混凝土表面爆裂鼓包原因分析与处理

文摘 2024-12-09 07:02 河南

0引言

随着混凝土组成材料的不断发展，人们对材料复合技术认识不断提高，混凝土各项性能指标的要求比以前更明确、细化和具体。更加注重混凝土的耐久性、变形性能等综合指标的平衡和协调。但新兴组合材料的混凝土表面经常出现爆裂、鼓包，并出现脱落现象。长时间混凝土鼓包脱落，既影响业主的后续正常使用，又对结构构件的截面尺寸和构件内部钢筋耐久性等结构安全性产生较大影响，后期结构安全评估难、真实性、预判性低，难以做到亡羊补牢。根据实际工程，经现场取样分析鼓包处混凝土内部化学成分及含量，根据混凝土原材料有害元素物质含量和自身特性，对混凝土表面鼓包原因进行分析，提出有针对性的处理措施，消除隐患，确保工程的安全及正常使用。

1工程概况

某高层住宅楼，钢筋混凝土剪力墙结构，全现浇楼屋面板，所用混凝土均为商品混凝土搅拌站提供的预拌泵送商品混凝土。工程交付使用1年后，业主发现现浇板板底存在不同程度的混凝土鼓包现象，部分鼓包位置呈散点状分布，无明显规律，鼓包点大小不一。大部分鼓包点处混凝土已脱落，鼓包点中心为已粉化的粗骨料，呈棕褐色，一经触碰，粉末状物质即脱落。

2化学分析

2.1仪器分析过程

现场在混凝土爆裂鼓包部位凿取棕褐色骨料样品进行电子显微镜扫描（SEM），扫描结果和选点图像见图2。再通过能谱仪（EDS）对材料微区成分元素种类与含量进行面能谱和点能谱分析：混凝土中主要元素含量总面能谱图像见图3；混凝土中主要元素含量选取点能谱分析图像见图4～图6。最后通过X射线衍射（XRD)对混凝土中元素含量进行分析，分析结果见图7。

2.2分析结果

由骨料部位的面能谱结果可以看出，鼓包处混凝土棕褐色骨料中所含元素为O、Ca、C、Si、Fe等，还含有少量的Mg、S、Mn、Al、K和P等元素，从骨料部位的点能谱结果可以看出，骨料中除了含较高Fe外，还含有少量Ti、Mn、Mg、S、Sr、CI、P等元素。

3混凝土爆裂鼓包原因分析

通过对鼓包处混凝土骨料的电镜（SEM）、点面能谱（EDS）以及X射线衍射（XRD）元素分析结果可推断，该棕褐色的骨料含有黄铁矿、方解石和氧化铁等主要成分，初步判断为钢渣骨料。处理不当的钢渣作为骨料，其安定性问题突出，经过漫长时间，混凝土表面碳化后，水、氧气等到达钢渣骨料表面，钢渣骨料中的铁氧化生成氧化铁，体积膨胀引起胀裂。当S和Mn的含量超过一定比例时，钢渣中存在的硫化亚铁、硫化亚锰水化生成Fe（OH)₂、Mn（OH)₂，体积分别增大1.4倍和1.3倍。此外，当钢渣中含有游离氧化钙、游离氧化镁时，遇水（水汽)反应生成Ca（OH)₂和Mg（OH)₂，体积分别增大1.98倍和2.48倍。从而产生较大的膨胀应力，将周边混凝土撑开，导致表层混凝土爆裂、剥落，而骨料自身则因发生化学反应后变得酥松。

4芯样沸煮试验

将现场钻取的鼓包处带有棕褐色骨料的芯样，参照水泥安定性试验检测标准GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行高温高湿环境下的沸煮检测，观察氧化反应的速度与自然潮湿环境中的水化反应速度的区别，以及沸煮快速水化反应后对混凝土抗压强度的影响。

4.1芯样沸煮结果

将现场钻取鼓包处带有棕褐色骨料的5处10个Φ75mm×75mm芯样，5个芯样放人沸煮箱内高温沸煮，经100℃的环境下6h沸煮后，待冷却后取出在自然条件下放置1天。发现有2个（2芯样、5芯样）带有棕褐色骨料的芯样新增爆裂现象，爆裂后的芯样见图8。

