建筑工程质量缺陷事故分析和处理

《建筑工程质量缺陷事故分析及处理》◆◆◆◆钢筋混凝土工程中的质量控制、缺陷和事故钢筋混凝土工程中的质量控制、缺陷和事故钢筋混凝土工程中的质量控制、缺陷和事故钢筋混凝土工程中的质量控制、缺陷和事故1111、为什么说钢筋混凝土结构是带裂缝工作的？为什么钢筋混凝土构件的裂缝宽度可以控制在0.3mm0.3mm0.3mm0.3mm以内????答：钢筋混凝土构件是带裂缝工作的。更确切的说，混凝土在凝结硬化过程中就有微裂缝存在。这是因为混凝土中的水泥石和骨料在温度变化条件下产生不均匀的体积变形，而它们又粘接在一起不能自由变形，于是形成相互间的约束应力；一旦此约束应力大于水泥石和骨料间的粘接强度，以及水泥石自身的抗拉强度，就产生微裂缝。我国规范的最大裂缝宽度限值是：处于正常条件下的构件为0.3mm，也就是说裂缝宽度在0.3mm以内，不会引起混凝土中钢筋的锈蚀，不会降低结构的耐久性。2222、试就钢筋混凝土梁的裂缝宽度而言，说明什么范围居于正常、轻微缺陷、危及承载力缺陷、临近破坏、破坏状态。答：正常：①施工后，使用前施工荷载不超过抗裂荷载时，没有肉眼可见裂缝；②超过抗裂荷载后，允许出现小于规范限定的裂缝；③使用后，满足规范限定的使用荷载条件下裂缝宽度的要求；轻微缺陷：①施工后，使用前施工荷载不超过抗裂荷载时，允许出现可见裂缝，但不影响使用要求；②超过抗裂荷载后或使用后，允许出现不大于规范限定的裂缝；危及承载力缺陷：出现超过规范限定的裂缝，但根据裂缝部位、性质、结构特点等条件分析，认为裂缝对结构承载力并无严重影响，从长期使用和美观等使用要求分析，须加以补强处理后才能保证正常使用者；临近破坏：出现的裂缝超过规范规定的限值，同时经过分析又认为已严重影响结构承载力或稳定，必须采用妥善加固措施后才能正常使用者；破坏状态：破坏的检验标志依构件受力情况而异，一般以裂缝宽度达到1.5mm为度。3333、试就一个单跨五榀钢筋混凝土框架结构而言，分别说明什么情况下发生：①某个构件截面的破坏；②某个构件的破坏；③该结构局部倒塌；④该结构整体倒塌？答：①某个构件截面的破坏该构件截面处出现裂缝，并且裂缝的宽度超过规范规定的限值；②某个构件的破坏该构件出现多处裂缝，并且裂缝的宽度超过规范规定的限值；③该结构局部倒塌在框架结构中的局部相邻的梁和柱都出现裂缝，并且裂缝宽度超过规范规定的限值，通常还表现为贯穿裂缝；④该结构整体倒塌最外两侧的柱出现裂缝，并且裂缝的宽度超过规范规定的限值，通常还表现为贯穿裂缝；4444、为什么当钢筋混凝土梁出现斜裂缝，人们认为该梁处于临近破坏状态，十分危险；而当砖墙上出现斜裂缝，人们却认为该墙未临近破坏？答：钢筋混凝土梁斜裂缝通常都是由于混凝土梁在荷载作用下梁端部受到剪力，由于所受剪力大于混凝土本身的抗剪切的能力，而钢筋混凝土梁构件中的剪力主要是由混凝土来承担的，因而混凝土梁出现斜裂缝，意味着混凝土梁处于临近破坏状态，十分危险；而砖墙上出现斜裂缝主要是因为砖块间的砂浆在应力作用下出现斜裂缝，而主要受力材料砖块本身并未破坏，所以人们认为该墙并未临近破坏；5555、为什么当钢筋混凝土梁中部出现由底向上发展，宽度在允许范围内的竖裂缝，人们认为该梁仍可承受荷载；而当砖墙出现贯通的裂缝，人们却认为该墙已临近破坏，十分危险？答：钢筋混凝土梁中部出现由底向上发展，宽度在允许范围内的竖裂缝，通常是因为混凝土梁在中部受到弯矩的作用下混凝土产生的内应力大于混凝土的抗拉强度值，而混凝土梁中部弯矩主要是由钢筋来承担，只要受力钢筋变形没有超过规范规定的限值，就可以认为该梁仍可承受荷载；当砖墙出现贯通的裂缝时，就表明承受压力的主要构件砖块已经整体破坏，意味着该墙体已经临近破坏，十分危险。6666、试述混凝土工程施工现场在使用水泥时，要注意哪些质量问题？选用粗细骨料时要注意哪些质量问题？答：混凝土工程现场在使用水泥时，要注意水泥过期和受潮的质量问题，要注意水泥中含有害物质的质量问题。选用粗细骨料时要注意骨料含有有害物质，发生碱-骨料反应，含过量杂质的质量问题。