单元5 钢筋混凝土工程事故与处理 《建筑工程质量事故分析与处理》教学课件

5.1 混凝土裂缝事故
5.1.5 常见混凝土裂缝的预防
（1）混凝土随着温度变化而发生的膨胀或收缩变 形，称为温度变形。这种变形对于一般简支类的构 件或约束较小的结构来讲，不会导致裂缝的发生， 但对于长度较长、面积较大、支座约束较大的结构 和构件来说，则容易出现温度裂缝。
预防这类结构构件出现温度裂缝的主要措施有设 置伸缩缝，采用滑动支座，适当增加构造钢筋，以 及通过保温、隔热等途径减少温度变化对结构构件 的影响等。
5.2 混凝土强度不足事故
【案例5-3】 托梁换柱事故。 【事故概况】
某工程为五层框架，施工到第三层时，发现6根 柱混凝土强度严重不足，可以较容易地从柱上剥下 混凝土块，经检测2个月龄期混凝土强度不足10 N/mm 2。其主要原因是使用了无出厂证明的水泥 配置混凝土，使得水泥安定性和强度方面都存在问 题，致使柱子基本丧失了承载能力。
压力注浆法是指在一定时间内，以 较高压力（按产品使用说明书确定）将 修补裂缝用的注浆料压入裂缝腔内的修 补方法。此法适于处理大型结构的贯穿 性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺 陷以及深而蜿蜒的裂缝。
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5.1 混凝土裂缝事故
4.填充密封法
填充密封法是指在构件表面沿裂缝向内凿出 槽深和槽宽分别不小于20 mm和15 mm的U形 沟槽，然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料充 填，并粘贴纤维复合材料以封闭其表面的修补 方法。此法适于处理ω＞0.5 mm的活动裂缝和 静止裂缝。填充完毕后，其表面应做防护层。 需要注意的是，当为活动裂缝时，槽宽应按不 小于15 mm＋5t确定（t为裂缝最大宽度）。
混凝土的微观裂缝为一般混凝土所固有，因为混凝土是由水泥浆 体水化硬化后的水泥石与砂、石骨料组成，它们的物理力学性能并不 一致，水泥浆体硬化后的干缩值较大，而混凝土中的骨料则限制了水 泥浆体的自由收缩，这种约束等作用使混凝土内部从硬化开始就在骨 料与水泥浆体的粘结面上出现了微裂缝。
混凝土内部不连续，具有诸多微小裂缝、空洞、 孔道、疏松等缺陷。
（2）搅拌不均、运输时间过长、振捣不实，致使 结构实体的局部混凝土强度不足。
（3）混凝土在浇筑过程中遇到雨天，模板内、基 坑底积水和浇捣完后遇高温、干燥天气或寒冷天气 而没有采取相应养护措施等，都会造成混凝土中水 分过多、脱水或受冻，导致强度不足。
5.2 混凝土强度不足事故
5.2.2 混凝土强度不足事故的处理方法和选择
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2.注射法
5.1 混凝土裂缝事故
注射法是指以一定的压力将低黏度、 高强度的裂缝修补胶液注入裂缝腔内 的修补方法。此方法适用于0.1 mm≤
ω ≤1.5 mm静止的独立裂缝、贯 穿性裂缝，以及蜂窝状局部缺陷的补 强和封闭。注射前，应按产品说明书 的规定对裂缝周边进行密封。
5.1 混凝土裂缝事故
3.压力注浆法
5.1 混凝土裂缝事故
（3）超细无收缩水泥注浆料、改性聚合 物水泥注浆料，以及不回缩微膨胀水泥等
ω >1 mm的静止裂缝的修补。
（4）E玻璃或S玻璃纤维织物、碳纤维织 物的纤维复合材料及与其适配的胶黏剂， 适用于裂缝表面的封护与增强。
5.1 混凝土裂缝事故
（2）大体积混凝土在早期硬化过程中，容易出现 混凝土因水化热而引起内外温差过大，从而导致结构 构件的严重开裂。
受力裂缝的发展
弥散状裂缝 裂缝延伸发展 裂缝互相贯通 延伸发展成为表面裂缝
多数轻微细小的宏观裂缝，对工程结构的承载能力、使用功能和耐久性不会 有大的影响，只是有损结构的外观，引起对工程质量的疑虑。当可见的宏观裂缝 较宽较深时，会影响结构的抗渗性能，导致水分及有害物质渗入，诱发钢筋锈蚀 或加速混凝土的自然老化，从而损害工程结构的承载能力、使用功能和耐久性。
