施工质量事故分析处理第3章砌体结构工程中的质量控制.pptx
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1、3 砌体结构工程中的质量控制、缺陷和事故闽南理工学院 土木工程系 土木工程质量缺陷事故分析及处理万里长城八大奇迹之一赵州桥世界上最早的空腹式石拱桥大雁塔西安的象征都江堰世界水利文化的鼻祖砌体本 章 提 要1、砌体结构工程的特点、砌体性能的基础3、引起砌体结构工程缺陷的常见因素、主要表现和防止措施4、砌体结构工程中常见的几类质量缺陷事故及其处理2、砌体工程质量控制要点3.1 引言v3.1.1砌体结构的特点(1)材料(块材、砂浆)材料(块材、砂浆) 强度低、品种多的特征。(2)构件)构件 主要处于受压、受剪状态;受压构件,高厚比问题十分重要。(3)结构)结构 除具承重作用外,多兼有建筑隔断、隔音、
2、隔热、装饰等使用和美学功能。(4)施工砌筑)施工砌筑 基本上是由瓦工在施工现场由手工进行。下一页下一页v 墙、柱允许高厚比值v 注:1 毛石墙、柱允许高厚比应按表中数值降低20%;2 组合砖砌体构件的允许高厚比,可按表中数值提高20%,但不得大于28;3 验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体高厚比时,允许高厚比对墙取14,对柱取11。返回返回3.1 引言v3.1.1砌体结构的特点(1)(1)材料的复合性和低强度;材料的复合性和低强度;(p87p87)(2)(2)结构的空间性和多功能;结构的空间性和多功能;(3)(3)构件的受压性和大截面;构件的受压性和大截面;(4)(4)砌筑的手工性和现场制作砌
3、筑的手工性和现场制作。从以上四个方面,得出砌体结构的特点:由此,质量控制: (1)块材的质量控制 (2)砂浆的质量控制 (3)砌筑时的质量控制3.1.1砌体结构的特点缺陷常见四因素: (1)材料选配不当 (2)砌筑方法不符操作规程要求 (3)结构受力受约束,超越砌体承载力 (4)环境因素砌体质量缺陷存在的根本原因: 强度低、刚度差砌体本身砌体本身砌体是由小块块材和砂浆粘结叠合所组成施工砌筑技术施工砌筑技术与质量与质量3.1.2 砌体性能的基础3.1.2.1块材性能的基础块材种类:(1)烧结普通砖;(2)烧结多孔砖;(3)非烧结蒸养砖;(4)工业废料砌块;(5)混凝土空心砌块;(6)石材等3.1
4、.2 砌体性能的基础粘土砖对砖砌体性能的影响因素 粘土砖以粘土为主要原料,经配料、制坯、干燥、焙烧而成。它对砌体性能的主要影响因素有:(1)强度(抗压强度、抗折强度)(2)吸水率和饱和系数(反映密实度)(3)质地(含杂质情况)(4)抗风化性能(耐久性的体现)(5)外观质量(尺寸偏差、弯曲度、缺棱角等)粉煤灰砌块、混凝土小型空心砌块、料石(影响因素粉煤灰砌块、混凝土小型空心砌块、料石(影响因素p89)3.1.2 砌体性能的基础混凝土小型空心砌块 以普通混凝土为原料,经成型、养护而成。 对砌体性能主要影响因素:砌块抗压强度、干缩率、自然碳化系数、抗冻性、外观质量等。3.1.2 砌体性能的基础料石
5、人工或机械开采的较规则并略加凿琢而成的六面体石块(致密的花岗岩、砂岩、石灰岩等),厚度不小于200mm。 对砌体性能的主要影响:立方体(边长70mm)抗压强度,表观密度,吸水性,耐水性,抗冻性,风化程度。v砌体分类:它分为无筋砌体和配筋砌体两大类。v无筋砌体又因所用块材不同分为砖砌体、砌块砌体和石砌体。v在砌体水平灰缝中配有钢筋或在砌体截面中配有钢筋混凝土小柱者称为配筋砌体。 v (1)砖砌体:烧结普通砖,烧结空心砖,烧结多孔砖,蒸压灰砂砖,蒸压粉煤灰砖v(2)砌块砌体:混凝土砌块(以碎石或卵石为粗骨料),轻骨料混凝土砌块(以火山灰,煤渣,陶粒,自然煤矸石为粗骨料);烧结空心砌块(用于非承重部