4.2芯样强度变化

将沸煮后，未发现有新增爆裂点的芯样（1芯样、3"芯样、4"芯样）与未经过沸煮的对应位置芯样进行抗压强度值检测，检测结果见表1。

由表1检测结果对比，3组未沸煮芯样与沸煮后芯样的抗压强度分别下降23.4%、22.4%、20.9%，平均值下降22.3%。

通过对鼓包处带有棕褐色骨料的芯样沸煮试验发现，经过高温高湿环境，混凝土的体积、内部孔隙、含水率发生变化，使混凝土内含有游离氧化物的粗骨料发生水化反应的速度加快，而且致使混凝土的抗压强度大大降低。

5混凝土表面鼓包处理措施

考虑到混凝土骨料中有害物质发生氧化反应的速度及自身特性，首先使游离氧化物快速发生水化反应，然后隔绝空气中水和氧气表面封闭的方法进行处理，具体措施：

（1)首先将板底装饰材料剔除，混凝土表面处理干净，持续喷洒热水的方式让混凝土构件充分润湿，周期不得少于45天（以不出现明显的鼓包、爆裂现象为准），让混凝土中的有害物质充分快速水化。

（2）将鼓包位置酥松混凝土剔除、凿毛，将混凝土鼓包爆裂处全部清理干净，且剔除至混凝土密实部分并延伸不小于10mm。

（3）损伤缺陷较小部位或深度不大于40mm部位采用强度等级不小于M40高强聚合物修复砂浆抹面修复；损伤缺陷深度大于40mm且面积较大部位采用强度等级比原设计混凝土强度等级提高一级的无收缩高强灌浆料修复。

（4）修复完成后，继续洒水保持所有构件表面湿润，待修复材料强度满足要求后，如果没有出现新的鼓包爆裂现象，采用1:2.5防水砂浆（42.5级水泥掺302胶（302胶中掺人水，水与302胶比例为1:1)对混凝土表面全部压抹密封，涂刷压抹不少于3遍，总厚度不应小于15mm，并于最后一遍压抹耐碱玻璃纤维布一层。

6混凝土原材料突出问题

混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高、耐久性好、强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，在造船业、机械工业、海洋开发、地热工程等，也是重要的材料。

混凝土是一种充满生命力的建筑材料。随着混凝土组成材料的不断发展，人们对材料复合技术认识不断提高。对混凝土的性能要求不仅仅局限于抗压强度，而是在立足强度的基础上，更加注重混凝土的耐久性、变形性能等综合指标的平衡和协调。混凝土各项性能指标的要求比以前更明确、细化和具体。同时，建筑设备水平的提升，新型施工工艺的不断涌现和推广，使混凝土技术适应了不同的设计、施工和使用要求，发展很快。

混凝土材料是一种耐久性材料，但是本质上是一种非均匀的多孔材料，在二氧化碳、水、氯离子、硫酸盐等的介质的侵蚀作用下，不可避免受到外来因素的影响而腐蚀，混凝土会加速破坏，使用寿命大大缩短。

混凝土表面多处出现鼓包崩裂这可能是采用增钙粉煤灰、含脱硫石膏配制混凝土，粉煤灰中含有游离氧化钙或石膏，其水化速度慢，当混凝土已经硬化后才发生水化，体积产生膨胀，把混凝土表面崩裂。因此，采用增钙粉煤灰、脱硫灰时一定要进行体积安定性检验，合格后方能使用。

钢渣作为骨料应用于房建工程是一种趋势，符合环保要求以及可持续发展，但是钢渣的安定性不良是制约在房建工程中大面推广应用的重要因素，钢渣中游离氧化钙(f-CaO)和游离氧化镁（f-MgO)的含量又是重中之重。游离氧化钙（f-CaO）、游离氧化镁（f-MgO)反应比较缓慢，如果后期游离氧化物进一步反应，水化之后，自身体积膨胀多倍，在骨料表面产生明显膨胀鼓包爆裂现象。对混凝土结构后期持续性影响造成的结构长期损伤潜在危害会进一步加强。钢渣骨料的安定性的离散性也非常大，少量存在严重安定性问题的骨料就可能使硬化混凝土发生表面损伤或结构性破坏。

