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粉煤灰引起混凝土质量事故分析

发稿时间:2023-07-06

粉煤灰是预拌混凝土原材料组成的主要组分之一,越来越广泛地应用于预拌混凝土生产。


粉煤灰在混凝土中所起填充效应、火山灰效应、微集料效应已被人们认可、接受,鉴于粉煤灰的多种优点,粉煤灰需求量日益增加,使粉煤灰供需矛盾、质量控制也成为混凝土行业技术人员比较关注的一个重点和难点。


随着原灰、磨细灰、脱硫灰、脱硝灰、浮黑灰、含油灰、含磷灰、假灰的出现,造成混凝土拌合物用水量不稳定、塌落度损失变化大、后期强度增长下降、凝结时间不正常、混凝土易膨胀裂纹、表观质量变化大等不正常现象。


粉煤灰供应紧张时,由于混凝土质量技术人员对粉煤灰质量指标变化、品种变化、生产条件变化、供应厂家变化等不能及时掌控,用现行粉煤灰标准(质量控制方法)达不到及时控制也难以控制粉煤灰质量:


进场预检测粉煤灰质量指标不能代表粉煤灰总体质量、粉煤灰全部质量指标合格而使用后表现为不合格(在数种合格原材料组合成一种新的复合材料时,相互适应性或匹配性较差,致使新的复合材料即混凝土拌合物某项指标不合格),甚至不易鉴定粉煤灰真假,造成混凝土拌合物质量不稳定、某些性能达不到预期要求、甚至出现质质量故。



01

案例


某试验室负责人接到工地投诉:


混凝土独立柱浇筑结束18小时拆模时(环境温度26~40℃)出现严重粘模、混凝土不凝固、没有强度现象(正常情况下12小时就可以拆模),工地负责人认为该批混凝土质量有问题。接到投诉电话后,试验室负责人第一时间赶到现场,通过观察发现:


拆除模板后的混凝土柱表面出现严重粘模、局部混凝土未终凝现象,未拆模板的混凝土柱顶部富浆层未初凝。


综合分析此现象属于混凝土超时缓凝。现场和施工方沟通后,未拆模的混凝土柱停止拆模,对已拆模粘模严重的混凝土柱进行拆除重新浇筑。


剩余未拆模的混凝土柱在达到拆模条件以后再进行拆模。达到拆模条件后拆模的混凝土柱表观质量正常,对该混凝土柱加强养护,对该柱混凝土3天、7天、12天预回弹强度增长正常,28天回弹+钻芯评定强度合格。



02

原因分析


2.1搅拌站内部进行以下原因排查


(1)检查该工地开盘鉴定记录,开盘鉴定记录显示施工配合比、原材料使用品种等指标准确无误。


(2)检查该工地生产过程中的每一盘、每一车、综合原材料消耗,所有原材料消耗误差全部在计量规定误差范围之内。


(3)检查给该工地运输混凝土的运输车辆,运输准确无误。


(4)对运输车辆司机、泵车司机、泵工了解,在混凝土运输、泵送、施工过程中无异常现象。


(5)对发料间隔、泵送及施工时间了解,没有明显异常;


(6)对原材料进场入罐记录、收购记录检查,砂石上料用料情况调查,没有发现异常情况。


(7)对原材料进场检测、验收记录检查,所检指标均合格,无异常现象。


(8)对同时施工工地排查,发现有两个工地施工的混凝土地面出现超时缓凝现象,其余工地正常。


(9)对试验室凝结时间不正常工地的混凝土取样成型试块观测,试块凝结时间长。


(10)对出现超时缓凝工地混凝土生产情况排查发现:凝结时间不正常工地的混凝土全部是在2站生产,1、3站生产的混凝土施工后全部正常。


2.2通过排查分析,初步得出以下结论


(1)原材料尤其胶凝材料品种使用、配合比的使用、计量的准确性、运输、施工、养护等环节均准确无误。


(2)造成混凝土超时缓凝的原因可能是外加剂或某种胶凝材料的化学成分或适应性差造成。


(3)和工地进行沟通,推迟拆模,加强养护,具体拆模时间根据现场混凝土凝结情况及留样试块3天、5天强度检测结果具体决定,并进行后续养护及结构强度检测。


(4)2站停止生产,1、3站正常生产,并加强过程监控。


(5)在缓凝原因没有查出前,暂停采购外加剂、所有胶凝材料。


2.3制定排查方案


(1)收集出现缓凝前两天及缓凝时试验室内部水泥、粉煤灰、矿粉、外加剂留样,从1站、2站各罐中分别取水泥、粉煤灰、矿粉、外加剂样品,对所有样品进行分组编号,进行同组不同材料、不同组不同材料交叉胶砂试验:


水泥+砂子+水、水泥+外加剂+砂子+水、水泥+粉煤灰+砂子+水、水泥+矿粉+砂子+水、水泥+粉煤灰+矿粉+砂子+水、水泥+粉煤灰+外加剂+砂子+水、水泥+矿粉+外加剂+砂子+水、水泥+粉煤灰+矿粉+外加剂+砂子+水,检测胶砂凝结时间。


