工程混凝土強(qiáng)度不足的原因及處理方案

1、工程混凝土強(qiáng)度不足的原因及處理歐陽歌谷(20力O2*O1)“結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)必須符合設(shè)計(jì)要求。''這杲工程建設(shè)施 工規(guī)范規(guī)定的強(qiáng)制性條文，必須嚴(yán)格執(zhí)行。但是至今仍有一些工程 的混凝土因強(qiáng)度不足而造成不少質(zhì)量冋題?；炷翉?qiáng)度低下造成的 后果主要表現(xiàn)在以下兩方廂:一是結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力下降;二是抗?jié)B、 抗凍性能及耐久性下降。因此對(duì)混凝土強(qiáng)度不足問題必須認(rèn)真分析 處理。、混凝土強(qiáng)度不足的常見原因1. 原材料質(zhì)量冋題(1) 水泥質(zhì)量不良1) 水泥實(shí)際活性(強(qiáng)度)低：常見的有兩種情況，一是水泥 出廠質(zhì)量差，而在實(shí)際工程中應(yīng)用時(shí)又在水泥28d強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果未 測出前，先估計(jì)水泥強(qiáng)度等級(jí)配置混

2、凝土，當(dāng)28d水泥實(shí)測強(qiáng)度低 于原估計(jì)值時(shí)，就會(huì)造成混凝土強(qiáng)度不足；二是水泥保管條件差, 或儲(chǔ)存時(shí)間過長，造成水泥結(jié)塊，活性降低而影響強(qiáng)度。2) 水泥安定性不合格：其主要原因是水泥熟料中含有過多的游離氧化鈣(CaO)或游離氧化鎂(MgO),有時(shí)也可能由于摻入 石膏過多而造成。因?yàn)樗嗍炝现械?0和MgO都是燒過的，遇 水后熟化極緩慢，熟化所產(chǎn)生的體積膨脹延續(xù)很長時(shí)間。當(dāng)石膏摻 量過多時(shí),石膏與水化后水泥中的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成水化鋁硫酸 歐陽歌谷創(chuàng)編2021年2月 鈣，也使體積膨脹。這些體積變化若在混凝土硬化后產(chǎn)生，都會(huì)破 壞水泥結(jié)構(gòu)，大多數(shù)導(dǎo)致混凝土開裂，同時(shí)也降低了混凝土強(qiáng)度。 尤其需要注意

3、的是有些安定性不合格的水泥所配制的混凝土表面 雖無明顯裂縫，但強(qiáng)度極度低下。（2）骨料（砂、石）質(zhì)量不良1）石子強(qiáng)度低：在有些混凝土試塊試壓中，可見不少石子被 壓碎，說明石子強(qiáng)度低于混凝土的強(qiáng)度，導(dǎo)致混凝土實(shí)際強(qiáng)度下降。2）石子體積穩(wěn)定性差：有些由多孔燧石、頁巖.帶有膨脹黏 土的石灰?guī)r等制成的碎石，在干濕交替或凍融循環(huán)作用下，常表現(xiàn) 為體積穩(wěn)定性差，而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降。3）石子形狀與表廂狀態(tài)不良：針片狀石子含量高影響混凝土 強(qiáng)度。而石子具有粗糙的和多孔的表面，因與水泥結(jié)合較好，而對(duì) 混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生有利的影響，尤其杲抗彎和抗拉強(qiáng)度。最普通的一 個(gè)現(xiàn)象是在水泥和水灰比相同的條件下，碎石混凝土比卵

4、石混凝土 的強(qiáng)度高10%左右。4）骨料（尤其是砂）中有機(jī)雜質(zhì)含量高：如骨料中含腐爛動(dòng) 植物等有機(jī)雜質(zhì)（主要杲糅酸及其衍生物），對(duì)水泥水化產(chǎn)生不利 影響，而使混凝土強(qiáng)度下降。5）黏土、粉塵含量高：由此原因造成的混凝土強(qiáng)度下降主要 表現(xiàn)在以下三方庖，一杲這些很細(xì)小的微粒包裹在骨料表面，影響 骨料與水泥的粘結(jié)；二是加大骨料表面積，增加用水量；三是黏土 顆粒、體積不穩(wěn)定，干縮濕脹，對(duì)混凝土有一定破壞作用。6）三氧化硫含量高：骨料中含有硫鐵礦（FcS2）或生石膏（CaSO4 2H2O）等硫化物或硫酸鹽，當(dāng)其含量以三氧化硫計(jì)較高 時(shí)（例如1%）,有可能與水泥的水化物作用，生產(chǎn)硫鋁酸鈣，發(fā) 生體積膨脹，導(dǎo)致

