分析預(yù)拌混凝土強(qiáng)度不足的原因與糾紛

0前言
應(yīng)用預(yù)拌混凝土的工程，當(dāng)需方向供方反映現(xiàn)場成型的試件抗壓強(qiáng)度或非破損、半破損檢測強(qiáng)度不合格時(shí)，供方如何說明或證明所供應(yīng)的混凝土是合格的，是一件很麻煩的事。實(shí)際上這是一個(gè)存在“真”和“假”的問題。無論真不合格還是假不合格，對于供方來說，都是一件急需處理而又棘手的問題，棘手主要源于弱勢地位。真不合格自會經(jīng)專家論證，并作出處理；但“假”不合格的原因也很多，如果處理方法不當(dāng)，供方就會承受不白之冤。 按《預(yù)拌混凝土》GB/T14902標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，預(yù)拌混凝土強(qiáng)度的驗(yàn)收是以標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件為依據(jù)。因此，本文中所述的“真不合格”系攪拌站原因造成的，如原材料、配合比及生產(chǎn)等環(huán)節(jié)控制不嚴(yán)。而“假不合格”則是指新拌混凝土本身無質(zhì)量問題，是由于澆筑振搗、養(yǎng)護(hù)、現(xiàn)場試件管理、檢驗(yàn)設(shè)備與方法等存在問題而造成的。假不合格雖然不是攪拌站的責(zé)任，但一定會受到牽連，所發(fā)生的損失往往遠(yuǎn)比需方還要大?，F(xiàn)就造成真不合格和假不合格的原因分析如下：
1混凝土強(qiáng)度“真”不合格原因分析
混凝土抗壓強(qiáng)度不足必將影響結(jié)構(gòu)的承載能力，如果不進(jìn)行合理的處理，可能就會影響結(jié)構(gòu)安全。引起真不合格的常見原因有：
1.1原材料質(zhì)量差
1.1.1水泥質(zhì)量不良
（1）水泥的實(shí)際強(qiáng)度。水泥的實(shí)際強(qiáng)度不可能很穩(wěn)定，質(zhì)量控制得好的生產(chǎn)企業(yè)波動小，但質(zhì)量控制較差的生產(chǎn)企業(yè)其28d實(shí)際強(qiáng)度波動很大，偶爾會出現(xiàn)相差10MPa以上的情況，直接影響到混凝土強(qiáng)度的穩(wěn)定性，甚至造成強(qiáng)度不足。
（2）水泥的安定性不合格。其主要原因是：水泥熟料中的游離氧化鈣（CaO）和氧化鎂（MgO）含量過多或摻入的石膏含量過多造成。CaO、MgO經(jīng)過高溫煅燒后均呈現(xiàn)“過燒”狀態(tài)，水化十分緩慢，嚴(yán)重時(shí)能使水泥石開裂。當(dāng)石膏含量過多時(shí)，在水泥已經(jīng)硬化后，它還會與固體的水泥鋁酸鈣反應(yīng)生成高硫型水化硫鋁酸鈣，體積約增大1.5倍，引起水泥石開裂。需要注意的是有些安定性不合格的水泥所配制的混凝土表面雖無明顯裂縫，但強(qiáng)度極度低下。
1.1.2骨料質(zhì)量不良
（1）石子強(qiáng)度低。當(dāng)石子強(qiáng)度低于混凝土配制強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度不足。
（2）人工砂的總壓碎值大。人工砂的總壓碎值對混凝土強(qiáng)度有明顯影響，使用總壓碎值在30%和15%的兩種人工砂配制混凝土，前者比后者混凝土強(qiáng)度約低3～4MPa。
（3）骨料中含泥量大、泥塊含量大、有害物質(zhì)含量高、海砂中貝殼含量多、粗骨料中針片狀顆粒含量大等，使混凝土強(qiáng)度下降。
（4）石子體積穩(wěn)定性差。有些由多孔燧石、頁巖、帶有膨脹粘土的石灰?guī)r等制成的碎石，在干濕交替或凍融循環(huán)作用下，常表現(xiàn)為體積穩(wěn)定性差，而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降。
1.1.3拌合水質(zhì)量不合格
拌合水中有機(jī)雜質(zhì)含量高，或者使用污水、工業(yè)廢水拌制混凝土，都會造成混凝土強(qiáng)度下降。
