混凝土爆裂缺陷的原因及分析

1、混凝土爆裂缺陷的原因及分析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，爆點處有粉化的紅褐色顆粒，如圖1和圖2所示。2混凝土爆裂原因分析2.1XRD、巖相分析取混凝土爆裂處粗骨料進行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)導致混凝土爆裂的可疑物質(zhì)。2.2SEM分析取爆裂處混凝土試樣與未爆裂試樣進行SEM對比分析，結(jié)果如圖

2、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行化學分析，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Fe2O3、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/T50344-2004建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準附錄B“f-CaO對混凝土質(zhì)量的影響的檢測”。制作兩組標準薄片進行沸煮試驗。試驗結(jié)束后，兩組薄片均發(fā)生嚴重破損（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/T50344-

3、2004建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準附錄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。2.5沸煮法強度對比在該工程二、三層梁鉆取直徑為75mm的芯樣。同一根芯樣制作成兩個芯樣試件。通過沸煮法對芯樣試件進行加速反應(yīng)，冷卻后的芯樣抗壓強度與未沸煮的芯樣抗壓強度比較結(jié)果見表2。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F

4、e2O3、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。有文獻指出，CaO與水反應(yīng)生成Ca（OH）2時體積膨脹97.9%，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。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（OH）2、Mg（OH）2，導致體積膨脹并以鋼渣為中心形成徑向輻射爆裂縫或細裂紋。如鋼渣摻量較小，可以鑿開混凝土后，清除爆裂物，進行混凝土修補，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）