5、硬化的混凝土裂縫和強(qiáng)度下降。7）砂中云母含量高：由于云母表面光滑，與水泥石的粘結(jié)性 能極差，加之極易沿節(jié)理裂開，因此砂中云田含量較高對(duì)混凝土的 物理力學(xué)性能（包括強(qiáng)度）均有不利影響。（3）拌合水質(zhì)量不合格拌制混凝土若使用有機(jī)雜質(zhì)含量較高的沼澤水、含有腐殖酸或其它 酸、鹽（特別杲硫酸鹽）的污水和工業(yè)廢水，可能造成混凝土物理 力學(xué)性能下降。（4）外加劑質(zhì)量差目前一些小廠生產(chǎn)的外加劑質(zhì)量不合格的現(xiàn)象相當(dāng)普遍，由于外加 劑造成混凝土強(qiáng)度不足，甚至混凝土不凝結(jié)的事故時(shí)有發(fā)生。2. 混凝土配合比不當(dāng)混凝土配合比是決定強(qiáng)度的重要因素之一，其中水灰比的大小 直接影響混凝土強(qiáng)度，其他如用水量、砂率、骨灰比等也影

6、響混凝 土的各種性能，從而造成強(qiáng)度不足事故。這些因素在工程施工中, 般表現(xiàn)在如下幾個(gè)方直：（1）隨意套用配合比：混凝土配合比杲根據(jù)工程特點(diǎn)、施工 條件和原材料情況，由工地向?qū)嶒?yàn)室申請?jiān)嚺浜蟠_定。但是，不少工地卻不顧這些特定條件，僅根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的指標(biāo)，隨意套 用配合比，因而造成許多強(qiáng)度不足事故。(2) 用水量加大：較常見的有攪拌設(shè)備上加水裝置計(jì)量不準(zhǔn); 不扣除砂石中含水量;甚至在澆灌地點(diǎn)任意加水等。用水量加大后, 使混凝土的水灰比和坍落度增大，造成強(qiáng)度不足事故。(3) 水泥用量不足：除了攪拌前計(jì)量不準(zhǔn)外，包裝水泥的重 量不足也屢有發(fā)生，導(dǎo)致混凝土中水泥用量不足，造成強(qiáng)度偏低。(4) 砂、石

7、計(jì)量不準(zhǔn)：較普遍的是計(jì)量工具陳舊或維修管理 不好，精度不合格。(5) 外加劑用錯(cuò)：主要有兩種；一是品種用錯(cuò)，在未搞清外 加劑屬早強(qiáng)、緩凝、減水等性能前，盲目亂摻外加劑，導(dǎo)致混凝土 達(dá)不到預(yù)期的強(qiáng)度；二是摻量不準(zhǔn)。(6) 堿一骨料反應(yīng)：當(dāng)混凝土總含堿量較高時(shí)，又使用含有碳酸鹽或活性氧化硅成分的粗骨料(蛋白石、玉髓、黑曜石、沸石、 多孔燧石.流紋巖、安山巖、凝灰?guī)r等制成的骨料)，可能產(chǎn)生碩骨料反應(yīng)，即堿性氧化物水解后形成的氫氧化鈉與氫氧化鉀，它 們與活性骨料起化學(xué)反應(yīng)，生成不斷吸水、膨脹的混凝膠，造成混 凝土開裂或強(qiáng)度下降。日本有資料介紹,在其他條件相同的情況下, 堿一骨料反應(yīng)后混凝土強(qiáng)度僅為正常

8、值的60%左右。3. 混凝土施工工藝存在冋題(1) 混凝土拌制不佳；向攪拌機(jī)中加料順序顛倒，攪拌時(shí)間過短，造成拌合物不均勻，影響強(qiáng)度。歐陽歌谷創(chuàng)編(2) 運(yùn)輸條件差：在運(yùn)輸中發(fā)現(xiàn)混凝土離析，但沒有采取有 效措施(如重新攪拌等)，運(yùn)輸工具漏漿等均影響強(qiáng)度。(3) 澆筑方法不當(dāng)：如澆筑時(shí)混凝土己初凝；混凝土澆筑前 已離析等均可造成混凝土強(qiáng)度不足。(4) 模板嚴(yán)重漏漿：某工程鋼模嚴(yán)重變形，板縫510mm, 嚴(yán)重漏漿，實(shí)測混凝土 28d強(qiáng)度僅達(dá)設(shè)計(jì)值的一半。(5) 成型振搗不密實(shí)：混凝土入模后的空隙率達(dá)10%20%, 如果振搗不實(shí)，或模板漏漿必然影響強(qiáng)度。(6) 養(yǎng)護(hù)制度不良：主要是溫度、濕度不夠，早

9、期缺水干燥, 或早期受凍，造成混凝土強(qiáng)度偏低。4. 試塊管理不善(1) 交工試塊未經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)：至今還有一些工地和不少旋工 人員不知道交工用混凝土試塊應(yīng)在溫度為(20±3) °C和相對(duì)濕度 為90%以上的潮濕環(huán)境或水中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，而將試塊在 施工同條件下養(yǎng)護(hù)，有些試塊的溫、濕度條件很差，并且有的試塊 被撞砸，因此試塊的強(qiáng)度偏低。(2) 試模管理差：試模變形不及時(shí)修理或更換。(3) 不按規(guī)定制作試塊：如試模尺寸和石料粒徑不相適應(yīng)， 試塊中石子過少，試塊沒有用相應(yīng)的機(jī)具振實(shí)等。二、混凝土強(qiáng)度不足對(duì)不同類型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理分析，混凝土強(qiáng)度不足對(duì)不同