6、位);轻质加气砼砌块(用于非承重部位)v其中各类砌块又分为小型、中型砌块;单排孔、多排孔,双排孔砌块;无筋、配筋砌块砌体;陶粒砌砼块、粉煤灰砼砌块、矿渣砌块、灰砂砼砌块;蒸养与免蒸养砌块。v设计时应注意:v1)粉煤灰砌块和矿渣砌块有释放放射元素氡的可能性,不是一种理想的绿色建材。但粉煤灰砌块的抗裂,抗渗性能较好。v2)混凝土砌块的导热系数较大,砌块的连接不好做,容易渗漏,开裂 。v3)需用专用的混凝土砌块砂浆Mb砌筑。砌块专用砂浆,强度等级与M相同,但专用砂浆和普通砂浆比,多了一些外加剂,如减水剂、缓凝剂、促凝剂、还有颜料等。v(3)配筋砌体 v目前,我国采用的配筋砌体有: v 1)网状配筋砖
7、砌体 在砌体水平灰缝中配置双向钢筋网,可加强轴心受压或偏心受压墙(或柱)的承载能 力(图11-3a)。 v 2)纵向配筋砖砌体 在砌体的竖向灰缝中配置纵向钢筋(图1l3b),施工麻烦。 v 3)组合砌体 由砌体和钢筋混凝土组成,钢筋混凝土薄柱也可用钢筋砂浆面层代替(图11-3c)。主要用于偏心受压墙、柱。此外,在砌体结构拐角处或内外墙交接处放置的钢筋混凝土构造柱,也是一种组合砌体,但其作用只是对墙体变形起约束作用,提高房屋抗震能力。v(4)石砌体 由石材和砂浆或由石材和混凝土砌筑而成(见图11-4)。石砌体可用作一般民用建筑的承重墙、柱和基础。 v砌体材料的强度等级:块材和砂浆的强度等级,依据
8、其抗压强度来划分。它是确定砌体在各种受力情况下强度的基本数据。 v (1)烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级:分为5级,以MU表示,单位为MPa,即MU30、MU25、MU20、MUl5、MU10。砖的抗压强度应根据抗压强度和抗折强度综合评定。 v (2)蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级:分为4级,即MU25、MU20、MUl5、MU10。 v (3)砌块的强度等级:分为5级,即MU20、MUl5、MUI0、MU7.5、MU5。 v (4)石材的强度等级:由边长为70mm的立方体试块的抗压强度来表示,可分为7级,即MUl00、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。 3.1
9、.2.2 砂浆性能的基础v1、砂浆的定义:它是指是由胶凝材料、细骨料和水按适当比例配制而成的材料。3.1.2.2 砂浆性能的基础(1)强度(粘着力、粘结强度)强度(粘着力、粘结强度)(2)变形(竖向、横向)变形(竖向、横向)(3)和易性(流动性、保水性)和易性(流动性、保水性)v 2、砂浆对砌体性能的影响因素:砂浆的强度v黏结力能够准确的表达砂浆的强度,单实验较复杂,而抗压强度实验方法成熟,简单,所以工程上采用抗压强度为砂浆的技术指标。v根据建筑砂浆基本性能实验方法标准规定:砂浆的抗压强度是以个70.7*70.7*70.7mm的立方体试块,在标准条件下养护28天,用标准方法测得抗压强度来评定。
10、 抹面砂浆;它又分为普通抹面砂浆,装饰抹面砂浆和特种抹面砂浆。3.1.2.2 砂浆性能的基础(1)强度(粘着力、粘结强度)强度(粘着力、粘结强度)(2)变形(竖向、横向)变形(竖向、横向)(3)和易性(流动性、保水性)和易性(流动性、保水性)v 2、砂浆对砌体性能的影响因素: 流动性流动性:流动性的大小通常:流动性的大小通常用用 沉入度沉入度 表示,用砂浆稠度表示,用砂浆稠度仪测定,一标准圆锥体在砂浆仪测定,一标准圆锥体在砂浆判定,评定建筑砂浆的和易性,判定,评定建筑砂浆的和易性,主要内自由下沉入主要内自由下沉入1010秒,深入秒,深入度极为沉入度。度极为沉入度。沉入度大沉入度大, ,说明说明