7777、试述混凝土工程施工现场对钢筋的验收、加工、成型，要注意哪些质量问题？对模板的安装要注意哪些质量问题？答：混凝土工程施工现场对钢筋的验收，应按《钢筋混凝土工程施工及验收规范》的规定取样检验。取样数量也应满足规范的要求；加工、成型要注意预防钢筋受腐蚀，要注意钢筋的塑性、延伸率等是否达到规范要求等质量问题；模板的安装要保证构件各部分的形状、尺寸和相互位置，要有足以支承新浇混凝土的重力、侧压力和施工荷载的能力，要装拆方便，便于混凝土和钢筋工程施工、接缝不得漏浆的质量问题。8888、试述在混凝土的生产、成型过程中要注意哪些质量问题？答：混凝土的生产、成型过程中要注意一下几个方面的质量问题：①混凝土材料的质量问题a水泥的相对密度、密度、强度、细度、凝结时间、安定性等品质必须符合国家标准；水泥进场时应对出厂合格证和出厂日期（离出厂日期不超过3个月）检查验收；水泥堆放地点、环境、储存时间必须受到严格控制；不得将不同品种水泥掺杂使用，采用特种水泥时必须了解其使用范围和技术性能；b配置混凝土所用砂、石应符合颗粒级配、强度、坚固性、针片状颗粒含量、含泥量、含有害物质，要符合国家标准的要求；有时还要进行碱活性检验；不得采用风化砂、特细沙、铁路道渣石以及用不同来源的砂、石掺杂混合作为骨料材料；c采用符合《生活饮用水水源水质标准》饮用水。如采用其它水，如地表水、地下水、海水和经处理的工业废水时，必须符合《混凝土拌合用水标准》的规定。不得将海水用于钢筋混凝土工程；d使用外加剂时必须根据混凝土的性能要求、施工及气候条件，结合混凝土原材料及配合比等因素经试验确定其品种及掺量，要符合《混凝土外加剂》和《混凝土外加剂应用技术规范》的要求；e为降低水泥用量、改善混凝土和易性的目的而使用的混合料，有粉煤灰、火山灰、粒化高炉煤渣等。使用时要注意其应用范围、品质指标、最优掺量等要求，其材料应符合相应的标准，如《粉煤灰混凝土应用技术规范》、《用于水泥中火山灰质混合材料》等。②混凝土配合比控制的质量问题a混凝土的水泥用量应受限制；b要规定混凝土的最大水灰比、最小水泥用量、适宜用水量和适宜坍落度；c石子的最大粒径要受构件截面尺寸和钢筋最小间距等条件的限制；d要选用使石子用量最多、砂石级配合适，使混凝土密度最大，与混凝土水灰比和石子最大粒径相适应的砂率；③混凝土的拌制、运输、浇筑、振捣、和养护a从混凝土原材料全部投入搅拌桶起，到开始卸出，所经历的时间称搅拌时间，是获得混合均匀、强度和工作性能都符合要求的混凝土所需最短搅拌时间。此时间随搅拌机类型容量、骨料品种粒径以及混凝土性能要求而异。b混凝土应随拌随用。混凝土运输过程中应保持均匀性，运至浇筑地点时应符合规定的坍落度；如坍落度损失过多，要在浇筑前进行二次搅拌。对泵送混凝土，要求混凝土泵连续工作，泵送料斗内充满混凝土，泵允许中断时间不长于45min。当混凝土从高处倾落时，自由倾落高度不应超过2m，竖向结构倾落高度不应超过3m；否则应使混凝土沿串筒、溜槽，并应使混凝土出口时的下落方向垂直于楼、地面。c浇筑前，对地基土层应夯实并清除杂物；在承受模板支架的土层上，应有足够支承面积的垫板；木模板应用水湿润，钢模板应涂隔离剂，模板中的缝隙孔洞都应堵严；竖向构件底部，应先填50~100mm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆。浇筑层的厚度要符合施工规范要求。浇筑应连续进行，如必须间歇时，应在前层混凝土凝结前将次层混凝土浇筑完毕。d混凝土浇筑后应立即振捣。振捣时间以水泥浆上浮使混凝土表面平整为止。混凝土初凝后不允许再振捣；e混凝土浇筑时间间歇最长时间不得超过附表规定时间。如超过应留施工缝。f养护是混凝土浇筑振捣后对其水化硬化过程采取的保护和加速措施。9999、区别下列问题：（1111）混凝土的化学性缺陷和物理性缺陷。（2222）混凝土的收缩裂缝和后期体积膨胀（如碱----骨料反应产生的）裂缝。