摘自《粉煤灰》2015年第4期

张   波

（188电竞(中国)官方网站，山东淄博255000）

摘  要：通过对三起混凝土超长时间缓凝事故案例分析，阐述了造成混凝土超长时间缓凝的原因、处理过程及在处理该类事故中应特别注意的问题。采取正确补救措施，在确保工程质量前提下，尽量将事故造成的影响及损失降到最低。

关键词:混凝土；超长时间缓凝；减水剂；镍矿渣

0  引言

由于各种原因引起的混凝土超长时间缓凝事故，是混凝土工程施工中极易碰到也是最头疼的一件事情，这在预拌混凝土企业生产中比较常见。有的是人为原因，有的是设备原因，也有时是材料突然发生较大变化而造成的。

混凝土超长时间缓凝会带来一系列问题，首先是延误工期，对施工进度普遍要求较快的工程来说都是很难接受的；同时由于造成混凝土长时间缓凝原因不同，混凝土强度会有不同程度下降，如养护不到位，混凝土极易失水而更使强度降低，特别是对表面强度影响严重。

以下就比较典型的3次混凝土超长时间缓凝事故案例分析，阐述了造成混凝土超长时间缓凝的原因、处理过程及在处理该类事故中应特别注意的问题，以供同行及工程建设人员借鉴。

1  案例1

1.1  事故发生经过

  1996年中国公司承接的西亚国家一城市污水处理工程。工程开工后浇筑混凝土一直使用的是42.5级抗硫水泥，其C3A含量低（＜5%）,与减水剂具有良好的适应性。

  计划1996年12月7日浇筑一污水池基础，订购的抗硫水泥因厂家原因一周后才能到货，而工程急等浇筑混凝土，最后决定使用另一厂家生产的42.5级普通硅盐酸水泥。12月6日上午普硅水泥进场，下午取样进行混凝土试拌，主要是试验水泥与减水剂适应性。当地没有粉煤灰和矿粉，凝胶材料只有水泥。我们用抗硫水泥生产泵送混凝土，减水剂正常掺量是1.2%。因此用普硅水泥我们先掺加1.2%减水剂，按正常用水量试拌了混凝土，结果拌出的混凝土坍落度只有65mm。第二次将减水剂掺量增加到1.6%，坍落度也只有100mm。第三次将减水剂掺量增加到2.0%，结果混凝土初始坍落度达到了150mm，但不到10分钟，坍落度即损失至80mm。项目部计划第二天早晨6：00浇筑混凝土，池底、1.2m高池壁，需B30P6（B30，德国标准表示方法，相当于我国C30混凝土）抗渗混凝土总量580m3。连续浇筑无后浇带，先浇池底最后浇筑池壁，必须保证浇筑池壁时池底混凝土未初凝。现场搅拌站混凝土搅拌速度慢，不能连续供应，因此要求混凝土初凝时间比平常混凝土要延长5小时以上。

  试验结束已下午5点多，减水剂使用说明书（说明书未注明什么类型）在使用掺量中有一条内容是：特殊情况下可双倍推荐掺量使用，推荐掺量是1.2%，而特殊情况未注明是何种情况及在什么气温下使用。这样，最后我们按2.3%掺量又拌了一盘，结果混凝土初始坍落度达到了190mm，1小时后坍落度未损失，反而增大到200mm，流动性很好，不离析、不泌水，无抓底现象。做完试验已是下午6:00，只留置了最后一盘试拌的混凝土3组试块。

  第二天早晨6：00即开盘生产浇筑混凝土，这时试拌留置的试块似初凝还未终凝。当时夜间室内气温在10℃左右，混凝土12小时未终凝（实际未初凝），也还预想不到混凝土会出现超长缓凝。就这样混凝土19小时浇筑完毕，浇筑过程中混凝土和易性非常好，泵送顺利，混凝土工反应那天的混凝土特别好用。留置了6组抗压试块，1组抗渗试块。可是浇筑完一天后混凝土未初凝，试拌留置试块40h也无强度，这时才意识到减水剂加多了。到了第3天，混凝土仍未有凝固迹象，当时感觉混凝土肯定不行了。我们就打电话咨询减水剂生产厂，将我们的使用掺量（2.3%），当地气温（5～15℃）告知厂家，厂家说保持养护7天以后可以凝固。听了厂家的话，有了信心。随即用毛毡将混凝土覆盖起来，每天浇水养护，并在池子周围用篷布围起来，夜间周围架上电钨灯烘。这样浇筑后第7天，混凝土用钢筋一插一个窝，还无强度，到了10天左右强度明显增强，拆除模板继续浇水保湿养护至20天。

