商品混凝土配合比監(jiān)控的缺失與對(duì)策

 0引言

1配合比監(jiān)管缺失原因 

1.1對(duì)混凝土的質(zhì)量控制體系缺乏清醒的認(rèn)識(shí) 

商品混凝土的質(zhì)量控制從材料采購(gòu)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，到施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑、養(yǎng)護(hù)等一系列的環(huán)節(jié)均需進(jìn)行監(jiān)控管理。整個(gè)過(guò)程主要還是依靠各單位自身的質(zhì)量控制體系進(jìn)行管理，而監(jiān)理的控制管理則在后期。筆者認(rèn)為：目前監(jiān)理人員對(duì)混凝土質(zhì)量的監(jiān)控管理還缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，常常僅限于施工現(xiàn)場(chǎng)旁站管理；至于對(duì)混凝土使用的材料如何、配合比設(shè)計(jì)如何等基本不問(wèn)。而上述兩點(diǎn)恰恰是混凝土質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。監(jiān)理人員如何擴(kuò)大監(jiān)控管理的范圍，對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行全過(guò)程、全方位、全時(shí)段的控制管理，是我們當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。 

1.2對(duì)混凝土配合比知識(shí)缺乏深入系統(tǒng)的了解 

當(dāng)前監(jiān)理隊(duì)伍很不穩(wěn)定，各項(xiàng)目監(jiān)理部均是臨時(shí)組建而成的。大多監(jiān)理人員的年齡不是在50歲以上就是在30歲以下，混凝土專業(yè)知識(shí)水準(zhǔn)不高。老的大多原是富有實(shí)踐施工經(jīng)驗(yàn)的施工管理人員，但理論知識(shí)薄弱；年紀(jì)輕的大學(xué)生，雖有一點(diǎn)理論知識(shí)，但缺乏現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)。 

這兩類人員對(duì)混凝土配合比知識(shí)都缺乏系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐。比如對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)公式、水膠比、砂率、摻合料等基本知識(shí)至多也是初步了解，對(duì)常用材料的變化會(huì)影響到混凝土哪些技術(shù)指標(biāo)，難以作出分析判斷?？偙O(jiān)常常奔波于幾個(gè)工地，根本沒(méi)有時(shí)間對(duì)配合比進(jìn)行核查。只有當(dāng)混凝土出現(xiàn)質(zhì)量缺陷或事故時(shí)才引起監(jiān)理人員的重視，但因其自身缺乏技術(shù)分析能力，也只能任混凝土公司推卸責(zé)任。這對(duì)配合比設(shè)計(jì)缺陷的糾正帶來(lái)了消極影響。 

1.3對(duì)混凝土生產(chǎn)廠家的質(zhì)量控制體系過(guò)于信任 

當(dāng)前混凝土生產(chǎn)廠家均采用電腦控制系統(tǒng)生產(chǎn)商品混凝土，自動(dòng)化計(jì)量裝置比施工現(xiàn)場(chǎng)自拌混凝土有了很大的進(jìn)步。大機(jī)械化的生產(chǎn)使得監(jiān)理人員往往過(guò)于相信混凝土生產(chǎn)廠家的質(zhì)量控制體系?；炷脸鰪S的質(zhì)量與材料管理、配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)控制、車(chē)輛運(yùn)輸?shù)葞状蟓h(huán)節(jié)都是密切相關(guān)的，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致混凝土質(zhì)量缺陷的發(fā)生。對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料的檢測(cè)管理，比如石子的級(jí)配、黃砂的細(xì)度模數(shù)、水泥的富裕系數(shù)、外摻合料的等級(jí)、外加劑與水泥的適應(yīng)性等指標(biāo)，都會(huì)影響到混凝土的質(zhì)量。配合比設(shè)計(jì)中對(duì)各種材料的用量應(yīng)與該批次的材料的規(guī)格和質(zhì)量指標(biāo)有關(guān)，考慮得是否周到直接會(huì)影響到混凝土的質(zhì)量；生產(chǎn)中對(duì)計(jì)量裝置的校驗(yàn)、攪拌時(shí)間的設(shè)定也直接關(guān)系到混凝土的的質(zhì)量；運(yùn)輸中車(chē)輛配置是否合理同樣也關(guān)系到混凝土澆筑的連續(xù)性和成型質(zhì)量。事實(shí)上，每個(gè)混凝土生產(chǎn)廠家的質(zhì)量控制體系也是有差異的，在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中每一環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制和管理方法都是不同的。監(jiān)理人員不可能對(duì)混凝土生產(chǎn)的全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，但應(yīng)對(duì)混凝土生產(chǎn)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行抽查，如加強(qiáng)對(duì)配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行監(jiān)控管理，做好事前控制工作。 