1.1.4外加劑質(zhì)量不合格或組成配比不當(dāng)
目前，混凝土外加劑產(chǎn)品市場競爭激烈，價(jià)格戰(zhàn)的結(jié)果就使原材料以次充好的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，用戶過分追求降低價(jià)格也是原因之一。
外加劑的組成配比不當(dāng)：在防凍劑中，防凍組成數(shù)量不足；在泵送劑或緩凝減水劑中，緩凝劑的用量過大或羥基羧酸鹽緩凝劑未隨使用溫度的升降而增減；早強(qiáng)劑用量過大，配比不當(dāng)?shù)龋紩斐苫炷翉?qiáng)度下降。
1.2混凝土配合比及生產(chǎn)控制不當(dāng)
混凝土配合比是決定強(qiáng)度的重要因素之一，其中水膠比的大小直接影響混凝土強(qiáng)度，其他如用水量、砂率、漿骨比等也影響混凝土的各種性能，從而造成強(qiáng)度不足。
（1）用水量加大。未及時(shí)測定骨料含水率，并按測定的含水率調(diào)整生產(chǎn)配合比。
（2）未對配合比進(jìn)行試驗(yàn)試配驗(yàn)證，隨意套用配合比。
（3）外加劑超摻嚴(yán)重，會造成混凝土強(qiáng)度永久性不足。同樣，摻量少也會降低混凝土強(qiáng)度，特別是有減水功能的外加劑，如泵送劑、減水劑等，由于摻量的減少，往往會增加水的用量，從而造成混凝土強(qiáng)度不足。
（4）計(jì)量裝置失準(zhǔn)，生產(chǎn)配合比嚴(yán)重失控，造成混凝土強(qiáng)度不足。
（5）攪拌時(shí)間太短或過長，造成混凝土不勻。
2造成混凝土強(qiáng)度“假”不合格的原因分析
造成混凝土強(qiáng)度“假”不合格的原因主要有：需方方面的、檢測設(shè)備與方法方面的、抽樣代表性方面和思維觀念方面的等。
2.1需方原因
（1）個(gè)別需方動機(jī)不純，拿出不合格虛假報(bào)告或根本不出示報(bào)告，但以強(qiáng)度不合格作為欠帳的理由，或提出扣除部分貨款。
（2）澆筑時(shí)隨意往混凝土中加水、振搗不實(shí)、模板漏漿嚴(yán)重等。
（3）對澆筑的混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，如早期缺水干燥，受凍等。
（4）試塊管理不善：
1）許多施工現(xiàn)場沒有設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，或有養(yǎng)護(hù)室，但溫濕度達(dá)不到規(guī)定要求。
2）有的需方試件成型后露天放置幾天后才脫模，或試件脫模后隨便找個(gè)地方“養(yǎng)護(hù)”，有些試件被撞壞，造成強(qiáng)度偏低。
3）有的需方試件成型人員不按規(guī)定制作試件，振搗不實(shí)；有的試模尺寸不符合規(guī)定要求。
2.2檢測設(shè)備與方法
2.2.1采用回彈法檢測結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度
近年來，采用回彈法檢測結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度而引發(fā)的問題和糾紛越來越多，矛盾十分突出；在多數(shù)情況下，主要依靠潛規(guī)則解決由回彈法引起的“不合格”，回彈法已成為我國建筑行業(yè)的熱點(diǎn)問題。
回彈法有一定的局限性，精度不高，因此未能成為各國公認(rèn)合理的方法。目前，公認(rèn)最接近結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度的是同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度。雖然主編單位已對JGJ/T23-2001標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，并經(jīng)批準(zhǔn)發(fā)布了新標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T23-2011。但是，回彈推定強(qiáng)度偏低誤差大現(xiàn)象依然存在，新標(biāo)準(zhǔn)并沒有解決根本問題。因此，回彈法仍是公正性極差的檢測方法，所帶來的矛盾和糾紛必將繼續(xù)。
