鋼筋混凝土凍害事故分析與處理

鋼筋混凝土凍害事故分析與處理第第頁(yè)鋼筋混凝土凍害事故分析與處理蚌埠市某綜合加工樓在結(jié)構(gòu)施工期間，由于缺乏冬期施工措施，致使屋面結(jié)構(gòu)大面積嚴(yán)重凍損，后經(jīng)加固處理，取得了良好的結(jié)果。工程概況該工程總面積3316m2，全部為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁、板、柱框架結(jié)構(gòu)。1月份澆灌屋面混凝土，采用礦渣硅酸鹽水泥，骨料為河砂、卵石，施工使用鋼模板。澆灌混凝土當(dāng)日氣溫為5℃左右，下午因大風(fēng)氣溫降至－5℃以下。操作中途振搗器損壞，仍繼續(xù)施工，完工后也未進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。因?yàn)榧庇跉w還模板，在低溫情況下，提前拆模。拆模時(shí)即發(fā)現(xiàn)板反面呈麻面狀，但未引起注意。春節(jié)后檢查，發(fā)現(xiàn)板面剝落，裂縫很多。鋼筋混凝土凍害分析現(xiàn)場(chǎng)檢查混凝土有以下凍害現(xiàn)象：鋼筋混凝土凍害事故分析與處理全文共1頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。1.板面剝落。板面剝落正反兩面都存在。板反面覆蓋著一層白色的鈣化物，用手擦?xí)r表層呈粉狀脫落并形成麻面。板正面疏松，用木板刮時(shí)表層剝落，露出的石子稍加晃動(dòng)即脫離。混凝土剝落的原因可能是混凝土硬化初期，了由于振搗和抹平，在板表面形成了含水泥量較多的不透水致密層；另一方面固體顆粒下沉擠密和混凝土硬化收縮后產(chǎn)生泌水，泌出的水由于溫度低，不易被蒸發(fā)而積存在表層的下邊，形成局部多孔體。如果氣溫下降，則多孔質(zhì)部分的自由水結(jié)冰凍脹，從下向上推擠表層，從而使板面剝落。剝落使板的有效厚度減小，剛度降低，其次板面密實(shí)性差，易滲漏水造成板內(nèi)鋼筋銹蝕，影響結(jié)構(gòu)的耐久性。鋼筋混凝土凍害事故分析與處理全文共1頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。2.混凝土強(qiáng)度降低。用回彈儀進(jìn)行普遍檢測(cè)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)大部在C10~C13之間，個(gè)別較差部位低于C6。對(duì)回彈儀測(cè)定強(qiáng)度等級(jí)低于C8部位鑿取塊體試壓，強(qiáng)度等級(jí)低于C6，其它部位鑿取塊體試壓，強(qiáng)度等級(jí)約為C10，表明混凝土強(qiáng)度普遍低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C18。觀察混凝土內(nèi)部時(shí)發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)度等級(jí)比較低的部位，混凝土骨料礫石表面有明顯的結(jié)冰痕跡，敲擊易碎，且與鋼筋幾乎沒有粘結(jié)力。其它部位雖未見明顯結(jié)冰痕跡，但混凝土內(nèi)部多孔隙，且較大，說明混凝土水灰比過大。另一方面攪拌振搗也比較馬虎?；炷翉?qiáng)度降低的原因是混凝土硬化過程中，水和水泥礦物的化學(xué)反應(yīng)隨水的活性下降而減弱，但水的活性又隨溫度的變化而改變，水結(jié)冰，水化反應(yīng)停止。水的冰點(diǎn)溫度為0℃，但混凝土混合物中的水總是要溶解一些其它物質(zhì)，因此水的冰點(diǎn)溫度低于0℃，約為－1℃。在低溫環(huán)境中澆灌混凝土，由于混凝土在硬化前凍結(jié)，所以水化反應(yīng)很弱，同時(shí)新生成的水化物初始結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也低，不足以抵抗凍脹力，因而使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞。隨著溫度回升，混凝土中水化反應(yīng)又恢復(fù)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不斷提高，抗凍融能力也增強(qiáng)，但終因混凝土初始階段強(qiáng)度已遭損傷而使強(qiáng)度下降。