土木工程质量事故分析及处理第二章.ppt
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1、第二章第二章 混凝土工程中的质量、缺陷和事故混凝土工程中的质量、缺陷和事故采用采用分析分析+讨论讨论的教学方法的教学方法最后成绩由平时成绩最后成绩由平时成绩+事故案例讲解和讨论成绩事故案例讲解和讨论成绩+事故案例事故案例综述合成综述合成分分1616个小组,要求每个小组搜集资料做一组个小组,要求每个小组搜集资料做一组PPTPPT(大于等于(大于等于6 6张),并结合张),并结合PPTPPT进行讲解:进行讲解:1 1、工程概况、工程概况 2 2、事故图片展示、事故图片展示3 3、事故要点及原因分析、事故要点及原因分析 4 4、事故处理方法(或补救措施、事故处理方法(或补救措施、加固方法)加固方法)
2、5 5、经验总结(或吸取的教训、或学习体会)、经验总结(或吸取的教训、或学习体会)其他同学可以就事故案例提出疑问和不同见解,并进行讨论。其他同学可以就事故案例提出疑问和不同见解,并进行讨论。造成质量缺陷事故的原因造成质量缺陷事故的原因违背基本建设程序违背基本建设程序工程地质勘察失误或地基处理失误工程地质勘察失误或地基处理失误设计问题设计问题施工过程中的问题施工过程中的问题自然条件影响自然条件影响建筑物使用不当建筑物使用不当第二章第二章 混凝土工程中的质量、缺陷和事故混凝土工程中的质量、缺陷和事故 一、一、材料选配不当材料选配不当形成的缺陷和裂缝形成的缺陷和裂缝 二、二、施工违反操作规程施工违反
3、操作规程形成的缺陷和裂缝形成的缺陷和裂缝 三、三、构件受力、变形构件受力、变形形成的裂缝形成的裂缝 四、四、环境因素环境因素造成的缺陷和裂缝造成的缺陷和裂缝常见的形成混凝土工程缺陷的四类成因:常见的形成混凝土工程缺陷的四类成因:2.1 2.1 引言引言课堂教学上尽可能保证课堂教学上尽可能保证系统性系统性第二章第二章引言引言 混凝土材料引起的缺陷和事故要点混凝土材料引起的缺陷和事故要点 模板工程质量控制要点模板工程质量控制要点钢筋工程质量控制要点钢筋工程质量控制要点混凝土工程质量控制要点混凝土工程质量控制要点工程实例分析工程实例分析混凝土工程特点混凝土工程特点材料因素材料因素 一、混凝土基础一、
4、混凝土基础 1 1、混凝土材料的组成:、混凝土材料的组成:水泥、石子、砂水泥、石子、砂 2 2、水泥、水泥 硅酸盐水泥熟料的化学组成:硅酸盐水泥熟料的化学组成:4 4种氧化物(种氧化物(CaOCaO、SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3)硅酸盐水泥的主要成分:上述氧化物生硅酸盐水泥的主要成分:上述氧化物生成的成的4 4种矿物种矿物C C3 3S S、C C2 2S S、C C3 3A A和和C C4 4AFAF(硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝(硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙)酸四钙)一定量的石膏一定量的石膏天然岩矿或人工废渣天然岩矿或人工废渣
5、3 3、影响水泥水化凝结的因素、影响水泥水化凝结的因素、根据配合比计算和试验得到的加水量。、根据配合比计算和试验得到的加水量。、石膏、石膏(减缓铝酸三钙的水化速度)。(减缓铝酸三钙的水化速度)。、环境的温湿度。、环境的温湿度。、混合材料、混合材料(改善水泥性能、降低水泥成本、减少水化热等)。(改善水泥性能、降低水泥成本、减少水化热等)。、外加剂、外加剂减水剂减水剂早强剂早强剂速凝剂或缓凝剂速凝剂或缓凝剂4 4、水泥水化产生的水泥石的成分、水泥水化产生的水泥石的成分:(水化硅酸钙、氢氧化钙、水:(水化硅酸钙、氢氧化钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、水化硫铝酸钙等),其他有害成分。化铝酸钙、水化铁酸钙、