由于介紹回彈法檢測的文章較多，其公正性、科學(xué)性和性屢遭質(zhì)疑。因此，本文此處其他方面不再敘述，只重復(fù)一下本人對回彈儀精度問題觀點(diǎn)：
目前，我國常用于檢測結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的回彈儀，系標(biāo)準(zhǔn)能量為2.207J，示值系統(tǒng)為指針直讀式的中型回彈儀。按規(guī)程要求，回彈儀在工程檢測前后，應(yīng)在鋼砧上作率定試驗(yàn)，率定時(shí)平均值80±2為符合要求。懂回彈檢測的技術(shù)人員都知道，率定值偏高或偏低將直接影響到結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土回彈硬度值，假如使用率定時(shí)平均值分別為82和78的兩臺回彈儀對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行回彈檢測，到底回彈硬度值相差有多大？假如相差3個(gè)回彈值，其推定強(qiáng)度則相差5～7MPa，如果再加上率定回彈儀用的鋼砧（洛氏硬度HRC為60±2）的偏差，兩者疊加時(shí)，那誤差就更大了。因此，回彈儀的精度對推定強(qiáng)度有明顯的影響，存在較大的誤差，僅回彈儀精度問題，就可造成所謂的“合格”與“不合格”生死之別。
2.2.2鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度
這種方法有一定的可信度，但仍有一定的局限性。芯樣強(qiáng)度并不完全代表結(jié)構(gòu)實(shí)體中的混凝土強(qiáng)度。因?yàn)殂@芯過程中會對芯樣造成干擾和傷害。這種傷害的積累將降低芯樣的實(shí)際強(qiáng)度，對高強(qiáng)混凝土尤為明顯。此外，鉆取的芯樣在試驗(yàn)前要磨平端面或進(jìn)行坐漿處理，操作誤差也將影響試驗(yàn)結(jié)果，如芯樣試件的直徑、平整度、垂直度等偏差大，導(dǎo)致芯樣抗壓強(qiáng)度比實(shí)際結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低20%～30%很正常；且操作復(fù)雜，成本高，傷害結(jié)構(gòu)和芯樣試件。因此，鉆芯一般僅作復(fù)核、校準(zhǔn)之用，難以作為普遍推行的方法。
2.2.3試驗(yàn)機(jī)對抗壓強(qiáng)度的影響
長期以來，人們總習(xí)慣將影響混凝土強(qiáng)度的不確定因素歸結(jié)為混凝土本身的離散性，往往忽略了試驗(yàn)機(jī)對抗壓強(qiáng)度的影響，事實(shí)上試驗(yàn)機(jī)由于本身各種特征的差異，對于混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果具有很大影響。質(zhì)量相同的試件在不同試驗(yàn)機(jī)上試驗(yàn)，強(qiáng)度差異有時(shí)可達(dá)20%以上；即使是同一臺試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)結(jié)果也有相當(dāng)波動，差異不但體現(xiàn)在強(qiáng)度大小上，有時(shí)試件的變形破壞模式也有所不同。
（1）球座的影響
試驗(yàn)機(jī)設(shè)置球座的目的，在于保證在試驗(yàn)加荷以前，即試件表面和端板逐步接近但還未接觸的調(diào)整準(zhǔn)備期間，有一個(gè)端板可以自由旋轉(zhuǎn)，以補(bǔ)償試件兩面不夠平行的缺點(diǎn)，均勻地對整個(gè)表面加荷。為保證旋轉(zhuǎn)自由，球座一般設(shè)置在上承壓板上，這樣可以減少或消除摩擦力。
