【正文】 能在混凝土硬化后繼續(xù)生成水化硫鋁酸鈣，而水化硫鋁酸鈣生成時的體積約達原體積的 倍，這就是造成預制板混凝土膨脹、酥裂、破壞乃至倒塌的主要內(nèi)在原因。 混凝土 堿 骨料反應事故案例 ? 北京某廠受熱車間，建于 1960年，建成后常年處于 40~50 176。 C的 高溫環(huán)境中，后發(fā)現(xiàn)其混凝土墻面上有許多網(wǎng)狀裂紋。經(jīng)查當年混凝土所用原料為 400號礦渣水泥，混凝土水泥用量 410Kg/m3配合比為水泥︰沙︰石︰水 =1︰ ︰ ︰ ，粗骨料為粒徑 5～ 30mm的卵石，摻 2％ CaCl2(氯鹽 )和 2％ CaSO42H2O(石膏 )的外加劑。 事故 案例分析 ? 為了確定此墻面的嚴重網(wǎng)狀裂紋是否為堿 — 骨料反應所致，在裂紋處鉆一直徑 70mm、長120mm的混凝土圓柱芯體。將此芯體橫向鋸成若干磨光薄片，在反光顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有許多網(wǎng)狀裂縫（圖 ）。將此磨光薄片進行巖相分析，發(fā)現(xiàn)每個薄片含有 6～ 11枚粗骨料中有 1～ 3枚粗骨料含微晶石英和玉髓。將磨光薄片在掃描電鏡下觀察并進行能譜分析，發(fā)現(xiàn)骨料邊緣的鉀含量明顯增加。表明堿在骨料邊緣富集。但是，對芯體中的細骨料鑒定表明沒有活性礦物存在，為非活性礦物（它與粗骨料來自不同產(chǎn)地） ? 該長露天堆場鋼筋混凝土柱的混凝土保護層也嚴重剝落，鋼筋嚴重銹蝕 ,從剝落的混凝土中取得一些骨料進行巖相分析，其中也含有典型的活性礦物玉髓和微晶石英。因而，此柱的混凝土剝落和鋼筋銹蝕可視作是堿 骨料反應導致混凝土開裂，從而加劇鋼筋銹蝕，而鋼筋銹蝕又促使混凝土剝落這兩方面綜合作用的結(jié)果。 ? 根據(jù)上述分析，可以證明上述墻面嚴重裂紋是由于堿 骨料反應所引起的。 事故 案例分析 背景 ? 一、什么是水泥混凝土的堿骨料反應 堿骨料反應是混凝土原材料中的水泥、外加劑、混合材和水中的堿 (Na2O或 K2O)與骨料中的活性成分反應，在混凝土澆筑成型后若干午 (數(shù)年至二、三十年 )逐漸反應，反應生成物吸水膨脹使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部應力， 膨脹開裂、導致混凝土失去設(shè)計性能。由于活性骨料經(jīng)攪拌后大體上呈均勻分布。所以一旦 發(fā)生堿骨料反應、混凝土內(nèi)各部分均產(chǎn)生膨脹應力，將混凝土自身脹裂、發(fā)展嚴重的只能拆除，無法補救，因而被稱為混凝土的癌癥。 二、堿骨料反應的分類和機理 1．堿硅酸反應 1940年美國加利尼亞州公路局的斯坦敦，首先發(fā)現(xiàn)堿骨料反應問題，引起全世界混凝土工程界的重視，這種反應就是堿硅酸反應。堿硅酸反應是水泥中的堿與骨料中的活性氧化硅成分反應產(chǎn)生堿硅酸鹽凝膠或稱堿硅凝膠，堿硅凝膠固體體積大于反應前的體積，而且有強烈的吸水性，吸水后膨脹引起混凝土內(nèi)部膨脹應力，而且堿硅凝膠吸水后進一步促進堿骨料反應的發(fā)展、使混凝土內(nèi)部膨脹應力增大，導致混凝土開裂。發(fā)展嚴重的會使混凝土結(jié)構(gòu)崩潰。 能與堿發(fā)生反應的 活性氧化硅礦物 有蛋白石、玉髓、鱗石英、方英石、火山玻璃及結(jié)晶有缺欠的石英以及微晶、隱晶石英等，而這些活性礦物廣泛存在于多種巖石中。因而迄今為止世界各國發(fā)生的堿骨科反應絕大多數(shù)為堿硅酸反應 梁根斷裂事故 九 ? 