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文檔作者：王楓高波文檔來源： 1．江蘇省建筑結(jié)構(gòu)安全高技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2．江蘇科永和工程建設(shè)質(zhì)量檢測鑒定中心			點(diǎn) 擊數(shù)：
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2011年第l2期
12月
混凝土與水泥制品
CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS
201l Nol2
December
某學(xué)校混凝土爆裂事故原因分析
王 楓 ，高 波
(1．江蘇省建筑結(jié)構(gòu)安全高技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210028；
2．江蘇科永和工程建設(shè)質(zhì)量檢測鑒定中心)
摘要：某學(xué)校宿舍樓梁、板、柱構(gòu)件混凝土表面出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象，通過對爆裂部分砂漿進(jìn)行化學(xué)分析和混凝土安
定性試驗(yàn)，確定混凝土爆裂是由于在混凝土拌制過程中摻入的鋼渣中過燒氧化鈣、氧化鎂發(fā)生水化反應(yīng)，體積膨脹
造成的。
關(guān)鍵詞：混凝土；爆裂；銅渣；游離氧化鈣
Abstract：rI’he blowout phenomenon happened on the surface of concrete beams．plates and columns of one school
dormitory building．Through the chemical analysis of the blowout part mortar and the stability test of concrete，the concrete
blowout is caused by the volume expansion of the burned CaO，MgO of steel slag happening hydration during the concrete
mixing process．
Key words：Concrete；Blowout；Steel slag；f-CaO
中圖分類號(hào)：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000—4637(2011)12—53一O3
0 前言
某學(xué)校男生宿舍樓，建筑面積6600m ，結(jié)構(gòu)形
式為框架結(jié)構(gòu)。梁板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)均為C25，
采用商品混凝土。2010年3月13日至2010年8月
28日施工，混凝土澆筑后采用灑水養(yǎng)護(hù)。拆模后發(fā)
現(xiàn)梁、板構(gòu)件多處混凝土表面出現(xiàn)點(diǎn)狀爆裂現(xiàn)象，
且隨混凝土齡期的增長，出現(xiàn)爆裂點(diǎn)有增多的趨
勢。為確保該建筑安全使用，建設(shè)方委托鑒定機(jī)構(gòu)
對該工程混凝土進(jìn)行檢測、鑒定，分析混凝土爆裂
原因。
1 混凝土爆裂分布及外觀
該工程二、三、四層柱、梁、板混凝土構(gòu)件均出
現(xiàn)了不同程度的爆裂現(xiàn)象，剝開即將爆脫的混凝
土，爆點(diǎn)處有粉化的紅褐色顆粒，如圖1和圖2所
示
圖1 二層樓面板爆脫
圖2 即將爆脫的混凝土
2 混凝土爆裂原因分析
2．1 XRD、巖相分析
取混凝土爆裂處粗骨料進(jìn)行XRD分析和巖相
分析。XRD分析表明，碎石主要由石英、長石和云母
組成，結(jié)果如圖3所示。
巖相分析顯示，碎石中石英晶體和長石晶體呈
鑲嵌結(jié)構(gòu)，有一些云母分散分布在碎石中，局部有
少量微晶質(zhì)至隱晶質(zhì)石英，結(jié)果如圖4所示。
通過上述微觀分析可知，混凝土所用碎石中未
發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致混凝土爆裂的可疑物質(zhì)。
2．2 SEM分析
取爆裂處混凝土試樣與未爆裂試樣進(jìn)行SEM
對比分析，結(jié)果如圖4和圖5所示。
由圖5可知，爆裂處砂漿形貌與未爆裂處無顯
一53—
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2011年第12期 混凝土與水泥制品 第188期
一
碎石 ‘ Q F ’ ’
^ n ～山JI【jcl，觚 J 、 一Q 一 ～ ． ? ，、．．i( ． ．．
20．000 40．000
衍射角(20)
Q一石英；F一長石；Bi一云母
圖3 碎石和砂的XRD譜圖
圖4 碎石中的石英晶體、長石晶體、云母和
少量微晶質(zhì)至隱晶質(zhì)石英
著差異，說明在混凝土中未存在影響水泥水化的物
質(zhì)。
2．3 化學(xué)分析
分別取混凝土爆裂處紅褐色粉末和未爆裂處
正常砂漿進(jìn)行化學(xué)分析，結(jié)果見表1。
由表1可知，與未爆脫處正常砂漿相比，紅褐
色粉末中FezO3、CaO、MgO含量較高。
2．4 混凝土安定性檢測
在三層樓面梁14—15／D、四層樓面梁5／C—D處
各鉆取一組芯樣，根據(jù)GB／1’5O344—2004(建筑結(jié)構(gòu)
檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》附錄B“f-CaO對混凝土質(zhì)量的影響
的檢測”。制作兩組標(biāo)準(zhǔn)薄片進(jìn)行沸煮試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)
一54一
(a)爆裂處試樣
(b)未爆裂處試樣
圖5 混凝土試件SEM 圖片
表1 紅褐色粉末和砂漿化學(xué)成分比較
項(xiàng)目～ 一
未爆裂砂漿 爆裂處紅褐色粉末
束后，兩組薄片均發(fā)生嚴(yán)重破損(以紅褐色骨料為
中心層放射性開裂)，如圖6所示。此現(xiàn)象符合GB／
∞ ∞ ∞ ∞ O
4 3 2 1
∞d。、 麓茛
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王楓，高波 某學(xué)?；炷帘咽鹿试蚍治?
