某学校混凝土爆裂事故原因分王枫1，高波2（1.江苏省建筑结构安全高技术重点实验室，南京210028；2.江苏科永和工程建设质量检测鉴定中心）摘要：某学校宿舍楼梁、板、柱构件混凝土表面出现爆裂现象，通过对爆裂部分砂浆进行化学分析和混凝土安定性试验，确定混凝土爆裂是由于在混凝土拌制过程中掺入的钢渣中过烧氧化钙、氧化镁发生水化反应，体积膨胀造成的。关键词：混凝土；爆裂；钢渣；游离氧化钙Abstract:Theblowoutphenomenonhappenedonthesurfaceofconcretebeams,platesandcolumnsofoneschooldormitorybuilding.Throughthechemicalanalysisoftheblowoutpartmortarandthestabilitytestofconcrete,theconcreteblowoutiscausedbythevolumeexpansionoftheburnedCaO,MgOofsteelslaghappeninghydrationduringtheconcretemixingprocess.Keywords:Concrete;Blowout;Steelslag;f-CaO中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号：1000-4637（2011）12-53-030前言某学校男生宿舍楼，建筑面积6600m2，结构形式为框架结构。梁板混凝土设计强度等级均为C25，采用商品混凝土。2010年3月13日至2010年8月28日施工，混凝土浇筑后采用洒水养护。拆模后发现梁、板构件多处混凝土表面出现点状爆裂现象，且随混凝土龄期的增长，出现爆裂点有增多的趋势。为确保该建筑安全使用，建设方委托鉴定机构对该工程混凝土进行检测、鉴定，分析混凝土爆裂原因。粉化的红褐色颗粒图2即将爆脱的混凝土混凝土爆裂分布及外观该工程二、三、四层柱、梁、板混凝土构件均出现了不同程度的爆裂现象，剥开即将爆脱的混凝土，爆点处有粉化的红褐色颗粒，如图1和图2所示。12混凝土爆裂原因分析2.1XRD、岩相分析取混凝土爆裂处粗骨料进行XRD分析和岩相分析。XRD分析表明，碎石主要由石英、长石和云母组成，结果如图3所示。岩相分析显示，碎石中石英晶体和长石晶体呈镶嵌结构，有一些云母分散分布在碎石中，局部有少量微晶质至隐晶质石英，结果如图4所示。通过上述微观分析可知，混凝土所用碎石中未发现导致混凝土爆裂的可疑物质。2.2SEM分析取爆裂处混凝土试样与未爆裂试样进行SEM对比分析，结果如图4和图5所示。由图5可知，爆裂处砂浆形貌与未爆裂处无显-53-混凝土爆脱图1二层楼面板爆脱300200FQQ100Bi020.00040.000衍射角（2θ）Q—石英；F—长石；Bi—60.00080.000图3碎石和砂的XRD谱图石英方解石微晶质至隐晶质石英（a）爆裂处试样石英长石（b）未爆裂处试样图5混凝土试件SEM图片图4碎石中的石英晶体、长石晶体、云母和少量微晶质至隐晶质石英著差异，说明在混凝土中未存在影响水泥水化的物质。表1红褐色粉末和砂浆化学成分比较质量分数/%项目化学分析分别取混凝土爆裂处红褐色粉末和未爆裂处正常砂浆进行化学分析，结果见表1。2.3未爆裂砂浆爆裂处红褐色粉末Fe2O3Al2O3f-CaOMgOSiO2TiO22.3111.8828.222.8744.260.4611.662.0360.614.319.260.68由表1可知，与未爆脱处正常砂浆相比，色粉末中Fe2O3、CaO、MgO含量较高。2.4混凝土安定性检测红褐在三层楼面梁14-15/D、四层楼面梁5/C-D处各钻取一组芯样，根据GB/T50344-2004《建筑结构检测技术标准》附录B“f-CaO对混凝土质量的影响的检测”。制作两组标准薄片进行沸煮试验。试验结-54-束后，两组薄片均发生严重破损（以红褐色骨料为中心层放射性开裂），如图6所示。此现象符合相对强度/cps钙含量过多。件在沸煮后大部分都遭破损，未破损的芯样试件抗压强度也发生了不同程度的衰减，衰减率最大为34.3%。2.6混凝土爆裂原因分析由上述试验可知，混凝土爆裂的原因可以排除粗骨料和与水泥水化有关的原因。与未爆脱处正常砂浆相比，红褐色粉末中Fe2O3、f-CaO、MgO含量较高，后经调查，混凝土生产厂家在混凝土搅拌过程中加入了一定量的钢渣代替碎石。在钢渣产生过程中，钢渣中的CaO、MgO经过高温煅烧，结构致密，其水化过程十分缓慢并伴随着体积膨胀。有文献指出，CaO与水反应生成Ca（OH）2时体积膨胀97.9%[2]，同样MgO与水反应生成Mg（OH）2过程中，一般可以膨胀2.2倍[3]。在混凝土拌合完成后乃至服役期内，钢渣中的CaO、MgO与混凝土内的自由水或外界渗入的水分发生水化反应，生成Ca...