6、水化硫铝酸钙等),其他有害成分。见表见表2.22.2材料因素材料因素 二、钢筋基础二、钢筋基础 对于钢筋,我们应关注其四大性能:对于钢筋,我们应关注其四大性能:强度和塑性,冷弯性能和焊接强度和塑性,冷弯性能和焊接性能。性能。强度通常指钢筋的抗拉屈服强度和抗拉极限强度,以及它们的比值强度通常指钢筋的抗拉屈服强度和抗拉极限强度,以及它们的比值-屈强比(屈强比(延性延性),屈强比宜控制在),屈强比宜控制在0.600.750.600.75之间。之间。塑性塑性通常指钢筋在外力作用下产生永久变形而不断裂的能力。通常指钢筋在外力作用下产生永久变形而不断裂的能力。冷弯性能指钢筋在常温下能承受弯曲的程度。冷弯性
7、能指钢筋在常温下能承受弯曲的程度。焊接性能主要指焊接后接头牢固、硬脆倾向小,仍能保持与原有钢焊接性能主要指焊接后接头牢固、硬脆倾向小,仍能保持与原有钢筋相近的性质。筋相近的性质。材料因素材料因素 三、混凝土构件中裂缝的一般概念三、混凝土构件中裂缝的一般概念 钢筋混凝土构件都是钢筋混凝土构件都是带裂缝工作的。带裂缝工作的。混凝土在凝结硬化过程中就有微裂缝存在,混凝土中的微裂缝肉眼混凝土在凝结硬化过程中就有微裂缝存在,混凝土中的微裂缝肉眼不可见,不可见,其宽度小于其宽度小于0.05mm0.05mm,且分布极不规则,也不贯通,且分布极不规则,也不贯通,只有微裂缝的只有微裂缝的混凝土是可以承受拉力的。
8、混凝土是可以承受拉力的。微裂缝微裂缝对混凝土的承重、防渗漏、防腐蚀等使用功能没有危害性。对混凝土的承重、防渗漏、防腐蚀等使用功能没有危害性。只有微裂缝的混凝土,也称只有微裂缝的混凝土,也称“无裂缝混凝土无裂缝混凝土”。常见混凝土缺陷形成的原因(一)常见混凝土缺陷形成的原因(一)2.2 2.3 2.4 2.2 2.3 2.4 一、与水泥有关的因素:一、与水泥有关的因素:1 1、水泥过期、水泥过期(水泥过期会导致水泥水化硬化,水泥强度降低)(水泥过期会导致水泥水化硬化,水泥强度降低)水泥的允许储存期为水泥的允许储存期为出厂后三个月。出厂后三个月。水泥在储存三个月后按过水泥在储存三个月后按过期水泥使
9、用,应通过期水泥使用,应通过试验试验确定其强度。常规情况下,三个月后,水泥确定其强度。常规情况下,三个月后,水泥强度将降低强度将降低10%20%10%20%;六个月后,水泥强度将降低六个月后,水泥强度将降低15%30%15%30%。2 2、水泥受潮、水泥受潮 注意水泥的储存,仓库存放包装水泥,应垫起离地注意水泥的储存,仓库存放包装水泥,应垫起离地300mm300mm,离墙,离墙300mm300mm;临时露天暂时存放,更应采取防雨篷布盖严、底部垫高等;临时露天暂时存放,更应采取防雨篷布盖严、底部垫高等防防潮措施。受潮水泥严格按表潮措施。受潮水泥严格按表2.222.22处理和使用。处理和使用。常见
10、混凝土缺陷形成的原因(一)常见混凝土缺陷形成的原因(一)3 3、水泥中含有害物质(、水泥中含有害物质(CaOCaO、MgOMgO、SOSO3 3等)等)水泥进场时必须有水泥进场时必须有出厂合格证或水泥物理试验报告,出厂合格证或水泥物理试验报告,现场应对现场应对其其品种、标号、物理力学性能品种、标号、物理力学性能进行检查验收。进行检查验收。水泥是否合格除强度指标外,还必须看其水泥是否合格除强度指标外,还必须看其体积安定性、细度、体积安定性、细度、凝结时间凝结时间等三项指标。等三项指标。体积安定性体积安定性是指水泥硬化过程中体积变化的均匀性能。采用压蒸是指水泥硬化过程中体积变化的均匀性能。采用压蒸
11、法进行试验。法进行试验。4 4、碱、碱-骨料反应骨料反应 碱碱-骨料反应骨料反应是指混凝土中水泥、外加剂、掺合料或拌合水中的是指混凝土中水泥、外加剂、掺合料或拌合水中的可溶性碱溶于混凝土孔隙液中,与骨料中能与碱反应的活性成分(如可溶性碱溶于混凝土孔隙液中,与骨料中能与碱反应的活性成分(如SiOSiO2 2)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。膨胀,使混凝土产生内应力而开裂。常见混凝土缺陷形成的原因(一)常见混凝土缺陷形成的原因(一)4 4、碱、碱-骨料反应骨料反应 处理原则:处理原则:控制水
12、泥含碱量,控制水泥含碱量,使混凝土中总含碱量不得超过使混凝土中总含碱量不得超过 3kg/M 3kg/M3 3;当其骨料无碱活性时,混凝土中总含碱量;当其骨料无碱活性时,混凝土中总含碱量 不得超过不得超过6kg/M6kg/M3 3.混凝土中碱骨料反应膨胀裂缝与收缩裂缝的区别混凝土中碱骨料反应膨胀裂缝与收缩裂缝的区别 表表2.252.25 5 5、水泥用量少、重量不足。、水泥用量少、重量不足。有些水泥包装标明为有些水泥包装标明为50kg50kg,而实际重量不足,只有,而实际重量不足,只有48kg48kg。施工拌制过程中的计量误差,造成水泥用量不足,混凝土强度施工拌制过程中的计量误差,造成水泥用量不