該工程某縣公路段的機修車間（底層）和宿舍，為 2層磚混結(jié)構(gòu)，建筑面積556m2，屋頂局部平面與剖面見圖 362 ? 屋頂層的挑梁尺寸與配筋情況見圖 363，混凝土 C18，在拆模時發(fā)現(xiàn) 7根挑梁根部斷裂。 事故九 原因分析 ? ，發(fā)現(xiàn)混凝土密實度很差，有很多空隙，當時的水灰比不是由試配決定的。 ? 位 ? ? ，自重加大。 ? 事故九 處理措施 ? 500mm，露出全部鋼筋 ? 100mm處將挑梁的主筋鋸斷，重新焊接新的主筋 ? ，將懸挑結(jié)構(gòu)改為全現(xiàn)澆 配筋錯誤事故 十 ? 山西某教學樓為現(xiàn)澆 10層框剪結(jié)構(gòu)，長,寬 ,標準層高 ,地面以上高度 ,地上建筑面積 9510m2，在第 4和第 5層結(jié)構(gòu)完成后，發(fā)現(xiàn)這兩層柱的鋼筋配錯，其中內(nèi)跨柱少配鋼筋 ，外跨柱少配 事故十 原因分析 ? 該工程第 4， 5層柱的配筋相同，第 6層起配筋減少，施工時，誤將 6層的柱子斷面用于 4， 5層，造成配筋錯誤。 事故十 處理措施 ? 加固構(gòu)件：鑿去 4， 5層的保護層，露出柱四角的主筋和全部箍筋，用通長鋼筋加固，加固直徑，間距與原設(shè)計相同 空洞露筋事故 十一 ? 南京某單位辦公大樓為 5層現(xiàn)澆框架，其平面示意圖見圖 390， 2層框架柱澆注后，拆模時發(fā)現(xiàn)有 6根柱存在空洞，爛根，露筋等嚴重缺陷，其缺陷情況見圖 391，92， 93 事故十一原因分析 事故十一處理措施 ? 由于空同，漏筋，爛根十分嚴重，根據(jù)現(xiàn)場實際情況分析混凝土內(nèi)部質(zhì)量也得不到保證，因此決定立即全部拆除，綁扎鋼筋后，重新澆注混凝土。 梁開裂事故 四 ? 某工程為混合結(jié)構(gòu)，屋蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板，梁跨度 9m，為矩形截面，高 800mm，寬 400mm，混凝土為 C18。配筋情況為：梁跨中受力鋼筋 4 25，支座受力鋼筋 2 18，澆筑后 14d拆模，發(fā)現(xiàn)梁上由 事故四 原因 分析 規(guī)定中大于 8m的梁，拆模時的強度要達到 100%才可以，而現(xiàn)實才達到 80%，于是因強度不足導致開裂。 事故四 處理措施 ? 檢驗發(fā)現(xiàn)裂縫沒有明顯開裂，不會影響結(jié)構(gòu)的安全使用，所以可以采用環(huán)氧膠泥涂抹表面，封閉裂縫 大梁裂縫事故 五 ? 某車間 12m鋼筋混凝土屋面大梁，平臥生產(chǎn)，起吊后發(fā)現(xiàn) 50%吊環(huán)附近混凝土局部壓碎，吊環(huán)偏斜，混凝土裂縫， 事故五 原因分析 ? 吊環(huán)安裝時箍筋被碰撞發(fā)生位移，未恢復原狀，因此，平臥起吊是僅有兩個鋼箍其作用。 ? 腹板側(cè)向剛度本來很小，翼緣開裂后，上部梁的側(cè)向剛度大為減少，所以引起腹板開裂 ? 兩臺吊車的吊環(huán)受力不均勻，受力較大的吊環(huán)，殘余變形也大，因此吊環(huán)發(fā)生偏斜。 事故五 處理措施 ? 對翼緣處的傾斜裂縫，鑿去斜縫范圍內(nèi)的混凝土并鑿成直槎，然后用 C40細石混凝土重新澆筑養(yǎng)護 腹梁裂縫事故 六 ? 