实践环节：根据法规、规范及行业标准对混凝土构件进行 加固，对钢筋混凝土结构进行现场检测。
混凝土裂缝种类有哪些?钢筋混凝土结构破坏倒塌的工程质量事故 ，绝大多数是从裂缝的扩展开始的;其实，只要仔细观察不难发现，普 通的钢筋混凝土结构又一般都是带裂缝受力工作的，假如借助仪器， 甚至还可以发现裂缝是时刻发生变化的，随着裂缝的发展变化，结构 构件的耐久性和适用性会不同程度的降低，严重的甚至会导致结构构 件的破坏;所以研究裂缝的形态、分析裂缝产生的原因和裂缝对结构功 能的影响并加以控制是一个十分重要的。
2.活动裂缝
5.1 混凝土裂缝事故
活动裂缝是指裂缝宽度在现行环境和 工作条件下始终不能保持稳定，易随着结 构构件的受力、变形或环境温度、湿度的 变化而时张、时闭的裂缝。修补时，应先 消除其成因，并观察一段时间，确认已稳 定后，再确定处理方法进行修补；若不能 完全消除其成因，但确认对结构、构件的 安全性不构成危害时，可使用具有弹性和 柔韧性的材料进行修补。
6. 拆除重建
1.利用混凝土 后期强度
2. 测定混凝土 的实际强度
5.分析验算挖 掘潜力
4. 结构加固
3. 减小结构荷载
5.2 混凝土强度不足事故
5.2.3 混凝土强度不足事故案例
【案例5-1】 混凝土强度低、均质性差事故。 【事故概况】 混凝土强度偏低、均质性差的具体表现如下。 （1）同批混凝土试块的抗压强度的平均值低于0.85 或0.90设计强度等级。 （2）同批混凝土中最低一组试块的强度值低于0.90 设计强度等级。 （3）同批混凝土中个别试块的强度值过高或过低， 出现异常。 （4）冬期施工时，同条件养护试块达不到冬施方案 预期的拆模，或拆除保温时的强度要求。
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裂缝是混凝土工程中最常见的一种缺陷。通常所说的裂缝是指肉眼可见的宏 观裂缝，而不是微观裂缝，其宽度应在0.05mm以上。
混凝土出现宏观裂缝的原因多种多样，通常是因混凝土发生体积变化时受到 约束，或因受到荷载作用时，在混凝土内引起过大拉应力（或拉应变）而产生裂 缝。
也就是说，即使没有外部荷载作用，或者即使混凝土发生体积变化时没有 受到外部的约束，混凝土内部已经有了微裂缝，但是这些微裂缝在不大的外 力或变形作用下是稳定的，当外力或变形作用较大时，这些粘结面上微裂缝 就会发展，当外力或变形作用更大时，微裂缝就会扩展穿过硬化后的水泥石 ，逐渐发展成可见的宏观裂缝。
普通钢筋混凝土结构在使用过程中，出现细微的裂缝是正常的、允许的（一 般构件不超过０．３ｍｍ）。但是，如果出现的裂缝过长、过宽就不允许了，甚 至是危险的。许多混凝土结构在发生重大事故之前，往往有裂缝出现并不断发展， 这点应特别注意。
5.1 混凝土裂缝事故
5.1.1 混凝土结构裂缝的分类
1.静止裂缝
静止裂缝是指形态、尺 寸和数量均已稳定不再发展 的裂缝。修补时，仅需依裂 缝粗细选择修补材料和方法。
5.1 混凝土裂缝事故
3.尚在发展的裂缝
尚在发展的裂缝是指裂缝 的长度、宽度或数量还在发 展，但经历一段时间后将会 终止的裂缝。对此类裂缝应 待其停止发展后，再进行修 补或加固。
5.1 混凝土裂缝事故
5.1.2 出现混凝土裂缝的主要原因
1.材料质量不符合 要求
2.建筑和构造不良
3.结构设计失误
4.地基变形
5.1 混凝土裂缝事故
答疑解惑
聚硫橡胶：由二卤代烷与碱金属或碱土金属的多硫化 物缩聚而得的合成橡胶。其具有优异的耐油和耐溶剂性， 但强度不高，耐老化性能不佳，加工性能不好，有臭味， 多与丁腈橡胶并用。工业产品有固体聚硫橡胶、液态聚硫 橡胶和聚硫胶乳。1929年，美国聚硫橡胶公司首先开始生 产工业用聚硫橡胶。1955年，中国锦西化工进行中间试验， 产量可满足当时国内的需要。苏联、德国、法国、意大利、 比利时、日本等都曾生产过聚硫橡胶。 目前仅德国、日本、 俄罗斯和中国有生产。