11、砂浆的流动性大砂浆的流动性大. .砂浆的流动性砂浆的流动性过大过大, ,则砂浆太稀则砂浆太稀, ,不仅铺砌困不仅铺砌困难难, ,而且硬化后强度降低而且硬化后强度降低. .太稠太稠则难于铺平则难于铺平. .v(1)受中心压力的砖柱3.1.2.3 砌体的受力性能v砌体受压破坏特征 砖砌体轴心受压时,从加载至破坏,可分为三个阶段。 v 第一阶段:从开始加载到出现第一条裂缝(图11-5a),其压力约为破坏时压力的5070;v 第二阶段:随着压力增加,单块砖内的裂缝不断发展,并沿竖向通过若干皮砖,同时 产生新的裂缝(图11-5b)。此时,即使压力不再增加,裂缝仍会继续开展。砌体已处于临界破坏状态,其压力
12、约为破坏时压力的8090;v 第三阶段:压力继续增加,裂缝加长加宽,使砌体形成若干小柱体,砖被压碎或小柱体失稳,整个砌体也随之破坏(图11-5c)。v 此时,以破坏时的压力除以砌体横截面面积所得应力即称为砌体的极限强度。 v1)砌体中的块材受有弯剪应力在砌体中,由于灰缝厚度不一,砂浆饱满度不均匀及块体表面不平整,使砌体受压时块体并非均匀受压,而是处于弯剪应力状态(图11-6)。 v 2)砌体中的块材受有水平拉应力:块材与砂浆的弹性模量与变形系数存在差异,一般情况下块材的横向变形比中等强度以下砂浆的横向变形小。砌体受压时,由于两者共同工作,砌体的变形将介于块材变形与砂浆层变形之间。块材的横向变形
13、因受砂浆层的影响而增大,块材中产生横向拉应力。砂浆的横向变形则因受到材料的影响而减小,使砂浆中产生横向压应力(图11-7),从而使砂浆处于三向受压状态。 v 3)竖向灰缝的应力集中:由于砌体内的竖向灰缝不饱满,因此灰缝中的砂浆与块材间的粘结力难以保证砌体的整体性,块材在竖向灰缝中易产生应力集中,因而加速了块材的开裂,引起砌体强度的降低。v 综上所述,砌体受压时单块块材处在复杂应力状态下工作,使块材抗压强度不能充分发挥,因此,砌体的抗压强度低于所用块材的抗压强度。v(2)在压力和剪力共同作用下的砖墙3.2 砌体工程质量控制要点v3.2.1砂浆的质量控制1、材料的选用、材料的选用 原材料:原材料:
14、主要有水泥、砂、石灰膏、拌和用水和主要有水泥、砂、石灰膏、拌和用水和外加剂外加剂。(1)水泥水泥:品种及标号应根据砌体部位及所处环:品种及标号应根据砌体部位及所处环境条件选择,一般宜采用境条件选择,一般宜采用32.5 级普通硅酸盐水泥或级普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。矿渣硅酸盐水泥。 水泥进入施工现场应有出厂质量保证书,且品水泥进入施工现场应有出厂质量保证书,且品种和标号应符合设计要求。对进场的水泥质量应按种和标号应符合设计要求。对进场的水泥质量应按同一生产厂家、同一编号为一批进行复试。并经试同一生产厂家、同一编号为一批进行复试。并经试验鉴定合格后方可使用。验鉴定合格后方可使用。3.2 砌体
15、工程质量控制要点v3.2.1砂浆的质量控制1、材料的选用、材料的选用(2)砂砂:宜采用中砂,配制M5以下以下砂浆所用砂的含泥量不超过10%,M5及其以上及其以上砂浆的砂含泥量不超过5%,使用前用5mm孔径的筛子过筛。 砂子是砂浆中的骨料,砂子中含泥量过大,不但会增加砌筑砂浆的水泥用量,还可能使砂浆的收缩值增大,耐久性降低,影响砌体质量。3.2 砌体工程质量控制要点v3.2.1砂浆的质量控制1、材料的选用、材料的选用(3)石灰膏:石灰膏:石灰膏的“陈伏”时间要在两个星期以上,主要是使细微的颗粒充分熟化,避免制成砂浆砌入砌体后,因小颗粒熟化引起体积膨胀,从而使砌体受到损伤。另外,施工现场的石灰膏,