（3333）混凝土梁的塑性破坏和脆性破坏。（4444）混凝土受腐蚀和钢筋受腐蚀及其防腐蚀方法。（5555）混凝土缺陷中的麻面、蜂窝和空洞。答：（1）混凝土的化学性缺陷指的是，混凝土的构成材料水泥、水、外加剂、骨料和钢筋因为发生化学反应所引起的缺陷，如水泥过期和受潮、碱-骨料反应、水化热开裂及受腐蚀等；混凝土的物理性缺陷指的是，主要由于混凝土构件受力、变形使内应力超越材料强度造成的混凝土的缺陷以及由于施工违反操作规程引起的混凝土的缺陷。（2）混凝土的收缩裂缝主要是由于水分蒸发而产生的；碱-骨料反应是指混凝土中水泥、外加剂、掺合料或拌和水中的可溶性碱（K+、Na+）溶于混凝土孔隙液中，与骨料中能与碱反应的活性成分（如SiO2）在混凝土凝结硬化后逐渐发生反应，生成含碱的凝胶体，吸水膨胀，使混凝土产生内应力而开裂。（3）、钢筋混凝土梁正截面破坏主要有以下形式:(a)适筋破坏:该梁具有正常配筋率,受拉钢筋首先屈服,随着受拉钢筋塑性变形的发展,受压混凝土边缘纤维达到极限压应变,混凝土压碎.此种破坏形式在破坏前有明显征兆,破坏前裂缝和变形急剧发展,故也称为延性破坏.(b)超筋破坏:当构件受拉区配筋量很高时,则破坏时受拉钢筋不会屈服,破坏是因混凝土受压边缘达到极限压应变、混凝土被压碎而引起的。发生这种破坏时，受拉区混凝土裂缝不明显，破坏前无明显预兆，是一种脆性破坏。由于超筋梁的破坏属于脆性破坏，破坏前无警告，并且受拉钢筋的强度未被充分利用而不经济，故不应采用。（c）少筋破坏：当梁的受拉区配筋量很小时，其抗弯能力及破坏特征与不配筋的素混凝土类似，受拉区混凝土一旦开裂，则裂缝区的钢筋拉应力迅速达到屈服强度并进入强化段，甚至钢筋被拉断。受拉区混凝土裂缝很宽、构建扰度很大，而受压混凝土并未达到极限压应变。这种破坏是“一裂即坏”型，破坏弯矩往往低于构件开裂时的弯矩，属于脆性破坏，故不允许设计少筋梁。钢筋混凝土结构斜截面主要破坏形态：（a）斜拉破坏：当剪跨比较大且箍筋配置较少、间距太大时，斜裂缝一旦出现，该裂缝往往成为临界斜裂缝，迅速向集中荷载作用点延伸，将梁沿斜截面劈裂成两部分而导致梁的破坏。破坏前梁的变形很小，且往往只有一条斜裂缝，破坏具有明显的脆性。（b）剪压破坏：当剪跨比适中或箍筋量适量、箍筋间距不太大时，发生得破坏称为剪压破坏。剪压破坏有一定预兆。（c）斜压破坏：这种破坏发生在剪跨比很小或腹板宽度很窄的T形梁或I形梁上。发生这种破坏时破坏荷载很高，但变形很小，箍筋不会屈服，属于脆性破坏。（4）当混凝土长期处于有腐蚀介质（液体或气体）环境中时，水泥石中的水化物逐渐与腐蚀性介质作用，产生各种物理化学变化，使混凝土强度降低，甚至遭到破坏。混凝土受腐蚀介质的影响，大体有两类：溶出性腐蚀和离子交换腐蚀（也称分解性腐蚀）。防止混凝土受腐蚀的措施有以下三个方面：a提高混凝土或混凝土表面的密实性，使侵蚀性介质不能渗入混凝土内部，可以减轻或延缓腐蚀作用。这只是在侵蚀介质的侵蚀性不太强的时候才可使用。b在混凝土构件表面涂以防水砂浆、沥青、合成树脂等保护层，使混凝土与腐蚀介质隔离。c选用恰当的水泥，如抗硫酸盐水泥、耐酸水泥等；或者在水泥中掺加活性混合材料，如粉煤灰、火山灰、水淬矿渣等。钢筋受腐蚀就是钢在常温环境介质作用下，很容易恢复到本来较稳定的铁的氧化物状态，这就是刚的受腐蚀，也称铁锈。预防钢筋受腐蚀的措施可以从下述三方面着手：a从防止钢筋混凝土构件表面过快碳化考虑：混凝土必须密实、水灰比宜较小，水泥用量宜较多；对在硅酸盐水泥中混合料的掺入量应有限制；混凝土保护层厚度必须符合相应结构的设计规范或规程的要求；混凝土构件的外形宜简单，凹凸棱角愈少愈好b从提高钝化膜抗氯离子渗透性出发考虑，可使用预防盐污染混凝土引起钢筋腐蚀的阻绣剂。c注意形成防冻混凝土原材料的质量10101010、试述混凝土早期受冻损坏的机理。你认为混凝土有无后期冻融破坏的可能性？如有，说明其主要原因。答：当温度低于5°C时，混凝土强度的增长明显延缓。其原因主要是混凝土中过冷的水会发生迁移，引起各种压力，