1.2  原因分析

  造成这次混凝土超长时间缓凝原因，很明显就是减水剂加多了。一方面由于临时更换了水泥而工程急等浇筑混凝土，时间太紧，没有充足时间反应出试验出现了超长缓凝；另一方面由于本人当时从事混凝土工作时间短，特别是对外加剂应用经验不足（该减水剂是9月份购进的，当地9月份最高气温在35℃以上，缓凝组份多），当时只是感觉加大掺量后，混凝土和易性很好，又没有离析、泌水及抓底现象，为避免出现施工冷缝，工程还要求延长凝结时间，因此未能预见到在当时气温下减水剂超掺1倍后可能会引起凝结时间大大延长。

  发生缓凝事故后，我们索要了供应普硅水泥的厂家水泥化学分析报告，水泥中C3A含量为10.7﹪，国内一般P.O水泥中C3A含量为7﹪左右，抗硫水泥中C3A含量不超过5﹪。普硅水泥中C3A含量偏多，这是造成水泥与减水剂适应性不好的主要原因。在这种情况下适当增加减水剂掺量，可以抑制C3A水化，提高混凝土流动度，减少混凝土坍落度损失。对于这种严重不适应，应当更换减水剂品种或由减水剂厂通过调整减水剂配方来实现或弃用该水泥。可是由于时间紧，试验时掺量增加比例过大，没有充足时间反应出试验出现了问题，造成混凝土超长时间缓凝事故的发生。

1.3  处理过程

  在混凝土强度增长过程中，我们在不同龄期试压了留置试块强度，并在适当时间从实体钻取混凝土芯样进行了抗压强度试验。

1.3.1  留置标养试块抗压强度

  7d:3.7MPa;14d:17.3MPa;20d:25.2MPa;45d:39.1MPa;60d:41.0MPa

1.3.2  留置标养试块抗渗等级

  龄期45d时进行了抗渗试验，加压到P12抗渗水压，六个试块均未透水。

1.3.3  实体混凝土检验情况

  混凝土浇筑后第20天在池底部位钻取了3个芯样，抗压强度分别为27.3MPa；31.7MPa;29.5MPa,均达到了设计强度的90﹪以上，后期未再检测，估计最终强度应该＞40MPa。

  该圆形水池直径15m、高12m,为地面以上建筑。最后工程交工验收，将水池蓄满水检查池壁渗水情况。池壁上部后浇筑混凝土个别部位因振捣不密实，出现了少量渗水现象，而下部1.2m高超长时间缓凝混凝土浇筑的池壁无一处渗水点。由于混凝土浇筑后前三天只采取了覆盖养护未浇水保湿，池底表面及池壁顶面约10mm厚混凝土失水造成强度下降。池底部位剔除10mm左右重新抹一层防水砂浆，池壁顶剔除约20mm厚软弱混凝土后，上面继续浇筑了混凝土。

1.4  应注意的问题

  在配制泵送混凝土过程中，水泥与减水剂适应性不好是很常见的现象。在不严重时可通过适当提高减水剂掺量来调整，而在严重不适应时，应考虑更换水泥或调整减水剂配方来实现水泥与减水剂的良好适应性。但不论采用何种方式，都必须在混凝土生产前有充分的试验证明，调整方式是安全的。一定要清楚减水剂的种类及减水剂中缓凝剂的种类、掺量及在混凝土中的实际用量达到了多少，在超过理论最大用量时应特别引起注意。一旦发生了混凝土超长缓凝事故，一定要保证充分的保湿养护，避免混凝土因失水而降低强度，尤其是表面强度。

2  案例2

2.1  事故发生经过

  2004年5月28日21:00～30日13：00，为淄博一公建工程生产浇筑了基础C30P6混凝土700m³。31日早7:00施工单位拆模，发现29日早上6:00～8：00浇筑部分混凝土（约80m³）无强度（未终凝）。该基础为上翻梁基础，混凝土外露面稍有硬度，拆开的基础梁侧面混凝土手感疏松，一碰即掉。此时这部分混凝土浇筑完已48h，浇筑的其它混凝土包括31日最晚浇筑的混凝土（18h）早已终凝。混凝土生产使用的是P.O32.5水泥，掺加了25﹪的粉煤灰及1.5﹪（含固量32﹪）萘系高效减水剂。根据现场混凝土状况（颜色、气味）及问询泵送及施工人员（泵送及施工人员反映浇筑这部分混凝土时感觉混凝土黏性大），分析应该是减水剂超量了。

2.2  原因分析

  经搅拌站维修人员检查发现，是减水剂称电磁阀出现间歇性故障，关闭不严造成了减水剂超掺，但超掺数量无法确定。

  在混凝土生产过程中，公司试验室人员抽样正好取到了这部分缓凝混凝土制作了2组试块，因试验人员缺乏经验未能发现减水剂超掺。

2.3 处理过程

  根据这种情况，向甲方、监理及施工单位进行了说明，同时介绍了案例1混凝土超长时间缓凝处理过程及最后结果。要求施工单位未凝固混凝土不要拆模（上翻基础梁），覆盖毛毡不间断浇水保湿养护，根据留置试块及实体混凝土强度发展情况采取进一步措施。