(2)检测水泥凝结时间。


(3)检测外加剂所有指标尤其凝结时间。


2.4通过对水泥、外加剂及42组不同配合比胶砂凝结时间检测,得出以下结论:


(1)水泥凝结时间合格(凝结时间正常,无明显变化)。


(2)外加剂凝结时间及其它指标全部合格。


(3)早期留样胶凝材料、1站罐中胶凝材料凝结时间正常,同期留样及从2站罐中取样掺有粉煤灰的凝结时间出现超时缓凝现象。


(4)初步得出混凝土出现超时缓凝现象的原因是粉煤灰造成的。


(5)通过对1、2站粉煤灰罐中取的粉煤灰样品分别进行混凝土试配,检测混凝土凝结时间的结果是,用2站粉煤灰样品试配的混凝土凝结时间严重超时,进一步证明混凝土凝结时间异常是粉煤灰造成的。


2.5与粉煤灰供应商沟通后了解到,由于粉煤灰供应紧张,那个厂有粉煤灰就从那个厂拉,供应商这次拉了两车刚点火生产的粉煤灰,全部打入2站粉煤灰罐中。共同见证从2站粉煤灰罐中取样留存粉煤灰样品后,供应商对2站粉煤灰罐中的粉煤灰进行了清理退回,并承担相应经济损失。


2.6该两车粉煤灰进场验收所检测的细度、滴酸试验、净浆流动度指标合格,后续检测的烧失量、需水量比、含水量、密度、强度活性指数、安定性合格。化学指标通过委托有资质的第三方检测,三氧化硫指标不合格,其它合格。



03

预防措施


3.1混凝土公司一般不具备粉煤灰化学成分检测条件,而粉煤灰中某些化学成分对混凝土性能产生严重影响,这就导致很难通过简易的质量指标检测来判断进场粉煤灰是否能安全地应用于混凝土生产。


如果混凝土生产过程中使用的粉煤灰质量有问题,通常在生产或浇筑结束后才能发现,往往会带来经济损失或质量事故


这就要求,在正常粉煤灰采购过程中,不得私自或随意变更粉煤灰生产厂家。


确实需要变更供应厂家时,必须提前提供需要购进厂家的粉煤灰样品,经过检测合格后才能购进。


在粉煤灰供应商(生产厂家)确定后,采取非常规、及时、有效的预先控制手段,加强对进场粉煤灰质量预先检测,以达到质量控制的目的。


(1)资料验收:检查粉煤灰磅单、检验报告、合格证等料,票、物等资料信息一致,保证粉煤灰生产厂家稳定。


(2)取样:对每车粉煤灰进行取样,取样要具有代表性。


(3)颜色:仔细观察粉煤灰样品颜色,同一个生产厂家的粉煤灰颜色要相对稳定,没有明显变化。


(4)细度:采取用手指捏、捻的办法,判定粉煤灰细度。


(5)气味、冒泡:取少许粉煤灰样品闻粉煤灰气味,不得有刺鼻气味;或按配比称取一定数量的水泥、粉煤灰、外加剂、温水搅拌均匀,不得有刺鼻(不正常)气味,不得有不正常的冒泡、漂油、浮黑灰现象。


(6)酸试验:粉煤灰样品中滴加草酸,出现少量气泡正常,气泡量过大,说明有掺假现象。


(7)相容性(需水量):按固定配比称取一定数量的水泥、粉煤灰、外加剂、水搅拌均匀,检测净浆流动度。后续观察该净浆凝结时间是否异常。


(8)入罐:确保粉煤灰准确无误打入规定的粉煤灰罐中。


(9)杂质:对粉煤灰样品及打料结束后管道口下方观察,粉煤灰中不得有结块等其它固体杂质。


(10)不合格处理:粉煤灰出现不合格(不符合以上规定检测内容)现象时,通过检测其它易检测指标,如果不合格,做退料处理;


如果合格,通过和供应商沟通属于可控范围内的正常波动,和试验室负责人沟通意见一致后,正常取样收购。


不合格情况处理结束后,做好记录,详细描述不合格(争议)内容,对后续采购的粉煤灰质量重点控制,并作为合格供应商评价依据之一。


3.2粉煤灰常规检测结果及时传递。与粉煤灰生产厂家及时沟通,了解生产变化情况,尤其是粉煤灰中有害杂质(有害化学成分)控制情况,粉煤灰供应情况,做到防患于未然,达到粉煤灰质量预先控制的目的。


3.3在混凝土生产过程中,混凝土性能有变化时,要做到准确分析问题原因,及时采取行之有效的措施,保证混凝土物理及力学性能合格。


04

结语


粉煤灰使用高峰期,由于粉煤灰供应紧张,造成粉煤灰质量波动大、供应厂家不稳定、供应数量难以保证,粉煤灰供应过程中易出现掺假、以次代好、质量波动大等现象。


在采取简单有效的质量预先控制措施基础上,在生产过程中,根据粉煤灰质量指标的变化,及时有针对性调整配合比(调整粉煤灰用量、外加剂掺加量、用水量等指标),将粉煤灰质量波动对混凝土质量影响降低到最低限度,达到使用粉煤灰降低成本、改善混凝土和易性、可泵性、水化热、耐久性、抗渗性及后期强度的效果。

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