建筑工程质量事 故分析与处理
单元5 钢筋混凝土工程事故与处理
5.1 混凝土裂缝事故 5.2 混凝土强度不足事故
5.4
结构使用、改建不当 事故
5.5 混凝土构件加固方法
5.3 钢筋工程事故
5.6
单元5 钢筋混凝土工程事故与处理
学习描述
教学要求：了解混凝土裂缝发生的主要原因，混凝土结构 裂缝的分类及修补方法，混凝土强度不足事故的处理方法，钢 筋工程事故原因，钢筋工程施工要点，结构使用、改建不当事 故的主要原因；掌握混凝土构件的常用加固方法；熟悉钢筋混 凝土结构的现场检测方法。
5.施工工艺不当或 质量差
6.温度影响
7.混凝土收缩
8.其他
5.1 混凝土裂缝事故
5.1.3 混凝土裂缝的修补方法
1.表面封闭法
表面封闭法是指利用混凝土表层微细 ω ≤0.2 mm）或
网状裂纹的毛细作用吸收低黏度且具有良 好渗透性的修补胶液来封闭裂缝通道的修 补方法。对楼板和其他需要防渗的部位， 还应在混凝土表面粘贴纤维复合材料，以 增强封护作用。
5.2 混凝土强度不足事故
混凝土强度不足会导致结构 或构件的整体强度不足，轻则 会降低结构、构件的承载能力， 重则会造成结构、构件的破坏 和倒塌。
5.2 混凝土强度不足事故
5.2.1 混凝土强度不足的常见原因
（1）材料及配合比不符合要求。例如，采用劣质 水泥或级配不良、配料过程计量不准、水泥用量不 足、含泥量过高的砂石料，用水过多、某些外加剂 用量过多等都会严重造成混凝土强度不足。
5.2 混凝土强度不足事故
【案例5-4】 薄腹梁的加固。 【事故概况】
卸载和外包钢筋混凝土加固薄腹梁：某工程共有10 m跨度薄腹梁19根，混凝土的设计强度为C30，混凝土 浇筑30 d后的强度为10～20 N/mm 2，回弹仪实测 强度为10～17.4 N/mm 2。按照当时的设计规范验 算，正截面抗弯和抗剪强度都达不到原设计要求，此外， 原设计的刚度也偏低，因此需要加固。由于混凝土强度 仅为10 N/mm 2，钢筋与混凝土的黏结强度也很低， 因而钢筋强度不能得到充分发挥，梁端易产生斜裂缝， 容易导致梁端主筋撕裂，所以这类构件加固后能否确保 安全使用，还应通过结构荷载试验确认。
预防大体积混凝土的温差裂缝，可采取选用水化 热较低的水泥品种；通过掺用外加剂、利用混凝土60 d或90 d后期强度等减少水泥用量；通过用冰冷水搅 拌混凝土等降低混凝土入模温度；混凝土浇筑采取分 层、分块方案；适当增加钢筋配置和通过养护控制内 外温差等技术措施。
5.1 混凝土裂缝事故
（3）混凝土的受力裂缝，主要指的是由于结 构、构件尚未达到设计强度要求而承受各种过大 荷载，或者是施工荷载超过了结构、构件的设计 使用荷载，以及由于承重模板拆除过早，混凝土 强度过低承受不了其自重等原因，引起结构和构 件的开裂。另外，设计计算的错误导致结构、构 件强度的先天不足，以及钢筋工程的质量问题等， 也都是混凝土出现受力裂缝时不可忽视的原因。
5.2 混凝土强度不足事故
【案例5-2】 混凝土表面出现麻面、露筋、蜂窝、孔 洞。 【事故概况】
混凝土表面出现麻面、露筋、蜂窝、孔洞，具体表现 如下。 （1）混凝土表面局部缺浆粗糙，有许多小凹坑。 （2）结构内的主筋、副筋或箍筋外露。 （3）混凝土局部缺浆、石子多，形成蜂窝状的孔洞。 （4）混凝土结构内有空腔，局部无混凝土，蜂窝特别大。
5.1 混凝土裂缝事故
5.1.4 混凝土裂缝修补材料的选择
（1）改性环氧树脂类、改性丙烯酸酯类、改性聚 氨酯类等的修补胶液(包括配套的打底胶和修补胶)和 聚合物注浆料等的合成树脂类修补材料，适用于裂 缝的封闭或补强，可采用表面封闭法、注射法或压 力注浆法进行修补。
（2）无流动性的有机硅酮、聚硫橡胶、改性丙烯 酸酯、聚氨酯等柔性的嵌缝密封胶类修补材料，适 用于活动裂缝的修补，以及混凝土与其他材料接缝 界面干缩性裂隙的封堵。
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