某煅工車間跨度 10m，屋蓋梁采用雙坡T形截面薄腹梁，共 4榀，其形狀，尺寸與配筋見圖 342，梁內(nèi)無彎起鋼筋，混凝土設(shè)計強度 C18,實際試塊強度為 1215N/mm2,在檢查時發(fā)現(xiàn)梁支座附近有斜裂縫出現(xiàn)，并不斷增加和擴大。 事故 六 原因分析 ? 原設(shè)計無彎起鋼筋，箍筋斷面及數(shù)量均不足實測混凝土強度未達到設(shè)計要求。 事故六 處理 措施 ? 由于薄腹梁的承載能力不足，必須加固，加固方案在原有的薄腹梁上加鋼筋混凝土，加固后的斷面見圖 343，增設(shè)箍筋來承擔斜截面強度，并配置縱向構(gòu)造鋼筋 砼柱偏斜事故 七 ? 江蘇某冷作車間為裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，柱距 6m,跨度 18m，主要構(gòu)件為矩形柱，鋼筋混凝土屋架，大型屋面板，吊屋面板時發(fā)現(xiàn) 1根柱向內(nèi)傾斜，柱頂向內(nèi)位移 50mm。 事故七 原因分析 ? 柱吊裝后沒有認真校正，當屋蓋吊裝時，發(fā)現(xiàn)了屋蓋與柱連接處有錯位，但未及時查明原因，直到吊裝完后才發(fā)現(xiàn)有內(nèi)傾現(xiàn)象 事故七 處理措施 ? 由于柱的偏差太大，必須進行糾正，糾偏方案有兩個：一是大型屋面板與屋架焊接處割開后，再對柱糾偏；二是把屋架連同屋面板等整體頂起，然后對柱糾偏 樓板開裂 事故 三 ? 某學校為 3層混合結(jié)構(gòu)，縱墻承重，外墻厚 37cm，內(nèi)墻厚 24cm，灰土基礎(chǔ)，樓蓋為現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋形樓蓋，在裝飾工程時發(fā)現(xiàn)大梁兩側(cè)的混凝土樓板上部普遍開裂，裂縫方向與大梁平行，鑿開后發(fā)現(xiàn)負鋼筋被踩下。 事故 案例三 原因 分析 ? ? 1）澆筑混凝土時，把板中的負彎矩鋼筋踩下，造成板與梁連接處附近出現(xiàn)通長裂縫 ? 2）混凝土每立方用量少于 250kg ? 3）在第二層樓蓋澆筑后沒達到規(guī)定強度，就在其上堆放施工工具，導致荷載超載。 ? 4）混凝土在冬季施工而沒采取任何施工措施。 ? ? 1）對樓板的荷載計算錯誤 ? 2）梁箍筋間距太大 框架梁開裂 事故案例 二 ? 某鄰街建筑的底層為商店， 2層以上為宿舍，是 7層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，縱向二跨，其第 7層平面圖如圖 311所示。 ? 室內(nèi)粉飾時發(fā)現(xiàn)頂層縱向框架梁 KJ7，KJ8上有 15處裂縫，其位置如 311，裂縫情況見圖 312 事故 案例 二 原因分析 ? ? 。 拆模過早引起的 倒塌 ? 事故概況 ? 某輕工廠為二層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu) ,預制鋼筋混凝土樓板 .施工單位在澆筑完首層鋼筋混凝土框架及吊裝完一層樓板后 ,繼續(xù)施工第二層 .在開始吊裝第二層預制板時 ,為加快施工進度 ,將第一層的大梁下的 立柱拆除 ,以便在底層同時進行裝修 ,結(jié)果在吊裝二層預制板將近完成時 ,發(fā)生倒塌 ,當場壓死多人 ,造成重大事故 . ? 原因分析 ? 事故發(fā)生后 ,經(jīng)調(diào)查分析 ,倒塌的主要原因是底層大梁立柱及模板拆除過早 .