2.3.1  留置试块抗压情况

试块72h左右表面终凝，拆模后侧面稍软，室内放置6小时侧面硬（试块在室内放置期间均覆盖塑料薄膜保湿养护）。将1块试块浸入105℃烘箱内热水中煮4h，然后放置室内14h后试压，强度达到15.8MPa（这时是混凝土浇筑后第四天，该方法只是看一下混凝土强度增长情况，无参考数据）。

试块放置室内（室内温度22℃）3天拆模放入养护室养护4天（混凝土浇筑后7d）后压2块，单块强度值为17.2MPa、19.4MPa。最后一组试块标养至30d抗压强度值为41.3MPa、43.7MPa、39.6MPa。

2.3.2  实体混凝土检测情况

从浇筑后第4天开始，现场混凝土强度开始快速增长，拆模后继续浇水养护。浇筑完第7天时，请检测部门从缓凝部位钻取了3个芯样，当天加工进行了抗压强度试验，结果为：23.4MPa;25.1MPa;22.5MPa。因为前3天缓凝，第7天（相当于4d）强度能达到以上数值应该后期强度完全有保证。留置试块30天抗压强度也证明，大大超过了设计强度。

就这样，工程在延误了一周后又继续施工。

2.4  应注意的问题

（1）预拌混凝土企业搅拌站生产计量系统是设备检查维修的重要环节。设备维修人员每班都要认真检查设备关键部位是否存在安全故障，发现不正常情况，提前采取措施，如电磁阀、传感器一定要选用质量过硬的产品。另外从设备工艺上采取一些措施，避免出现减水剂超掺后还不能发现。这次事故后，我们将减水剂称电磁阀加装了2套，形成双保险，避免在生产使用过程中，一套出现问题后造成减水剂超量。

（2）加强试验室人员及搅拌站操作人员的技术能力及工作责任心，首先保证生产配合比下达及设备输入正确。另外当减水剂超掺后，混凝土肯定会出现不正常状况，如能在第一时间发现，暂停生产告知部门负责人，就能避免减水剂超掺事故的发生。

3  案例3

3.1  事故发生经过

  2010 年7月初为淄博一工程生产泵送C25混凝土170m³，浇筑部位梁、板、柱、墙。混凝土浇筑完毕22h，施工单位反映混凝土不凝固（7月份气温下混凝土终凝时间一般不超过12h）。至现场查看发现，板面混凝土似刚初凝、未终凝，脚轻踩即有印。混凝土抹面完成后即覆盖了一层塑料薄膜，少部分薄膜被风吹起处出现裂缝，用手拍打混凝土即出浆，裂缝闭合。泵送及施工人员告知，混凝土浇筑时没有发现不正常情况，混凝土和易性很好，无离析、泌水现象，粘性也不大。但从现场混凝土状况看，混凝土肯定出现了严重缓凝。我要求施工人员一定将板面薄膜盖好，再覆盖一层毛毡，洒水保持湿润养护。向甲方、监理及施工单位负责人介绍了案例1、案例2混凝土超长时间缓凝情况，得到他们信任决定暂缓施工，根据混凝土强度增长情况再做进一步决定。

3.2  原因分析 

  缓凝事故发生后，我们首先认真检查了搅拌站混凝土生产计量及设备运转情况，未发现设备及计量有不正常现象，减水剂计量准确未超掺。以前碰到的混凝土超长时间缓凝都是由减水剂超量使用引起的，此次感觉现场混凝土状况也不像是减水剂超掺了。因为这次使用的是脂肪族与萘系复配的减水剂，如果减水剂超量，则混凝土表面颜色一般泛黄，且浇筑时粘性也大，可这些现象都没有。缓凝事故发生后，我们即停用了该条生产线，当天同时使用另一条生产线浇筑的混凝土正常。我们从两条生产线上分别抽取了水泥、矿粉、粉煤灰及减水剂，按生产配比掺量用两条生产线材料反复做试验，观察混凝土凝结时间异常情况。逐一排除了水泥、粉煤灰及减水剂问题，最后发现相同配比情况下，用其中一条生产线矿粉拌制的混凝土严重缓凝。后来将矿粉送到水泥厂做化学分析及经矿粉生产厂家确认，是粉磨矿粉过程中掺加了镍矿渣，主要是掺量不均匀，造成部分矿粉中镍矿粉掺量偏多。以前我们做过混凝土中掺加镍矿粉试验，混凝土中掺加镍矿粉可使混凝土凝结时间延长，如掺量过大可造成混凝土超长时间缓凝，且使混凝土强度下降。这次浇筑的混凝土缓凝时间大大延长，但镍矿粉掺量无法确定。