2工程案例分析 

通過(guò)對(duì)近幾年典型工程質(zhì)量案例的解析，分析混凝土配合比設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致商品混凝土質(zhì)量缺陷的原因，提出解決問(wèn)題的措施。供各工程項(xiàng)目監(jiān)理部參考(以下所有數(shù)值單位是kg)。 

2.1案例1 

某商住樓4層樓面，混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C30，澆筑時(shí)間為4月份。上午澆筑的混凝土，下午就在混凝土表面出現(xiàn)了不規(guī)則裂縫。 

2.1.1配比 

水:42.5水泥:粉煤灰:礦粉:砂:石子:外加劑＝170:230:50:70:720:1130:4.5。 

2.1.2分析 

混凝土終凝前的裂縫屬于塑性裂縫，本案配合比設(shè)計(jì)存在摻合料用量不當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤。水泥用量偏少，實(shí)際水灰比170/230=0.739。粉煤灰占水泥的比重為21.7%，礦粉占水泥的比重為30%，外加摻合料總量超過(guò)水泥用量的35%。水泥用量少，混凝土早期強(qiáng)度偏低，使得混凝土的早期的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力。上海對(duì)商品混凝土生產(chǎn)的指導(dǎo)性文件《上海市商品混凝土生產(chǎn)導(dǎo)則》對(duì)樓板混凝土的摻合料作了特別的規(guī)定：粉煤灰摻量不得超過(guò)水泥用量的15%，礦粉摻量不得超過(guò)水泥用量的20%。張雄的《混凝土組成材料與配合比對(duì)其收縮性能影響規(guī)律的試驗(yàn)研究》一文認(rèn)為，粉煤灰取代水泥用量在20%～30%，混凝土收縮基本不變；礦粉摻量小于15%時(shí)，對(duì)混凝土收縮的影響較小。該文還認(rèn)為礦粉的摻量應(yīng)小于粉煤灰的摻量。這與筆者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相吻合。本案礦粉比例明顯偏高，助長(zhǎng)了混凝土的收縮。另外4月的天氣風(fēng)速大、濕度低，混凝土表面水份揮發(fā)快，也是導(dǎo)致混凝土發(fā)生塑性裂縫的原因之一。 

2.1.3措施 

澆筑梁板薄型結(jié)構(gòu)混凝土?xí)r，礦粉用量應(yīng)嚴(yán)格控制，尤其在冬季和春季。本案應(yīng)取消礦粉，水泥用量改為300kg。 

夏秋季因?yàn)闅鉁剌^高、水泥強(qiáng)度上升較快，適量投放礦粉可以抵抗礦粉收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力。同時(shí)，礦粉還有緩凝作用，有利于夏季施工，但礦粉的摻量不應(yīng)大于粉煤灰。應(yīng)修改配合比：水:42.5水泥:粉煤灰:礦粉:砂:石子:外加劑＝170:300:50:0:720:1130:4.5。 

2.2案例2 

某現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的3層樓板，混凝土標(biāo)號(hào)C40，板厚12cm。澆筑時(shí)間為6月。拆底模后發(fā)現(xiàn)在板底的板跨中段有貫穿裂縫，并伴有印水現(xiàn)象。 

2.2.1配比 

水:42.5水泥:粉煤灰:礦粉:砂:石子:外加劑＝155:340:50:50:670:1130:6。 

2.2.2分析 

混凝土配合比設(shè)計(jì)存在水泥品種選擇的錯(cuò)誤。澆C40混凝土樓板如用42.5號(hào)水泥，勢(shì)必使得膠凝材料總量過(guò)高，加大了混凝土收縮量。本案骨料總量(a)=670+1130=1800kg，膠凝材料總量(c+f+k)=340+50+50=440kg。根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，澆筑梁板結(jié)構(gòu)混凝土?xí)r，兩者的比值小于4.4就容易發(fā)生收縮裂縫。本案a/(c+f+k)=1800/440=4.09<4.40，加上摻入礦粉后加劇了混凝土收縮作用。本案屬于混凝土干縮裂縫。 

2.2.3措施 

改用52.5號(hào)水泥，降低膠凝材料總量，為避免樓板收縮，不用礦粉。應(yīng)修改配合比：水:52.5水泥:粉煤灰:礦粉:砂:石子:外加劑＝160:360:50∶0:755∶1070:5.5。砂率=755/1825×100%=0.413；a/(c+f)=1825/410=4.45>4.40。 

