因外加剂相容性不好造成梁柱纵向裂缝事故的原因和教训
发布时间：2018-05-02 阅读量：
混凝土梁、柱局部的冷缝和缺棱掉角是常见的质量通病，一般都不致影响结构的安全使用，仅需适当修补。泵送混凝土用的立窑水泥与外加剂相容性不好，已成为冷缝和缺棱掉角新的原因，严重的还会酿成大范围的纵向裂缝。二 事故概况
某多层住宅屋盖模板，梁模用原木制作，板模用木胶合板。其C20泵送混凝土于2001年8月13日晚7时至次日早3时浇筑。当日气温27－34℃，晴天，湿度55％－92％。屋盖混凝土养护时（及拆模后）发现屋盖楼板出现多条无规则的裂缝（拆模后发现裂缝贯穿楼板），如图1。13．Sd后拆模，发现梁腹的两侧面和梁底的阳角部位普遍出现纵向理解裂缝，裂缝较大宽度达Znun。经钻芯检查，梁腹两侧的纵向裂缝进深，甚至可达 200mm；梁底阳角纵向裂缝用小锤敲击，发出明显的空鼓响声，虽基本未造成缺棱掉角，但容易敲掉，露出梁底阳角部位的纵向钢筋，如图2。处于室内的梁腹两侧和梁底阳角纵向裂缝普遍发生，开裂比较严重；边梁处于室外一侧的梁腹和梁底阳角裂缝不多，且较轻；偶尔采用木胶合板作梁模板的，处于室外的边梁未见开裂。经了解，该泵送混凝土采用普硅32．SR散装立窑水泥（初凝时间2：50＄％M时间4：00），1级粉煤灰，＊N－100缓凝减水剂。混凝土配合比为冰Z10kg冰泥319kg，砂687kg，碎石1124kg，粉煤灰dkg，外加剂4．35kg；坍落度，施工单位要求140－lodnun，配合比设计为150tlllll，据厂家称出厂时为195nun。据厂家称该商品混凝土运至该工地约需lh，该泵送混凝土的初凝及＄＆时间sIJ为 6h、sh。据施工单位称，混凝土泵出后约20－3（）nd即感到难以摊平，失去流动性；晚上浇筑的混凝土，次日中午仍未终凝，踩下去还有脚印，3（）后才终凝。经查找原因是外加剂与立窑水泥相容性不好所致。经检查，该屋盖混凝土28d抗压强度24．6MPa；钻芯法检验6根梁的梁腹混凝土强度（12个芯样），其强度代表值为20．7－23．3MPa；其中1处的混凝土芯样是“骑缝”钻芯取得，芯样未因裂缝贯通而散开，其强度代表值为22．7MPa。又，2001年8月14日下午浇筑的另一幢二层柱，C25泵送混凝土。当晚厂家来电话，说该批混凝土“减水剂掺量太大”，从浇筑完毕算起需20h后才能拆模。20h后试拆模板，发现混凝土尚未终凝；40h后拆模时，混凝土已终凝，但柱的上角缺棱掉角及柱的混凝土表层“脱皮”（烂面）仍较严重。用回弹仪检测，该批柱混凝土R，＝15MPa，仅达到0．6fcu，／平均气温30℃左右，该强度发展偏低）。
2 裂缝原因
2．L 该泵送混凝土的立窑水泥与外加剂相容性不好，其表现为坍落损失过快、过大，超时缓凝。其混凝土浇筑时，流动性很差，振捣困难；加上梁侧模板的摩擦阻力，导致在梁腹的两侧留下“冷缝”和“沉缩裂缝”。超时缓凝的混凝土，早期强度上不去，梁、柱的阳角部位受早拆模或不良养护模板变形等影响容易产生纵向裂缝或缺棱掉角。
2．2 浇筑时发现混凝土拌合物流动性很差之后，施工单位经验不足，未及时报告，未加大振捣力度，未使该混凝土恢复流动性；振捣只注意梁侧模附近，忽视梁中部混凝土的振捣，也未进行二次振捣。导致该屋盖混凝土，在梁腹的两侧出现因振捣不力而产生的混凝土冷缝；又因无二次振捣，继而发生沉缩裂缝，两种裂缝原因叠加，导致不连续的冷缝发展成梁腹两侧普遍出现的一条（甚至两条）纵向裂缝，甚者裂缝深达200turn。
2．3 原木制作的梁模板未刨光、未涂刷脱模剂，表面比较粗糙，形成混凝土沉降的阻力。其反证就是该屋盖边梁光滑表面的木胶合板侧模部位未出现裂缝。