如果混凝土中水灰比過大，攪拌不勻，振搗不實(shí)，混凝土中孔隙和自由水增加，混凝土混合物中水的冰點(diǎn)溫度會(huì)相應(yīng)提高，故易遭到反復(fù)凍融，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)不斷損傷，此時(shí)混凝土抗拉強(qiáng)度和與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度也會(huì)大大降低，混凝土變得疏松易碎。鋼筋混凝土凍害事故分析與處理全文共2頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。3.裂縫情況。由于收縮和凍脹，板面不規(guī)則的網(wǎng)狀龜裂較多。比較大的裂縫分布如圖7-14-1所示，縫寬為0.l~0.5mm。貫通的裂縫所在板反面覆蓋著一層白色的礦物質(zhì)，略呈咸味。板面混凝土硬化收縮和溫度變化引起的收縮，受到樓面結(jié)構(gòu)梁、柱和板相互約束產(chǎn)生的應(yīng)力，當(dāng)混凝土抗拉強(qiáng)度低于收縮應(yīng)力時(shí)，便產(chǎn)生了裂縫。由于水沿貫通性的裂縫滲流，混凝土中的礦物鹽溶解于水并滲流到板反面凝固，從而沿縫形成一層白色的礦物鹽。鋼筋混凝土凍害事故分析與處理全文共2頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。梁上裂縫如圖7-1-2所示，縫寬0.l~0.2mm，可能是因混凝土強(qiáng)度不高時(shí)拆模，在自重作用下，板受拆模時(shí)沖擊震動(dòng)引起沖剪和剪彎荷載而產(chǎn)生裂縫。在柱端頭約500mm范圍也有0.2~0.4mm寬的裂縫（圖7-l4-3）。柱端頭裂縫是混凝土在強(qiáng)度很低的情況下，受拆模的敲打沖擊引起的崩裂。凍害事故處理根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)凍害事故的檢查分析，討論處理方案：（1）全部鑿除屋面混凝土重新澆筑。（2）對(duì)屋面板增加疊合層加固，梁用三面圍套現(xiàn)澆鋼筋混凝土加固。最后考慮施工工期、經(jīng)濟(jì)損失等因素，又經(jīng)反復(fù)計(jì)算討論后，對(duì)板用增加板面整體剛度，提高板面防水能力的方法處理；對(duì)梁用預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼畈糠盅a(bǔ)強(qiáng)等綜合治理方法處理。具體作法如下：鋼筋混凝土凍害事故分析與處理全文共3頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。1.梁的補(bǔ)強(qiáng)加固。由于混凝土內(nèi)部損傷，強(qiáng)度下降，加之板面處理又要增加屋面荷重，所以梁的承載力不足，需進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。加固方案按混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C10。梁內(nèi)配筋是按允許彎矩為140.0kN·m，允許剪力為115kN制定的。經(jīng)計(jì)算選用2Φ20下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉筋，懸挑端選用2Φ12預(yù)應(yīng)力拉筋，詳見圖7-14-4。加固后除剪力稍大一點(diǎn)外，其它部位的彎矩和剪力均能滿足要求，梁的承載力明顯提高。鋼筋混凝土凍害事故分析與處理全文共3頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。2.裂縫處理。對(duì)寬度大于0.2mm的縫，先鑿出V形槽，然后用清水洗凈，刷兩遍素水泥灰漿，再用環(huán)氧樹脂水泥砂漿分兩次壓人縫隙并填平。施工應(yīng)在氣溫較低的早晨和晚上進(jìn)行。3.板面處理。凡強(qiáng)度等級(jí)低于C8的混凝土全部鑿除，板面一律鑿毛并清除松散剝落的面層，用清水沖洗干凈，刷兩遍素水泥灰漿。板正面現(xiàn)澆一層40mm厚、強(qiáng)度等級(jí)為C23的細(xì)石混凝土，內(nèi)配￠4@150鋼絲網(wǎng)，邊澆搗邊抹平，養(yǎng)護(hù)不少于7晝夜。板反面用20mm厚1：2水泥砂漿（內(nèi)摻5%水泥重量的防水劑）分兩遍壓光抹平。采用上述作法可提高屋面板的整體剛度，增強(qiáng)板的防水密實(shí)性，保護(hù)鋼筋不被銹蝕。該工程凍害屋面結(jié)構(gòu)經(jīng)處理后，投入使用近3年，未發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有任何異常，跟蹤檢查表