16、应防止干燥、冻结和污染。 配置水泥石灰砂浆时,不得采用脱水硬化的石配置水泥石灰砂浆时,不得采用脱水硬化的石灰膏;消石灰粉不得直接使用于砌筑砂浆中。灰膏;消石灰粉不得直接使用于砌筑砂浆中。3.2 砌体工程质量控制要点v3.2.1砂浆的质量控制1、材料的选用、材料的选用(4)拌和用水:拌和用水:拌和砂浆应采用不含有害物质的洁净水(自来水)。因为含有害物质的水拌制砂浆,将会影响水泥的正常凝结,并可能对钢筋产生锈蚀作用。3.2 砌体工程质量控制要点v3.2.1砂浆的质量控制1、材料的选用、材料的选用(5)外加剂:外加剂:外加剂在砌筑砂浆中起改善砂浆性外加剂在砌筑砂浆中起改善砂浆性能的作用能的作用,一般
17、有塑化剂、抗冻剂、早强剂、防水剂等。我们在检查中发现,有些施工人员为了增加水泥砂浆的和易性,便于施工操作,不经过检验和试配,随意使用微沫剂,加上养护工作不到位,出现了砂浆强度不足质量问题。 凡在砂浆中掺入有机塑化剂、微沫剂、早强剂、凡在砂浆中掺入有机塑化剂、微沫剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂等,应经检验和试配符合要求后,缓凝剂、防冻剂等,应经检验和试配符合要求后,方可使用。方可使用。3.2 砌体工程质量控制要点v3.2.1砂浆的质量控制1、材料的选用、材料的选用(6)掺合料掺合料:白灰熟化时间不少于7d,或采用粉煤灰等;(7)其它材料其它材料:墙体拉结筋及预埋件、已刷防腐剂的木砖等。(8)施工中不
18、能任意用同强度水泥砂浆代替水泥施工中不能任意用同强度水泥砂浆代替水泥混合砂浆。混合砂浆。3.2 砌体工程质量控制要点v3.2.1砂浆的质量控制2、配合比、配合比 配合比是指砂浆中各种原材料的组合比例,应通过试配确定,这是施工中砂浆达到设计强度等级和减少砂浆强度离散性大的重要保证。配合比确定之后,应用指示牌将各种材料的用量和配合比公布在砂浆搅拌机旁,具体使用时按规定的配合比严格计量,各组分材料采用重量计量,每种材料均经过每种材料均经过磅秤称量才能进入搅拌机。磅秤称量才能进入搅拌机。M5、M7.5、M10、C20、C25的水泥砂浆配合比v (1) M5水泥砂浆的配合比v 水泥:中砂=1:5.23。
19、 v 条件:施工水平,一般;砂子,中砂;砂子含水率:2.5%;水泥实际强度:32.5 MPav (2) M7.5水泥砂浆配合比v 砂浆试配时各材料的用量比例: 水泥 砂=260 1541=1 5.93v 条件:用于砌筑沟井的水泥砂浆,强度为M7.5,稠度3050mm。原材料的主要参数,水泥:32.5级水泥;中砂,堆积密度为1541kg/m3;施工水平:一般。v 选取水泥用量260kg/m3,砂子用量QS=1541kg/m3,水量为280kg/m3M5、M7.5、M10、C20、C25的水泥砂浆配合比v (3) M10水泥砂浆配合比v 砂浆各材料的用量比例:水泥 砂=240 1221=1 5.0
20、9v 条件:用于砌筑毛石挡土墙的水泥砂浆,强度为M10,稠度3050mm。原材料的主要参数,水泥:32.5级水泥;中砂,堆积密度为1221kg/m3;施工水平:一般。v 水泥用量240kg/m3,砂子用量QS=1221kg/m3,水量为290kg/m3v (4) C20混凝土配合比v 水泥:砂:碎石:水=1:1.83:4.09:0.50v 条件:坍落度35-50mm;砂子种类:粗砂,配制强度:28.2MPa;石子:河石;最大粒径:31.5mm;水泥强度等级32.5,实际强度35.0MPa .v 每立方米混凝土中,水泥含量:326Kg;砂的含量:598Kg;碎石:1332KgM5、M7.5、M1