通常認(rèn)為，球座的自由旋轉(zhuǎn)只應(yīng)以初始一段準(zhǔn)備期為限。一旦試件受力開始試驗(yàn)，從某一相對低荷開始，球座應(yīng)被有效制動，不再旋轉(zhuǎn)。此時(shí)應(yīng)要求兩端板無旋轉(zhuǎn)地相對平行接近靠攏。在使用某些潤滑劑的條件下，早期的摩擦力可能大到足以妨礙自由旋轉(zhuǎn)，而后期有不足以有效地制動，鎖住球座。球座對于強(qiáng)度指標(biāo)及斷裂破壞模式具有重大影響，關(guān)鍵問題是球座傾側(cè)、旋轉(zhuǎn)的自由程度如何。球座的表現(xiàn)不但和潤滑劑關(guān)系密切，并且還和面積大小、接觸形式、表面加工拋光、接觸面半徑等許多因素有關(guān)。如果球座旋轉(zhuǎn)的自由程度失常，球座發(fā)生一定傾側(cè)不能自動找平，試件的一個(gè)側(cè)面出現(xiàn)過度壓壞，所產(chǎn)生的試驗(yàn)結(jié)果誤差較大，且很難確定，這與上、下承壓板的平面平行度差距有關(guān)。由于試件本身內(nèi)在不均勻（如沉降分層）的影響，使得這一誤差進(jìn)一步復(fù)雜起來。
（2）偏心率的影響
試件安裝時(shí)很難做到完全對中，多少總存在一些偏心。即使試件和試驗(yàn)機(jī)相對位置能較好對正，而試驗(yàn)機(jī)各部件在對中方面也未必十分理想。偏心率產(chǎn)生彎曲力矩，導(dǎo)致應(yīng)力分布不均勻，使試件一側(cè)壓碎，是影響強(qiáng)度的重要因素。對中不良的影響實(shí)際上并不單方面由安放試件偏心率決定，而和試驗(yàn)機(jī)特點(diǎn)有關(guān)。
球座經(jīng)過良好潤滑或不加潤滑表現(xiàn)不同，會在強(qiáng)度上造成巨大差別。在球座有良好潤滑的條件下，當(dāng)球座中心與試件中和軸重合時(shí)，強(qiáng)度最大。
2.3抽樣檢驗(yàn)
為確定產(chǎn)品是否合格，必須進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)方式可分為逐個(gè)檢驗(yàn)和抽樣檢驗(yàn)兩種。混凝土拌合物是一種塑性材料，其性能的檢驗(yàn)只能采用抽檢的方式進(jìn)行。
混凝土的勻質(zhì)性很差，體系復(fù)雜，具有微結(jié)構(gòu)的不確知性和性能的不確定性。因此，欲使抽樣更接近于真值，必須增加抽樣數(shù)量，抽樣數(shù)量越多，代表性越好。對于某一結(jié)構(gòu)混凝土來講，為使抽樣具有一定的代表性，強(qiáng)度的抽樣數(shù)量一般不少于10組。過少數(shù)量則很難代表混凝土的整體強(qiáng)度，其錯(cuò)判概率相當(dāng)大。但在實(shí)際操作中又不可能抽取大量試樣，這就勢必影響檢驗(yàn)結(jié)果的代表性，造成過失誤差也就在所難免，特別是同一檢驗(yàn)批只成型1組混凝土試件時(shí),更容易造成“假”不合格問題的發(fā)生。
另須注意的是，在抽樣檢驗(yàn)制作試件時(shí)，應(yīng)測量試模是否符合《混凝土試?！稪G3019標(biāo)準(zhǔn)中技術(shù)要求的規(guī)定。有些小制造廠生產(chǎn)的試模存在質(zhì)量問題，根本達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)要求，檢測人員在試驗(yàn)前也沒有測量試件尺寸的習(xí)慣。因此，當(dāng)發(fā)生試件不合格時(shí)，無法提供可追溯性的分析依據(jù)。
2.4不正確的思維觀念
根據(jù)《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50107的規(guī)定，混凝土強(qiáng)度的驗(yàn)收是按“批”而不是按“組”評定的。但遺憾的是，仍有許多施工單位或工程監(jiān)理按試件“組”的方式來確定合格與否，因此不允許試件28d強(qiáng)度有低于強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值100%的情況出現(xiàn)，甚至要求必須達(dá)到115%以上；還有要求7d強(qiáng)度就必須達(dá)到100%的情況，否則就要找攪拌站說事。