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观该工程二、三、四层柱、梁、板混凝土构件均出现了不同程度的爆裂现象，剥开即将爆脱的混凝土，爆点处有粉化的红褐色颗粒，如图1和图2所示。2混凝土爆裂原因分析2.1XRD、岩相分析取混凝土爆裂处粗骨料进行XRD分析和岩相分析。XRD分析表明，碎石主要由石英、长石和云母组成，结果如图3所示。岩相分析显示，碎石中石英晶体和长石晶体呈镶嵌结构，有一些云母分散分布在碎石中，局部有少量微晶质至隐晶质石英，结果如图4所示。通过上述微观分析可知，混凝土所用碎石中未发现导致混凝土爆裂的可疑物质。2.2SEM分析取爆裂处混凝土试样与未爆裂试样进行SEM对比分析，结果如图

2、4和图5所示。由图5可知，爆裂处砂浆形貌与未爆裂处无显著差异，说明在混凝土中未存在影响水泥水化的物质。2.3化学分析分别取混凝土爆裂处红褐色粉末和未爆裂处正常砂浆进行化学分析，结果见表1。由表1可知，与未爆脱处正常砂浆相比，红褐色粉末中Fe2O3、CaO、MgO含量较高。2.4混凝土安定性检测在三层楼面梁14-15/D、四层楼面梁5/C-D处各钻取一组芯样，根据GB/T50344-2004建筑结构检测技术标准附录B“f-CaO对混凝土质量的影响的检测”。制作两组标准薄片进行沸煮试验。试验结束后，两组薄片均发生严重破损（以红褐色骨料为中心层放射性开裂），如图6所示。此现象符合GB/T50344-

3、2004建筑结构检测技术标准附录B中B.0.7.1所述，证明此红褐色颗粒中所含的游离氧化钙含量过多。2.5沸煮法强度对比在该工程二、三层梁钻取直径为75mm的芯样。同一根芯样制作成两个芯样试件。通过沸煮法对芯样试件进行加速反应，冷却后的芯样抗压强度与未沸煮的芯样抗压强度比较结果见表2。由表2可知，与正常芯样试件相比，表面已发生爆脱的芯样试件抗压强度相对较低。正常芯样试件在沸煮后大部分都遭破损，未破损的芯样试件抗压强度也发生了不同程度的衰减，衰减率最大为34.3%。2.6混凝土爆裂原因分析由上述试验可知，混凝土爆裂的原因可以排除粗骨料和与水泥水化有关的原因。与未爆脱处正常砂浆相比，红褐色粉末中F

4、e2O3、f-CaO、MgO含量较高，后经调查，混凝土生产厂家在混凝土搅拌过程中加入了一定量的钢渣代替碎石。在钢渣产生过程中，钢渣中的CaO、MgO经过高温煅烧，结构致密，其水化过程十分缓慢并伴随着体积膨胀。有文献指出，CaO与水反应生成Ca（OH）2时体积膨胀97.9%，同样MgO与水反应生成Mg（OH）2过程中，一般可以膨胀2.2倍。在混凝土拌合完成后乃至服役期内，钢渣中的CaO、MgO与混凝土内的自由水或外界渗入的水分发生水化反应，生成Ca（OH）2、Mg（OH）2，导致体积膨胀并以钢渣为中心形成径向辐射爆裂缝或细裂纹。如钢渣掺量较小，可以凿开混凝土后，清除爆裂物，进行混凝土修补，相对较易处理；如掺量较大，造成全局性损害，处理就较困难。一些埋藏较深、水化更慢的钢渣可能在较晚时期陆续发生爆裂，应制定相应的、专门的处理措施。3结论（1）该工程出现的混凝土爆裂现象是由于钢渣中经高温煅烧的CaO、MgO遇水发生水化反应，固相体积增大，发生局部膨胀引起的。（2）