21、0、C20、C25的水泥砂浆配合比v (5) C25混凝土配合比v 水泥:砂:碎石:水=1:1.48:3.63:0.44v 条件:坍落度35-50mm;砂子种类:粗砂,配制强度:28.2MPa;石子:河石(卵石);最大粒径:31.5mm;水泥强度等级32.5,实际强度35.0MPa .v 其中每立方米混凝土中,水泥含量:370Kg;砂的含量:549Kg;碎石:1344Kg 砌筑砂浆配合比设计规程(JGJ98-2000) 上是M5、M7.5、M10、C20、C25水泥砂浆的配比。可以根据实际条件调整配合比。变化幅度不会太大。3.2 砌体工程质量控制要点v3.2.1砂浆的质量控制3、搅拌时间、搅拌
22、时间(1)砌筑砂浆应采用机械搅拌砌筑砂浆应采用机械搅拌,自投料完算起,搅拌时间应符合下列规定:水泥砂浆和水泥混合砂浆不得少于2min;水泥粉煤灰砂浆和掺用外加剂的砂浆不得少于3min;掺用有机塑化剂的砂浆,应为3-5min。(2)砂浆应随拌随用砂浆应随拌随用,水泥砂浆和水泥混合砂浆应分别在3h和4h内使用完毕;当施工期间最高气温超过当施工期间最高气温超过30时时,应分别在拌成后2h和3h内使用完毕。对掺用混凝剂的砂浆,其使用时间可根据具体情况延长。3.2 砌体工程质量控制要点v3.2.1砂浆的质量控制4、养护、养护 砂浆砌到墙体内以后要经过一段时间的养护才砂浆砌到墙体内以后要经过一段时间的养护
23、才能获得强度。在养护期间要有一定的温度和湿度才能获得强度。在养护期间要有一定的温度和湿度才能使砂浆的强度正常增长。干燥和高温容易使砂浆能使砂浆的强度正常增长。干燥和高温容易使砂浆脱水,特别是水泥砂浆,如果脱水,水泥就不能充脱水,特别是水泥砂浆,如果脱水,水泥就不能充分水化。分水化。 3.2 砌体工程质量控制要点v3.2.1砂浆的质量控制5、试块的制作、试块的制作 砌筑砂浆的强度符合设计要求,是以龄期为28d的标养试块抗压试验结果为准的。(1)试件:采用立方体试件,每组试件3个。(2)试模:70.770.770.7mm的有底试模,试模的不平整度和不垂直度要求。(3)试验机精度:为1%。(4)成型
24、方法:砂浆稠度50mm时采用人工振动成型、50mm时采用机械振动成型。3.2 砌体工程质量控制要点v3.2.1砂浆的质量控制5、试块的制作、试块的制作(5)养护条件:水泥砂浆和微沫砂浆养护条件为温度203、相对湿度90%以上,水泥混合砂浆养护条件为温度203、相对湿度60-80%变更为202、相对湿度90%以上。(6)抗压强度评定方法:取三个试件测值的算术平均值的1.3倍作为该组试件的抗压强度值,当三个试件的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的15%时,取中间值,当最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值的15%时,则该组试件的试验结果无效。3.2 砌体工程质量控制要点v3.2.2
25、块材的质量控制粘土砖质量依据标准烧结普通砖GB51012003(23)(1)外观及尺寸控制(允许偏差)(2)强度(取样,试验)(3)冻融试验(吸水率、饱和系数)(4)石灰爆裂试验(5)泛霜试验(6)吸水率和饱和系数试验(7)放射性物质石灰爆裂v 原料中夹带石灰,在高温熔烧生成过火石灰。过火石灰在砖体内吸水膨胀,导致砖体膨胀破坏,这种现象称为石灰爆裂。GB/T5101-1998规定,优等品不允许出现最大破坏尺寸大于2mm的爆裂区域;一等品不允许出现最大破坏尺寸大于10mm的爆裂区域;合格品中每组砖样215mm的爆裂区不得大于15处,其中10mm以上的区域不多于7处,且不得出现大于15mm的爆裂区
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