10、結(jié) 構(gòu)強(qiáng)度的影響程度差別較大，一般規(guī)律如下：歐陽歌谷創(chuàng)編(1) 軸心受壓構(gòu)件：通常按混凝土承受全部或大部分荷載進(jìn) 行設(shè)計(jì)。因此，混凝土強(qiáng)度不足對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度影響較大。(2) 軸心受拉構(gòu)件：設(shè)計(jì)規(guī)范不允許采用素混凝土作受拉構(gòu) 件，而在鋼筋混凝土受拉構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算中，又不考慮混凝土的作用, 因此混凝土強(qiáng)度不足，對(duì)受拉構(gòu)件強(qiáng)度影響不大。(3) 受彎構(gòu)件：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的正截面強(qiáng)度與混凝土 強(qiáng)度有關(guān)，但影響幅度不大。例如縱向受拉HRB335級(jí)鋼筋配筋率 為0.2%1.0%的構(gòu)件，當(dāng)混凝土強(qiáng)度由C30降為C20時(shí)，正截面 強(qiáng)度下降一般不超過5%,但混凝土強(qiáng)度不足對(duì)斜截廂的抗剪強(qiáng)度 影響較大。(4) 偏心

11、受壓構(gòu)件：對(duì)小偏心受壓或受拉鋼筋配置較多的構(gòu)件，混凝土廂全部或大部受壓，可能發(fā)生混凝土受壓破壞，因此混凝土強(qiáng)度不足對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度影響明顯。對(duì)大偏心受壓且受拉鋼筋配 置不多的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度不足對(duì)構(gòu)件正截廂強(qiáng)度的影響與受彎構(gòu) 件相似。(5) 對(duì)沖切強(qiáng)度影響：沖切承載能力與混凝土抗拉強(qiáng)度成正 比，而混凝土抗拉強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的7%14% (平均10%)o因 此混凝土強(qiáng)度不足時(shí)抗沖切能力明顯下降。在處理混凝土強(qiáng)度不足事故前，必須區(qū)別結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能，正 確估計(jì)混凝土強(qiáng)度降低后對(duì)承載能力的影響，然后綜合考慮抗裂、 剛度、抗?jié)B、耐久性等要求，選擇適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?。三、混凝土?qiáng)度不足事故常用處理方法(1) 測

12、定混凝土的實(shí)際強(qiáng)度：當(dāng)試塊試壓結(jié)果不合格，估計(jì) 結(jié)構(gòu)中的混凝土實(shí)際強(qiáng)度可能達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，可用非破損檢驗(yàn)方 法，或鉆孔取樣等方法測定混凝土實(shí)際強(qiáng)度，作為事故處理的依據(jù)。(2) 利用混凝土后期強(qiáng)度：混凝土強(qiáng)度隨齡期增加而提高， 在干燥環(huán)境下3個(gè)月的強(qiáng)度可達(dá)28d的1.2倍左右，一年可達(dá) 1.351.75倍。如果混凝土實(shí)際強(qiáng)度比設(shè)計(jì)要求低得不多，結(jié)構(gòu)加 荷時(shí)間又比較晚，可以采用加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，利用混凝土后期強(qiáng)度的原則 處理強(qiáng)度不足事故。(3) 減少結(jié)構(gòu)荷載：由于混凝土強(qiáng)度不足造成結(jié)構(gòu)承載能力 明顯下降，又不便采用加固補(bǔ)強(qiáng)方法處理時(shí)，通常采用減少結(jié)構(gòu)荷 載的方法處理。例如，采用高效輕質(zhì)的保溫材料代替白灰爐渣或水 泥爐渣等措施，減輕建筑物自重，又如降低建筑物的總高度等。(4) 結(jié)構(gòu)加固：柱混凝土強(qiáng)度不足時(shí)，可采用外包鋼筋混凝 土或外包鋼加固，也可采用螺旋約束柱法加固。梁混凝土強(qiáng)度低導(dǎo) 致抗剪能力不足時(shí)，可采用外包鋼筋混凝土及粘貼鋼板方法加固。 當(dāng)梁混凝土強(qiáng)度嚴(yán)重不足，導(dǎo)致正截面強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)范要求時(shí)，可 采用鋼筋混凝土加高梁，也可采用預(yù)應(yīng)力拉桿補(bǔ)強(qiáng)體系加固等。(5) 分析驗(yàn)算挖掘潛力：當(dāng)混凝土實(shí)際強(qiáng)度與設(shè)計(jì)要求相差不多時(shí)，一般通過分析驗(yàn)算，多數(shù)可不作專門加固處理。因?yàn)榛炷?土強(qiáng)度不足對(duì)受彎構(gòu)件正截面強(qiáng)度影響較小,所以經(jīng)常采用這種方 法處理：必要時(shí)在驗(yàn)算的