在吊裝二層預制板時 ,梁的 養(yǎng)護只有 3天 ,強度還很低 ,不能形成整體框架傳力 ,因而二層框架及預制板的重量及施工荷載由二層大梁的立柱直接傳給首層大梁 ,而這時首層大梁的強度尚未完全達到設(shè)計的強度 C20,經(jīng)測定只有構(gòu)輜重而引起倒塌 . 骨料中混入膨脹性礦物引起事故 ? 某一市鎮(zhèn)的鄉(xiāng)辦企業(yè)車間 ,面積 4600平方米 ,為 3層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) ,梁 、柱為現(xiàn)澆混凝土 ,樓板為本鎮(zhèn)預制產(chǎn)生產(chǎn)的多孔板 .于 1986年春開工 ,同年 8月完成 ,交付使用后個月后即發(fā)現(xiàn)梁、柱等有多處爆裂 ,中在 67個月以后 ,又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)在混凝土柱基 ,柱子大梁根部混凝土爆裂 ,其中嚴重的爆裂裂縫長達 150厘米 ,有的已貫通大梁 。導致大梁折端 . ? 原因分析 ? 事故發(fā)生后 ,取裂縫處碎片進行 X光分析 ,結(jié)果指出主要的晶相為方鎂石 MgO, 此外還有少量的生石灰石 CaO,由此可以判定是方鎂石及石灰石水化膨脹 .起源是鄉(xiāng)鎮(zhèn)施工企業(yè)為了節(jié)省資源 ,采用了本鄉(xiāng)耐火材料廠生產(chǎn)鎂砂時所導致的廢砂代替混凝土中的部分集料 ,該廠以白云石 [CaMg(CO3)2]為原料 ,煅燒生產(chǎn)耐火材料 ,而廢渣中含有 MgO及 ,得不償失 . 混凝土受凍害事故 ? 某省一綜合加工樓 ,五層樓 ,磚混結(jié)構(gòu) ,磚墻承重 ,現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋 .在澆注混凝土時正值冬季 .但施工隊缺乏冬季施工措施 ,在拆模后發(fā)現(xiàn)凍害嚴重 .具體表現(xiàn)在 1板面混凝土層剝落 .板面疏松用鐵器或木板刮時 ,表層紛紛剝落 ,有的外露石子 ,用手可以挪動 ,結(jié)構(gòu)疏松 。2混凝土強度嚴重不足 .原設(shè)計混凝土為 C25,實測強度大都在C10~~~C13之間 ,個別的僅為 C6,3表面裂縫遍布 ,參看圖 混凝土受凍害原因分析 ? 原因分析 ? 顯然是混凝土在凝結(jié)硬化過程中受了凍害 .這從取樣混凝土中 ,發(fā)現(xiàn)骨料表面有明顯的結(jié)冰痕跡 .混凝土的水化反應隨著溫度的 減低而減弱 ,水結(jié)冰則水化反應完全停止 .水的冰凍溫度為 0度 ,但在混凝土混合物中總有一些溶解物質(zhì) ,水的 結(jié)冰溫度要低于0度 ,約在 1~~~4度 .在低溫環(huán)境中澆筑混凝土 ,由于混凝土在硬化前受凍 ,水化反應很弱 ,同時新形成的水泥水化物的強度弱 ,水結(jié)冰凍脹時 ,內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞 .因而強度嚴重不足 . ? 因錨固長度不足 而引起大梁折斷 ? 某煅工廠車間屋面梁為 12米跨度的 T型薄腹梁 ,在車間建成后使用不久 .梁端頭突然斷裂 ,造成廠房部分倒塌 ,倒塌構(gòu)件包括屋面大梁及大型面板 . ? 事故分析 ? 事故發(fā)生后到現(xiàn)場進行調(diào)查分析 ,混凝土強度能滿足設(shè)計要求 .從梁端斷裂處看 ,問題出在端部鋼筋深入支座的錨固長度至少 150毫米 ,實際上不足 50毫米 ,梁端部至柱端外邊緣的 距