4層的樓板按上述配比澆筑，沒(méi)有出現(xiàn)裂縫。說(shuō)明配合比設(shè)計(jì)得當(dāng)。夏季節(jié)也可用40kg礦粉，水泥用量減到320kg，其他不變。礦粉與水泥的重量比為40/320×100%=12.5%＜15%。滿足抗裂要求。 

2.3案例3 

某高架橋基礎(chǔ)灌注樁工程，C30混凝土，設(shè)計(jì)塌落度為20cm，澆筑時(shí)間為8月份。澆筑時(shí)發(fā)生離析現(xiàn)象。 

2.3.1配比 

水:52.5水泥:粉煤灰:礦粉:砂:石子:外加劑＝175:200:60:50:790:1100:4.0。 

2.3.2分析 

配合比設(shè)計(jì)時(shí)水泥品種選擇錯(cuò)誤，導(dǎo)致膠凝材料總量太低，實(shí)際水膠比0.56，和易性差。灌注樁施工一般用大塌落度混凝土，用水量大。為了確?；炷恋暮鸵仔?，通常做法是增加膠凝材料中的粉煤灰和礦粉。本案不但沒(méi)有增加外摻材料，相反使用52.5號(hào)水泥，水泥用量只有200kg，膠凝材料總量只有310kg，勢(shì)必使混凝土黏度降低，造成混凝土離析現(xiàn)象。 

2.3.3措施 

C30灌注樁混凝土通常使用42.5號(hào)水泥配置。相對(duì)于其他結(jié)構(gòu)，灌注樁混凝土的塌落度大，因此總膠凝材料應(yīng)多摻10kg～20kg，且膠凝材料總量不低于360kg，以確?；炷梁鸵仔?。本案應(yīng)修改灌注樁配合比：水:42.5水泥:粉煤灰:礦粉:砂:石子:外加劑＝175:240:60:70:755:1090:4.8。 

2.4案例4 

某地下車(chē)庫(kù)維護(hù)剪力墻結(jié)構(gòu)，C35混凝土。澆筑時(shí)間為9月份，拆模后并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂縫。做內(nèi)裝飾時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁兩附墻柱中間有一道豎向裂縫，寬度在0.1mm左右。部分裂縫下部有滲水現(xiàn)象。剪力墻厚30cm，豎向筋φ14/16@200；水平筋φ12@150，水平筋配筋率0.5%大于規(guī)范要求。 

2.4.1配比 

水:42.5水泥:粉煤灰:砂:石子:外加劑:總重量＝150:350:50:890:930:5.5:2375.5。 

2.4.2分析 

砂率太大、石子用量太小，導(dǎo)致混凝土抵抗收縮的穩(wěn)定性差而產(chǎn)生收縮裂縫。本案砂石總體積V=890/2600+930/2650=0.69＜0.7。砂率=890/(890+930)×100%=48.9%。雖然有研究表明，當(dāng)膠凝材料含量不變時(shí)，砂率不會(huì)對(duì)混凝土的收縮產(chǎn)生影響，但筆者認(rèn)為：當(dāng)膠凝材料一定時(shí)，增加砂率，就減小了砂漿的強(qiáng)度，咬合石子的粘結(jié)力必然下降，對(duì)混凝土抵抗收縮拉應(yīng)力是不利的。地下車(chē)庫(kù)剪力墻屬于超靜定結(jié)構(gòu)，環(huán)境溫度下降后混凝土墻的收縮加大，而剪力墻邊的附墻柱起了約束作用，因而后續(xù)產(chǎn)生了溫度收縮裂縫。 

2.4.3措施 

當(dāng)材料堆場(chǎng)沒(méi)有細(xì)砂時(shí)，可用粉煤灰超量替代法計(jì)算粉煤灰用量，取部分粉煤灰來(lái)替代黃砂，減小黃砂的細(xì)度模數(shù)，提高石子含量。計(jì)算如下：原設(shè)計(jì)水泥用量400kg，粉煤灰用量取15%，則400×15%=60kg；超量系數(shù)設(shè)為1.5，則粉煤灰用量=60×1.5=90kg。粉煤灰中有30kg是作為黃砂使用的。減少黃砂用量，則可以增加石子用量，提高混凝土體積的穩(wěn)定性，減少裂縫的可能性。本案配比修改如下：水:42.5水泥:粉煤灰:砂:石子:外加劑:總重量＝150:340:90:780:1030:5.5:2395.5。黃砂實(shí)際為780+30=810kg； 

砂石總重為810+1030=1840kg；a/(c+f)=1840/400=4.6＞4.4；砂率=810/1840×100%=44%；砂石體積=810/2600+1030/2650=0.70。 

