混凝土结构事故分析与处理

混凝土结构常见质量事故分析与处理 船舶与建筑工程学院 A08土木二班 叶志威摘 要：钢筋混凝土结构合理地利用了钢筋的抗拉强度及混凝土的抗压强度，同时由于其具有良好的耐久性、整体性、耐火性、可模性还可以 就地取材使得钢筋混凝土结构成为当今应用最为广泛的一种结构。但是。近几年。钢筋混凝土结构事故屡屡出现，引起了人们的高度重视。文章就钢筋混凝土结构常见的质量事故进行分析并提出相应的处理方法。可能造成质量事故的可能性也较大。因而，在实际的建筑施工管理过程中，必须高度重视混凝土工程质量，并了解混凝土工程可能出现的质量事故。着重于实际工作中混凝土工程可能存在的质量事故进行总结分析，以避免在施工过程中发生质量事故，提高施工人员对混凝土结构工程的质量的理论认识。 关键词：混凝土 质量事故 分析 预防一、前言混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到人混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待，根据实际情况解决问题。二、混凝土结构裂缝成因 1、材料方面。有些构件裂缝是由材料质量引发的，如水泥安定性差，两种水泥混用，砂、石含泥量大，骨料粒径过小，外加剂质量差或加入量过大等。 2、地基变形。当地基发生不均匀下沉时，在结构内部必然产生极大的应力。当应力超过构件抗力时，将不可避免地出现裂缝，裂缝的形状、方向、宽度决定于地基变形的情况。 3、设计方面。构造处理不当，主次梁交合处主梁未设加强箍筋或附加吊筋；大截面梁未设腰筋；构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中等因素，均可导致构件裂缝的出现。 4、结构荷载方面。结构因承受荷载而产生裂缝的原因很多，施工中或使用中都可能出现。例如构件早期受到震伤，拆除承重模板过早，施工荷载过大，构件堆放、运输、吊装时，垫木或吊点位置不当，预应力张拉值过大或放张不规范等，均可能产生裂缝。较为常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下，出现不同程度的裂缝。早期微裂一般不易发现，规范规定有些构件允许出现宽度不大于0.3毫米的裂缝。但对裂缝宽度超过规范规定的，以及不允许出现裂缝的构件出现裂缝，则应属于有害裂缝，须加以认真分析，慎重处理。5、温度应力裂缝。混凝土与一般物质一样，具有热胀冷缩的物理性质，其线膨胀系数约为110-5/，当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，在构件受到约束不能自由变形时，构件内就会产生附加应力，当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，必将出现裂缝。常见的如现浇屋面板垂直于肋梁方向的裂缝，大体积混凝土表面裂缝、烟囱外壁的竖向裂缝等。6、变形裂缝。普通混凝土在空气中硬结时，体积会发生收缩，由此而在构件内产生拉应力，在早期混凝土强度较低时，混凝土收缩值最大。因此，若构件早期养护不良，极易产生收缩裂缝。这类裂缝，在现浇剪力墙、水池底、壁等工程结构中最为常见。还有，结构构件在内应力的作用下，除瞬时弹性变形外，其变形值随时间的延长而增加的现象称为徐变变形。据文献记载受弯构件由于徐变变形的作用，其长期变形值可增加23倍，因变形量加大而使拉区混凝土承受拉应力，造成裂缝的出现。预应力构件因徐变会产生较大的应力损失，降低了结构的抗裂性能。此类裂缝常见于受弯构件的拉区，其特征与承受荷载出现裂缝相同。7、施工方面。由于施工原因造成裂缝出现的因素很多。如混凝土结构养护不良或养护时间不够；水灰比过大、水泥或外加剂加入量过大；搅拌时间不够、振捣不实；钢筋表面污染、保护层过小或过大；任意留置施工缝且不按规定处理；后期施工扰动前期混凝土；构件内外温差大，未采取有效措施；在不宜施工的气候条件下，勉强施工；冬季施工未采取防冻措施等。8、环境和使用方面。环境温度和湿度的急剧变化；冻涨、冻融作用；钢筋锈蚀;锚具失效；腐蚀性介质作用；使用超载；反复荷载作用引起疲劳；振动作用，地基沉降；高温或火灾作用等。9、其他各种原因。