張邦平 張育標(biāo) 祝文斌

浙江衢州金廈非凡建材有限公司

某廠房混凝土表面爆裂事故分析

張邦平 張育標(biāo) 祝文斌

浙江衢州金廈非凡建材有限公司

本文通過對混凝土爆裂點樣品與碎石和熟料化學(xué)成分分析，并在混凝土中摻入熟料替代部分碎石為骨料模擬爆裂試驗，證明混凝土表面爆裂點根源是水泥廠熟料引起。所以混凝土公司加強(qiáng)對進(jìn)廠粗骨料質(zhì)量驗收工作，避免混凝土類似質(zhì)量事故的發(fā)生。

水泥熟料；混凝土模擬試驗；膨脹

1 引言

2014年5 月某工程負(fù)責(zé)人反映，在2013年10月份廠房內(nèi)澆筑混凝土一層梁板柱混凝土表面出現(xiàn)局部隆起、開裂甚至脫落現(xiàn)象。根據(jù)事故現(xiàn)場工程技術(shù)人員陳述：隆起現(xiàn)象出現(xiàn)在混凝土澆筑半年后，且隨著時間的延續(xù)，隆起點數(shù)量增多，隆起程度增加，混凝土構(gòu)件表面出現(xiàn)隆起點20幾處，爆裂部位比較零散、且深淺不一致。仔細(xì)觀察主要表現(xiàn)混凝土表面塊狀脫落，用手輕輕的剝開脫落的混凝土層，發(fā)現(xiàn)爆裂點中間5-30mm灰黑色固體，比較疏松、強(qiáng)度低、用手輕捻就能分散。

2 材料化學(xué)分析

查閱試驗室檔案室2013年10月份試驗室所有原材料檢驗記錄，質(zhì)量指標(biāo)都符合國家標(biāo)準(zhǔn)。碎石是采用龍游石佛礦業(yè)有限公司提供的，到碎石礦山料場取樣類似的灰黑色碎石骨料樣品，與爆裂點樣品進(jìn)行相關(guān)化學(xué)分析。

兩種樣品化學(xué)分析數(shù)據(jù)(%)

3 混凝土爆裂模擬試驗

(1)模擬混凝土爆裂試驗：用龍游石佛灰黑色的碎石替代60%普通碎石混凝土級配試驗，時間一年過去了試塊表面沒有出現(xiàn)爆裂點現(xiàn)象，并把試塊打開灰黑色的碎石沒有出現(xiàn)粉化現(xiàn)象。從以上兩次試驗樣品化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)和混凝土試驗分析：龍游石佛灰黑色的碎石不是混凝土表面爆裂的膨脹源。

(2)于2015年6月18日偶然看到裝卸車碎石卸完之后，地上有一些灰黑色的有圓形、塊狀料，于是詢問駕駛員前一車裝過什么貨，他說裝過水泥熟料。于是立刻撿起灰黑色熟料送一部分到水泥廠化驗室分析，分析成分?jǐn)?shù)據(jù)與爆裂點樣品化學(xué)成分基本相似，就是水泥熟料的化學(xué)成分。初步斷定膨脹源就是灰黑色的水泥廠熟料。又進(jìn)一步的采用混凝土爆裂模擬試驗驗證。

混凝土級配強(qiáng)度等級為C25：第一個試驗為基準(zhǔn)，第二個試驗用30%熟料替代碎石的試驗。

混凝土爆裂模擬試驗 單位：公斤

把試塊分別放在標(biāo)養(yǎng)室里和干燥環(huán)境中，對兩個級配的試驗試塊進(jìn)行觀察，兩年后干燥環(huán)境中試塊表面沒有任何跡象；而在標(biāo)養(yǎng)室14天試塊在邊角及側(cè)面發(fā)生局部崩裂破壞，7天強(qiáng)度沒什么變化，28天混凝土試快強(qiáng)度下降8%由于熟料膨脹應(yīng)力所致。

4 混凝土的表面爆裂現(xiàn)象從熟料水化角度分析

(1)在沒有石膏存在的情況下，處于堿性介質(zhì)中4CaO·AI2O3·12H2O可以穩(wěn)定存在，其數(shù)量的不斷增加阻礙了凝膠向熟料顆粒內(nèi)孔隙遷移的進(jìn)程，加劇了體系內(nèi)的應(yīng)力的產(chǎn)生。應(yīng)力向熟料顆粒內(nèi)部發(fā)展，導(dǎo)致了熟料顆粒的粉化，應(yīng)力向熟料外部發(fā)展，在空間受限條件下，可以產(chǎn)生更大的膨脹應(yīng)力。

(2)某廠房內(nèi)一層梁板柱是在2013年10月現(xiàn)澆筑，隨著混凝土強(qiáng)度在增長。當(dāng)熟料顆粒在混凝土中部，混凝土強(qiáng)度增長一定時，阻止水分滲透到混凝土內(nèi)部，內(nèi)部處于在沒有水分情況下，熟料也停止水化，故不產(chǎn)生膨脹應(yīng)力。廠房一層梁板柱下面有蒸汽爐，時時向混凝土梁板柱表面冒水蒸汽，周圍的空氣濕度增大，混凝土表面吸水時就有水份滲透到熟料，而熟料不斷的水化，熟料顆粒在混凝土面層時，熟料產(chǎn)生較大的膨脹應(yīng)力，在混凝土的膠結(jié)強(qiáng)度低于熟料的膨脹應(yīng)力時，產(chǎn)生隆起、崩裂現(xiàn)象。所以一般混凝土爆裂都在混凝土表面。而建恒實業(yè)一層梁板混凝土都出現(xiàn)在表面或柱的邊角爆裂點現(xiàn)象。

5 結(jié)術(shù)語

在混凝土中混入一定數(shù)量的熟料顆粒，混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)下降，當(dāng)熟料顆粒在混凝土表面（1-10mm）時，混凝土周圍濕度較大的情況下，隨著時間的延長會導(dǎo)致混凝土表面發(fā)生局部體積膨脹、爆裂、脫落的現(xiàn)象。

[1]水泥生產(chǎn)基本知識.武漢理工大學(xué)出版社.

[2]GB 14902－2012.預(yù)拌混凝土.

張邦平1973年12月男 漢族 籍貫：浙江省衢州市開化縣華埠鎮(zhèn)彩虹二路401室。