由于钢渣是分散分布于混凝土中，如果后期处理不当，“分散的钢渣引起的破坏最终会导致结构的整体破坏，从而让后期加固失去意义，最后只能拆除。

7结束语

混凝土并不是一种孤立存在的单一材料。它离不开混凝土用原材料的发展，离不开混凝土的工程应用对象的发展变化，应该从土木工程大学科的角度来认真对待混凝土。混凝土原材料的选用也是这样，首先要分析工程项目的结构、构件特点、设计要求，以及所处环境，预估可能出现的不利情况和风险，若结构构件出现爆裂、鼓包等一些问题十分严重的质量事故，后期结构安全评估难度大，真实性和可预测性低，难以弥补损失。所以立足当地原材料，然后采用科学、合理、可行的技术线路、技术手段，配制出满足设计要求、施工工艺要求和使用环境要求的优质混凝土。（来源：《四川建筑》2023.04）

砼话

“砼话”——分享混凝土知识，做混凝土技术人员的朋友，每天七点更新！您的关注，是最大的支持和鼓励！

最新文章

这份混凝土搅拌站管理规定，听说很多人缺！

混凝土搅拌站安全操作详细步骤！

导致混凝土离析的6大原因

混凝土外加剂复配中需注意事项

高层建筑大体积混凝土施工技术分析

计算外加剂用量时，不能忽视骨料中细颗粒的影响

使用聚羧酸减水剂时应注意的问题

环境温度对混凝土经时损失性能的影响及调控措施研究

混凝土楼板开裂原因及处理措施

建筑混凝土企业成本管控研究

某混凝土公司写给施工单位的混凝土使用须知

透水混凝土在工人体育场项目中的全过程质量控制

骨料泥粉含量及 MB值对混凝土性能的影响研究

回弹-取芯法在钢筋混凝土结构实体抗压强度检测中的应用探究

海水海砂混凝土研究现状

基于ACI 规范的水下混凝土配合比设计及优化

浅析两例受冻破坏的混凝土工程

现浇商品混凝土结构表面气泡的成因与防治

花岗岩机制砂石粉对C80高强高性能混凝土性能的影响及机理研究

作为一名实验室检验检测人员，必须要掌握哪些检测知识呢？

阎培渝教授：C70高强混凝土的工程应用

秋冬季节超长混凝土结构裂缝控制关键技术研究

细石混凝土施工技术在工业厂房工程中的应用研究

建筑工程混凝土施工裂缝控制技术及最佳实践探讨

C35水下桩混凝土配合比计算书及施工注意事项

探讨商品混凝土的冬期生产及施工控制

C70高强混凝土配制技术初探

材料因素对C40级机制砂混凝土抗压强度的影响

清水混凝土配合比稳定性研究

混凝土配合比设计方法的研究进展

低强度抗冻抗渗混凝土配合比设计及其力学特性

高层建筑C40大体积混凝土配合比设计原则及其原材料选择

缪昌文院士：现代混凝土早期收缩裂缝及控制技术

普通混凝土抗折强度试验研究

冬天来了，混凝土搅拌站应该怎么办？

混凝土反大解析及延伸思考

水泥胶砂强度影响因素的分析

不同石粉含量对C35低强度等级机制砂水工混凝土性能的影响研究

粉煤灰对水工混凝土性能的影响

不合格试件对应的成品混凝土处理方法

混凝土施工单位冬季施工技术交底

走出对混凝土浇水养护认识的几个误区

分析改善机制砂混凝土黏聚性试验探究

水下不分散混凝土的配制及性能影响

如何合理处理退回混凝土也不是一件简单的事？

卵石与碎石的应用

预应力箱梁C50混凝土配合比研究与应用

混凝土表面爆裂鼓包原因分析与处理

白糖和葡萄糖酸钠对C30超缓凝混凝土性能的影响研究

粉煤灰和矿渣复掺对高性能混凝土耐久性的影响

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