以上參數(shù)基本達(dá)到抗裂混凝土設(shè)計(jì)要求，能使混凝土收縮裂縫的可能性大幅度下降。另外結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將水平筋改為φ10@100，鋼筋面積不變，減小鋼筋的間距也是有效的辦法。 

2.5案例5 

某項(xiàng)目4#廠房2層樓板，框架現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，C25混凝土梁板，設(shè)計(jì)厚度10cm。澆筑時(shí)間4月。澆筑時(shí)塌落度損失太快，平整后混凝土已在初凝狀態(tài)，施工困難。當(dāng)天樓板表面出現(xiàn)不規(guī)則裂縫，最深達(dá)5cm。拆模后觀察底板裂縫已貫通。 

2.5.1配比 

水:42.5水泥:粉煤灰:粗砂:細(xì)砂:石子:外加劑:總重量＝165:270:50:250:580:1050:3.5:2368.5。 

2.5.2分析 

典型的塑性裂縫，因骨料配置不合理產(chǎn)生。本案容重偏輕；砂率=44.1%，略偏大，且細(xì)砂偏多；察看堆場(chǎng)材料，發(fā)現(xiàn)石子級(jí)配偏細(xì)，含泥量1.3%；粉煤灰細(xì)度較大。以上幾點(diǎn)使得混凝土需水量加大。但本案例配合比用水量并不大，水膠比為0.51。但春季氣候干燥、風(fēng)速較大，混凝土表面水份蒸發(fā)較快；加上本案樓板較薄，很容易引發(fā)混凝土表面失水而產(chǎn)生塑性裂縫。樓板抗裂設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一是合理配置骨料。 

2.5.3措施 

改變混凝土的骨料級(jí)配。增加石子用量，降低砂率，改變粗細(xì)砂比例，粉煤灰質(zhì)量差可適當(dāng)降低用量，用水量不變。配合比改為：水:42.5水泥:粉煤灰:粗砂:細(xì)砂:石子:外加劑:總重量＝165:280:40:250:500:1150:3.5:2388.5。 

砂率=750/1900×100%=39.5%；粉煤灰占水泥比例=40/280×100%=14.3% 

第2天用此配合比澆筑該項(xiàng)目3#廠房3層樓板，和易性良好，施工中沒(méi)有發(fā)生塑性裂縫；拆模后，底板也未發(fā)現(xiàn)裂縫。這足以說(shuō)明，修改后配比可行，各種材料合理配置，能夠抵抗裂縫的產(chǎn)生。 

3.1對(duì)混凝土配合比監(jiān)控的必要性 

從上述工程案例分析可以看出，相當(dāng)部分的混凝土質(zhì)量缺陷是與配合比設(shè)計(jì)相關(guān)的。對(duì)這個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)控管理不容忽視。因此，監(jiān)理必須提高自身對(duì)混凝土配合比知識(shí)的了解。各監(jiān)理公司應(yīng)在自己監(jiān)理的范圍內(nèi)收集各混凝土公司常用的配合比數(shù)據(jù)，如樁基礎(chǔ)、整體承臺(tái)、框架樓板、剪力墻、地下室墻板等配比數(shù)據(jù)，對(duì)本地區(qū)配合比設(shè)計(jì)的各材料用量也要做到心中有數(shù)，對(duì)不同結(jié)構(gòu)和級(jí)配的混凝土配合比有一個(gè)比較系統(tǒng)的了解。當(dāng)遇到現(xiàn)場(chǎng)配合比設(shè)計(jì)與本地區(qū)配合比設(shè)計(jì)有沖突時(shí)，應(yīng)及時(shí)與混凝土公司溝通，了解情況，避免發(fā)生質(zhì)量缺陷。 

3.2配合比設(shè)計(jì)的事前質(zhì)量控制 

混凝土配合比事前質(zhì)量控制按時(shí)間順序包含三個(gè)方面： 

砂石堆場(chǎng)目測(cè)、混凝土申請(qǐng)單復(fù)查、配合比單復(fù)核。 

(1)砂石堆場(chǎng)目測(cè)。澆筑重要結(jié)構(gòu)時(shí)，提前1d到攪拌站砂石堆場(chǎng)進(jìn)行查看。查看的目的是對(duì)混凝土所用材料，比如目測(cè)石子級(jí)配、含泥量、黃砂的細(xì)度模數(shù)、水泥的品種等做到心中有數(shù)。這樣就可以和澆筑當(dāng)天的混凝土配合比單進(jìn)行對(duì)照，及時(shí)發(fā)現(xiàn)配合比存在的設(shè)計(jì)隱患。以上工作對(duì)混凝土公司的配合比設(shè)計(jì)的優(yōu)化，也能起到促進(jìn)和監(jiān)督的作用。 