如火灾、地震作用、燃气爆炸；撞击作用等。三、混凝土结构的表面缺陷 混凝土的表面缺陷是混凝土结构的一种常见通病，严重的 缺陷会降低结构的承载力，引发工程事故。常见的一些混凝土结构表而的缺陷及其产生的原冈分析如下。1、蜂窝：混凝土配合比不合适，砂浆少而石子多；模板不严密，漏 浆；振捣不充分，混凝土不密实；混凝土搅拌不均匀，或浇注过 程中有离析现象等使得混凝土局部m现空隙，石子问无砂浆，形成蜂窝状的L洞。 2、麻面：模板未湿润，吸水过多；模板拼接不严，缝隙问漏浆；振捣 不充分，混凝土中气泡未排尽；模板表面处理不好，拆模时粘结 严重，敛使部分混凝土面脱落等；混凝土表面粗糙，或有许多分散的小凹坑。 3、露筋：由于钢筋垫块移位，或者少放、漏放保护混凝土保护层垫块，钢筋与模板无间隙；钢筋过密，混凝土浇注不进去；模板 漏浆过多等，致使钢筋主要的外表面没有砂浆包裹而外露。4、缺棱掉角： 常由于构件棱角处脱水，与模板粘结过牢，养护不够，强度不足，早期受碰撞等原因引起。5、表层酥松：由于混凝土养护时表面脱水，或在混凝土凝结过程中受冻，或受高温烘烤等原因引起的混凝土表面酥松。 四、混凝土裂缝及表面缺陷的修补方法 1、抹而法：对于松动的部分应凿去，用钢丝刷刷去表面浮渣，用压力水冲洗，抹水泥砂浆，修补后注意养护。 2、填缝法：对于数量少但较大的裂缝(宽度05mm)，可采用环氧树 脂、环氧砂浆、聚合物砂浆等材料填缝。填缝前应将缝凿成v 形、u形或者梯形的槽。 3、灌浆法：把各种封缝浆液(树脂浆液、水泥浆液、聚合物水泥浆液) 用压力方法注入裂缝深部，使物件的整件性、耐久性及防水性得到加强和提高。这种方法适用于裂缝宽度O3ram、深度较浅 的裂缝修补。如果裂缝及缺陷已影响到结构的承载力及建筑物的正常使用，那就属于混凝土质量事故范畴了，必须对结构进行加固处理。五、混凝土结构裂缝的预防措施1、材料方面。1）水泥：根据工程条件不同，尽量选用水化热较低、强度较高的水泥，严禁使用安定性不合格的水泥：2）骨料应选用粒径适当、级配合理、无碱性反应、有害物质及含泥量符合规定的砂、石材料；3）外掺料宜掺入适量粉煤灰和减水剂等外加剂，超长建筑物或构筑物可加入微膨胀剂，以改善混凝土工作性能，降低水泥用量和用水量，减少收缩。 2、混凝土配料、搅拌及浇筑。1）配合比设计应尽量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确，搅拌时间应保证；2）浇筑分层应合理，振捣应均匀、适度，不得随意留置施工缝。 3、设计方面。1）建筑平面造型在满足使用要求的前提下，力求简单；控制建筑物的长高比，增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力；2）正确设置沉降缝、变形缝，位置和宽度选择要适当，构造要合理；3）砖混结构底层窗台下应采用加筋砌体，洞口较宽的窗台下宜设置钢筋混凝土梁，以防止窗台因地基沉降产生竖向裂缝；4）构件配筋要合理，间距要适当。断面较大的梁应设置腰筋。大跨度、较厚的现浇板，上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在集中应力处，宜加设抗剪钢筋。 4、施工方面。1）加强地基的检查与验收，复杂地基，应做补充勘探。异常地基处理必须谨慎，尽可能使其处理后的承载力与本工程正常地基承载力相同或相近；2）合理设置后浇带，较长的墙、板、基础等结构和主楼与裙房之间等高低层错落处，均应设置后浇带。具体要求可由设计单位确定；3）加强混凝土的早期养护，并适当延长养护时间，当柱、墙等构件浇水养护有困难或不能保证其表面湿润时，应采用覆盖保温材料等做法，以减少混凝土的收缩变形；4）大体积混凝土施工，应做好温度测控工作，采取有效的保温措施，保证构件内外温差不超过规定（25）；5）钢筋绑扎位置要正确，保护层厚度准确，钢筋表面应洁净，钢筋代换必须考虑对构件抗裂性能的影响。六、结 语裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。总之，我们应该掌握钢筋混凝土结构质量事故及其产生的原因，尽量规范设计和施工，减少质量事故的出现。即使出现混凝土的质量事故，应该正确地分析事故的产