2．4 原木制作的模板在养护期间缺水。木材具有显著的湿胀干缩性，沿弦向收缩较大（弦向干缩量约为6％－12％，径向干缩3％－6％）。混凝土浇筑完毕之后膜板可以被湿透（含水率可达纤维饱和点），如果养护期间原木模板失水，会改变其截面形状和尺寸；在混凝土与模板之间的粘结力的作用下，混凝土构件的棱角部位可能被撕裂。该屋盖混凝土浇筑和养护期间，正值“秋老虎”大气，连续晴天，模板容易失水。屋盖边梁处于室外的部位，养护水能流淌到模板上，木模板能保持较多的水分，干缩较少；而处于室内的梁模板，由于无浇水养护，加上在顶层空气流通好，木模容易失水。这就造成了屋盖梁底两个阳角的纵向裂缝，室内比室外严重得多的原因。
3 裂缝有害程度
3．L 屋盖楼板部位的无规则裂缝，属常见的早期塑性裂缝，可采用改性环氧树脂压力注浆，弥补裂缝，使之恢复楼板的整体性和耐久性，且不会影响结构的安全使用。
3．2 从梁腹两侧的纵向裂缝部位“骑缝”抽取的混凝土芯样，裂缝虽然从其中部贯通，但芯样不因此而散开，也未见降低（或明显）降低其抗压强度。该类型裂缝发生有受弯构件中的“中和轴”附近，如进行注浆弥补裂缝，应能安全使用。
3．3 梁底两个阳角部位的纵向裂缝，呈劈裂状，且严重空鼓，严重损害了阳角部位的钢筋保护层，降低了梁底钢筋与混凝土的握裹力（共同作用）。压力注浆，若阳角两侧无外力支顶，注浆弥合裂缝的效果不好，注浆压力还可能把阳角裂缝部位的小块混凝土挤脱。
3．4 考虑到注浆补强工作量太大，阳角部位还有一定的难度，经有关单位协商，决定拆除重做。损失约20万元。
4 事故的教训和预防
4．L 比之转窑水泥，立窑水泥对外加剂的相容性较差，即使是同一厂家、同一牌号、同一强度等级的水泥，因熟料成分比例可能有变，其头一批号的水泥和下一批号的水泥对同一外加剂的适应性都可能不同。不相容（或相容性不好）的特征是坍落度损失很大，严重的会发生假凝；浇筑成型之后，超时缓凝，混凝土早期强度低（严重的连后期强度也上不去），同类事故在我地已发生多起。因此，外加剂的相容性问题不容忽视，应每对一批号的水泥都作配合比试验，从源头上杜绝不相容（或相容性不好）的事故的发生。
4．2 泵造混凝土拌合物如果发生假凝现象，不应出厂，并应停工浇筑，以免酿成后继事故。因相容性不好，致坍落度损失大、损失快的，应及时报告，并（不加水）重新搅拌，并加大振捣力度，使其恢复流动性，减免冷缝；并按照《混凝土泵送施工技术规程》门GJ／nO－95）规定进行二次振捣，和混凝土表面二次搓压，减免沉缩裂缝。二次振捣的时间是在靠前次振捣的20－30min后进行。楼板二次搓压是在混凝土表面收水（初凝）时开始，终凝之前完成。墙、柱混凝土可在靠前浇筑层振捣之后，即将浇筑第二浇筑层之前，将靠前浇筑层的混凝土再次振捣，其上逐层类推进行二次振捣。所有振捣，振动棒不但要注意靠近梁侧模部位混凝土的振捣，还要注意梁截面中间部位混凝土的振捣，才能减免冷缝和沉缩裂缝。
4．3 对超时缓解的混凝土，其补救一法是加强覆盖湿养护不少于14d，不但混凝土表面要湿养护休模板也要湿养护（木材含水率始终保持在30％左右），防止因木材干缩变形损坏早期强度尚低的混凝土。
4，4 鉴于原木模板的缺点，宜用钢模或树脂涂面的木胶合板。模板安装应保证具有足够的承载力、刚度和稳定性，接缝不应漏浆。模板表面应平整，使用前应清理干净，涂刷脱模剂。混凝土浇筑之前，模板应充分湿润。
4．5 混凝土构件侧模的拆除，其混凝土强度不应小于SMPa。拆模后应立即覆盖湿养护或喷洒养护剂。
本文关键词：外加剂
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