T50344—20044建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ附錄B中
B．0．7．1所述，證明此紅褐色顆粒中所含的游離氧化
鈣含量過多。
圖6 沸煮后薄片
2．5 沸煮法強(qiáng)度對比
在該工程二、三層梁鉆取直徑為75ram的芯樣。
同一根芯樣制作成兩個(gè)芯樣試件。通過沸煮法對芯
樣試件進(jìn)行加速反應(yīng)，冷卻后的芯樣抗壓強(qiáng)度與未
沸煮的芯樣抗壓強(qiáng)度比較結(jié)果見表2。
表2 芯樣抗壓強(qiáng)度對比
注：1／1／D-F軸二層梁、11／D—F軸三層梁未沸煮芯樣試
件表面已發(fā)生爆脫。其余未沸煮芯樣試件均正常。
由表2可知，與正常芯樣試件相比，表面已發(fā)
生爆脫的芯樣試件抗壓強(qiáng)度相對較低。正常芯樣試
件在沸煮后大部分都遭破損，未破損的芯樣試件抗
壓強(qiáng)度也發(fā)生了不同程度的衰減，衰減率最大為
34．3％ 。
2．6 混凝土爆裂原因分析
由上述試驗(yàn)可知，混凝土爆裂的原因可以排除
粗骨料和與水泥水化有關(guān)的原因。與未爆脫處正常
砂漿相比，紅褐色粉末中Fe。O。、f-CaO、MgO含量
較高，后經(jīng)調(diào)查，混凝土生產(chǎn)廠家在混凝土攪拌過
程中加入了一定量的鋼渣代替碎石。在鋼渣產(chǎn)生過
程中，鋼渣中的CaO、MgO經(jīng)過高溫煅燒，結(jié)構(gòu)致
密，其水化過程十分緩慢并伴隨著體積膨脹。有文
獻(xiàn)指出，CaO與水反應(yīng)生成Ca(OH) 時(shí)體積膨脹
97．9％t21，同樣MgO與水反應(yīng)生成Mg(OH)2過程中，
一般可以膨脹2．2倍[3]。在混凝土拌合完成后乃至服
役期內(nèi)，鋼渣中的CaO、MgO與混凝土內(nèi)的自由水
或外界滲入的水分發(fā)生水化反應(yīng)，生成Ca(0H)：、
Mg(OH)：，導(dǎo)致體積膨脹并以鋼渣為中心形成徑向
輻射爆裂縫或細(xì)裂紋。如鋼渣摻量較小，可以鑿開
混凝土后，清除爆裂物，進(jìn)行混凝土修補(bǔ)，相對較易
處理；如摻量較大，造成全局性損害，處理就較困
難。一些埋藏較深、水化更慢的鋼渣可能在較晚時(shí)
期陸續(xù)發(fā)生爆裂，應(yīng)制定相應(yīng)的、專門的處理措施。
3 結(jié)論
(1)該工程出現(xiàn)的混凝土爆裂現(xiàn)象是由于鋼渣
中經(jīng)高溫煅燒的CaO、MgO遇水發(fā)生水化反應(yīng)，固
相體積增大，發(fā)生局部膨脹引起的。
(2)混凝土爆裂對混凝土的抗壓強(qiáng)度有一定影
響。對已發(fā)生爆裂的樓層應(yīng)加強(qiáng)觀測，其他樓層也
應(yīng)跟蹤觀察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，以判定結(jié)構(gòu)是否安全
和采取相應(yīng)對策。
參考文獻(xiàn)：
[1】《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))GB／T50344—2004．
[2】楊婧．有害骨料的工程病害及其防治【M]，華中科技大學(xué)學(xué)
報(bào)，2002(6)．
[3】朱明．水泥基材料中的游離氧化鈣【M】．水泥工程，2008(2)．
收稿日期：2011—11一O8
作者簡介：王楓(1985一)，男，助理工程師。
通訊地址：江蘇省南京市紅山路107號(hào)
聯(lián)系電話：13912984425
E—mail：jackygo0@163．corn
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