显升温。24日继续进行热水循环升温措施和保温养护，温度监测显示出最先浇筑的混凝土开始水化放热，局部温度上升到40℃以上，但大面积混凝土暂无明显的水化放热现象。25日，混凝土内部局部温度有所上升，表面无变化。26日，整个筏基混凝土温度都有明显上升，但表面温度不高。27日，混凝土内部局部温度点达到峰值，表面温度上升到40℃。28日，整个筏板基础表面均已明显感到水化放热的温升，大部分表面都在40℃左右，中下部温度在50～60℃。31日，搅拌站委托检测公司对筏板基础混凝土进行检测，对筏板基础进行了局部钻芯取样，用以验证筏板基础是否该打掉还是该保留。经检测混凝土抗压最低的34MPa，高的达到40MPa以上，中期强度无问题。4月1日整个筏板表面及中下部温度开始呈缓慢下降趋势，证明整个筏体混凝土的水化放热峰值已过。4月6日，建设单位委托重庆市建筑科学研究院混凝土研究所对筏板基础混凝土进行质量鉴定，研究所利用地勘钻进行试探性的取芯，先取了5个芯样，4月10日进行试验，芯样混凝土强度。4原因分析混凝土发生超缓凝的现象，在混凝土生产中时有发生，但是该工程这样长时间没有凝固的事故确实少见。发生超缓凝的主要原因是泵送剂中缓凝剂超量所致。4.1混凝土试验阶段为什么会发生混凝土缓凝指标的误判搅拌站在测试混凝土凝结时间时，技术部的人员用试件的手感来判定混凝土的凝结时间，感觉混凝土试件凝固了，于是就下了混凝土凝结时间的结果。但是现场混凝土与试件混凝土却是不同的，这主要是由于试件与现场筏基块体之间的体积差异太大，试件表面由于脱水干燥，表面形成了一层硬壳，有一定的强度，但这强度不是水泥水化反应而来的，是风干而来的。因此没有经验的人就会错误认为混凝土已经初凝，这是极其错误的。在《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2002中，混凝土凝结时间的测定是利用贯入阻力仪来进行检测的。搅拌站在进行混凝土试配试验时，采用人的手指进行划痕的方法而不是规范规定的方法，造成混凝土在试验室的缓凝时间与现场混凝土缓凝时间不一致。4.2多加了缓凝剂对混凝土带来的影响该工程多加的缓凝剂主要成分是白糖，分子式C12H22O11，由于具备多羟基，对水泥具有缓凝的作用，因此常用作混凝土缓凝剂。缓凝剂的作用是吸附在水泥的表面，延长水泥水化反应期，抑制水泥石的形成，达到缓凝的目的，故是混凝土发生缓凝的主要原因。混凝土生产浇筑时的气温下降，是造成此次混凝土超时缓凝的次要原因。水泥的水化反应随着温度的增加而变快，混凝土浇筑时的最低温度为10℃，此温度下，即使不使用缓凝剂，混凝土的凝结时间也会超长10h，两种不利因素的作用，造成了此次混凝