3.3  处理过程

  针对这种情况，与甲方、监理及施工单位人员协商一致，每天观察混凝土强度变化情况，在适当时间从实体钻取芯样，根据芯样强度再做进一步决定。

3.3.1  现场观察实体混凝土强度变化过程

  由于梁、板、墙、柱一起浇筑，所以前期主要观察板面混凝土强度变化情况，见表1。

             表1  板面混凝土1～5d强度变化情况   

从第5天开始，板面强度增长加快。为避免混凝土长时间不凝固内部水分缺失，从浇筑完1d后，对梁、板、墙、柱部位我们采取了带模每天不间断浇水养护。根据板面强度增长情况，在第7天时要求施工人员将柱、墙模板拆除。由于保持了湿度，模板拆除后柱、墙混凝土表面坚硬，只有少部分混凝土由于湿度不够，表面约10mm厚混凝土疏松。后来将疏松部位混凝土剔除，用高强度砂浆进行了修补。

3.3.2  留置试块试压情况

  混凝土缓凝试块制作后第5d拆模，底、侧面还粘(室内温度25℃)，第d天拆模时底、侧面有硬度。所有试块第6d拆模，将2块试块放入烘箱内热水中（105℃）煮8h，然后从水中拿出放入室内凉16h（浇筑后第7d），强度达到18.3MPa。其他试块放入标养室，第15d压2块达到21.1MPa,第28d压2块达到26.2MPa，43d压3块达到了29.7MPa。正常情况下我们C25混凝土28d标养强度在31MPa左右。

3.3.3  实体混凝土检测情况

   混凝土浇筑后第15天，请检测单位从实体混凝土部位钻取芯样进行了试压。

   抽3根柱各取一块芯样，强度为：33.0；28.8；29.5（MPa）。

   抽3处墙各取一块芯样，强度为：30.9；29.1；27.2（MPa）。

   顶板取2块芯样，强度为：30.5；34.6（MPa）。

   实体混凝土钻芯取样检测，强度均超过了设计强度，工程在延误15天后得以继续施工。

3.4  应注意的问题

（1）现代混凝土中使用材料越来越复杂，尤其是水泥、矿粉在粉磨过程中很可能掺加了多种我们未知的材料。胶凝材料生产过程中掺加材料过多，经过试验正常情况下使用可能没有问题，如果原材料及生产控制不严格，就很容易出现这样那样的问题。另外根据当地材料状况，应加强混凝土在掺加各种材料下的配合比试验，同时严格选取原材料供货厂家及进厂质量。

（2）任何情况下，都要保证浇筑物的充分保湿养护。

4  结 论

   混凝土工程施工中，特别是预拌混凝土企业生产中，由于混凝土超长时间缓凝引起的质量事故时有发生。有时是人为因素，有时是设备原因造成外加剂超掺，而也有时是胶凝材料发生了较大变化。

   一旦出现了混凝土超长时间缓凝事故，如本文介绍的3个案例，按一般理论及有关资料介绍分析，混凝土后期强度肯定大大降低，达不到设计要求。很多工程在遇到这种情况时，就将混凝土拆除了，造成很大损失及浪费。本人亲身经历并处理的这3起混凝土超长时间缓凝事故，最终都达到了设计要求。虽然延误了工期，但混凝土没有拆除，使损失降到了最低，没有造成浪费。在这3起事故中都得到了甲方、监理及施工单位的充分理解、信任与配合（各方见证了事故处理全过程）。

   正常混凝土配合比按标养28d算都有一定的富余强度，且28d后还有很大的强度增长空间。在遇到此类超长时间缓凝事故时，混凝土强度可能降低，富余强度可能小了，但不一定达不到设计要求（结构物实体体量大，胶凝材料水化更充分，实体强度一般比标养试块强度要高）。因此在出现此类混凝土超长时间缓凝事故时，不要轻易将混凝土拆除，任何情况下确保混凝土得到充分的保湿养护，给予充分时间使混凝土渡过缓凝期。在混凝土生产技术人员指导下（混凝土生产技术人员的经验至关重要，一定要熟悉外加剂复配知识，平常要做一些各种材料变化情况下的试配试验），在适当龄期从缓凝混凝土实体部位钻芯取样，根据芯样强度决定浇筑物是否拆除，尽量减小损失。

   以上3个案例幸运的是都发生在气温较高的环境天气下，（案例1平均气温13℃，案例2平均气温21℃，案例3平均气温26℃），这对混凝土强度增长起到了非常关键的作用。如果是在冬天负温环境下发生类似情况，混凝土水化反应时间将更加延迟，如不能保证足够的温度，那混凝土可能就很难避免被拆除的厄运了。

作者简介：张波（1967-，男，高级工程师，总工程师。）

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