(2)混凝土申請(qǐng)單復(fù)查。對(duì)施工單位提交的混凝土申請(qǐng)單，要進(jìn)行認(rèn)真復(fù)核。對(duì)混凝土級(jí)配等級(jí)、塌落度要求、抗裂要求、泵送高度、結(jié)構(gòu)形式、樓板厚度等復(fù)核無(wú)誤后，再回復(fù)給混凝土公司。 

(3)配合比設(shè)計(jì)復(fù)核?；炷僚浜媳葐瓮S第一車(chē)混凝土送到工地的。此時(shí)混凝土還沒(méi)有澆筑，所以復(fù)核工序極有必要。要根據(jù)前日到堆場(chǎng)目測(cè)的材料情況，結(jié)合配合比設(shè)計(jì)著重檢查水泥用量、摻合料用量、膠凝材料總量、理論密度、水膠比、砂率、石子用量等數(shù)值是否在合理范圍之內(nèi)。尤其對(duì)有抗裂、抗?jié)B要求的混凝土，要復(fù)核配合比中各類材料的用量是否滿足抗裂設(shè)計(jì)要求。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與混凝土公司試驗(yàn)室溝通。 

3.3配合比設(shè)計(jì)的事中質(zhì)量控制 

混凝土配合比的事中質(zhì)量控制包含澆筑時(shí)施工旁站和控制臺(tái)抽查兩項(xiàng)內(nèi)容。 

(1)混凝土澆筑時(shí)旁站觀察，是事中控制的首要工作，是持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的一道控制程序。旁站的目的就是能及時(shí)發(fā)現(xiàn)澆筑中的問(wèn)題并進(jìn)行糾正。混凝土開(kāi)始澆筑時(shí)，對(duì)第一車(chē)混凝土要檢測(cè)其塌落度是否與配合比設(shè)計(jì)相吻合。然后觀察其和易性是否正常，可泵性是否滿足施工要求。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)與混凝土公司試驗(yàn)室聯(lián)系。監(jiān)理公司雖然沒(méi)有混凝土配合比設(shè)計(jì)修改權(quán)，但可以有修正配合比的建議權(quán)。 

(2)抽查控制臺(tái)實(shí)際生產(chǎn)配比是否與設(shè)計(jì)配比相吻合，是針對(duì)混凝土公司生產(chǎn)的監(jiān)控舉措。限于監(jiān)理人員人手少的原因，主要對(duì)重點(diǎn)工程或出現(xiàn)問(wèn)題的工程進(jìn)行抽查。這項(xiàng)工作也有利于混凝土公司自身質(zhì)量體系的完善。 

3.4配合比設(shè)計(jì)的事后質(zhì)量控制 

混凝土配合比事后質(zhì)量控制工作，是針對(duì)混凝土質(zhì)量缺陷采取的糾偏措施。澆筑過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)立即返回材料堆場(chǎng)，查看骨料或其他材料情況，與混凝土公司技術(shù)人員溝通，分析原因，變更設(shè)計(jì)配比。事后發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，要邀請(qǐng)混凝土公司技術(shù)人員查看現(xiàn)場(chǎng)、參加質(zhì)量分析會(huì)，查找配比設(shè)計(jì)上的缺陷；督促其不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，杜絕再次發(fā)生類似的情況。 

對(duì)有缺陷的配合比應(yīng)記入黑檔案。公司所有監(jiān)理范圍內(nèi)混凝土質(zhì)量缺陷檔案應(yīng)統(tǒng)一歸檔。內(nèi)容包含項(xiàng)目名稱、結(jié)構(gòu)形式、混凝土標(biāo)號(hào)、配合比設(shè)計(jì)、材料情況、澆筑日期、天氣情況、混凝土缺陷情況、處理方案和處理結(jié)果等?；炷寥毕輽n案要通報(bào)各監(jiān)理部，以便幫助全體監(jiān)理人員提高分析混凝土質(zhì)量缺陷的能力。 

4結(jié)語(yǔ) 

混凝土工程質(zhì)量涉及面廣，影響因素多，需要靠施工的各方主體共同努力控制工程質(zhì)量。作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員，努力掌握混凝土配合比的基本知識(shí)，在施工現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)對(duì)混凝土配合比的監(jiān)控管理，做到以事前控制為主，事中控制和事后控制為輔的全過(guò)程監(jiān)控管理，以大幅度減少混凝土質(zhì)量隱患的發(fā)生，全面提高工程建設(shè)中混凝土的質(zhì)量水平。