13、足,混凝土强度降低。降低。常见混凝土缺陷形成的原因(一)常见混凝土缺陷形成的原因(一)6 6、水泥水化热、水泥水化热 混凝土的水化热是由混凝土的水化热是由水泥水化作用水泥水化作用产生的,大部分水化热在水产生的,大部分水化热在水泥凝结硬化的泥凝结硬化的13d13d内放出。水化热的大小和放热速度首先取决于内放出。水化热的大小和放热速度首先取决于水泥水泥的矿物组成,的矿物组成,其次也与其次也与水泥的细度、加水量、养护温度水泥的细度、加水量、养护温度有关。有关。处理原则:浇筑大体积混凝土时,由于水化热温度高,凝结加处理原则:浇筑大体积混凝土时,由于水化热温度高,凝结加快,施工时必需的处理时间也应相应缩
14、短,容易产生接茬不良,而且快,施工时必需的处理时间也应相应缩短,容易产生接茬不良,而且冷却时体积变化也大,使大体积混凝土更易开裂。应采取以下措施:冷却时体积变化也大,使大体积混凝土更易开裂。应采取以下措施:选择选择室外温度较低时室外温度较低时进行浇筑;进行浇筑;选择选择水化热低的水泥水化热低的水泥,掺加有,掺加有缓凝作用的外加剂缓凝作用的外加剂,选择合适的砂石,选择合适的砂石级配,尽量级配,尽量减少水泥用量,降低水灰比。减少水泥用量,降低水灰比。浇筑后的大体积混凝土应采取浇筑后的大体积混凝土应采取降温和控温措施降温和控温措施,使内外温差不宜超,使内外温差不宜超过过2525o oC C常见混凝土
15、缺陷形成的原因(一)常见混凝土缺陷形成的原因(一)6 6、水泥水化热、水泥水化热 处理原则:处理原则:浇筑方案浇筑方案按体积大小选用三种方式按体积大小选用三种方式常见混凝土缺陷形成的原因(一)常见混凝土缺陷形成的原因(一)二、与骨料有关的因素:二、与骨料有关的因素:1 1、碱、碱-骨料反应骨料反应 碱碱-骨料反应骨料反应是指混凝土中水泥、外加剂、掺合料或拌合水中的可是指混凝土中水泥、外加剂、掺合料或拌合水中的可溶性碱溶于混凝土孔隙液中,与骨料中能与碱反应的活性成分(如溶性碱溶于混凝土孔隙液中,与骨料中能与碱反应的活性成分(如SiOSiO2 2)在混凝土凝结硬化后逐渐发生反应,生成含碱的凝胶体,
16、吸水膨胀,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。使混凝土产生内应力而开裂。常见混凝土缺陷形成的原因(一)常见混凝土缺陷形成的原因(一)1 1、碱、碱-骨料反应骨料反应 处理原则:处理原则:对重要工程的混凝土所使用的骨料进行碱活性检对重要工程的混凝土所使用的骨料进行碱活性检验。验。碱活性检验碱活性检验岩相分析检验(可由地质部门提供)岩相分析检验(可由地质部门提供)骨料中含骨料中含SiOSiO2 2时,采用化学分析法和砂浆长度时,采用化学分析法和砂浆长度法进行检验法进行检验若骨料判断为有潜在破坏性膨胀,应遵守以下若骨料判断为有潜在破坏性膨胀,应遵守以
17、下规则:规则:使用含碱量小于使用含碱量小于0.6%0.6%的水泥;的水泥;掺用掺合料,使混凝土中总含碱量不得超过掺用掺合料,使混凝土中总含碱量不得超过3kg/M3kg/M3 3;使用含钾、钠离子的外加剂时,应进行专门试使用含钾、钠离子的外加剂时,应进行专门试验。验。常见混凝土缺陷形成的原因(一)常见混凝土缺陷形成的原因(一)1 1、碱、碱-骨料反应骨料反应 处理原则:处理原则:对一般混凝土工程,当其骨料有碱活性但并不高对一般混凝土工程,当其骨料有碱活性但并不高时,时,混凝土中总含碱量混凝土中总含碱量不得超过不得超过3kg/M3kg/M3 3;当其骨料无碱活性时,混凝;当其骨料无碱活性时,混凝土
18、中总含碱量不得超过土中总含碱量不得超过6kg/M6kg/M3 3.混凝土中碱骨料反应膨胀裂缝与收缩裂缝的区别混凝土中碱骨料反应膨胀裂缝与收缩裂缝的区别 表表2.252.25 2 2、骨料中含有害物质、骨料中含有害物质 骨料(砂、石子)占混凝土体积的骨料(砂、石子)占混凝土体积的70%70%以上,一般认为骨料中的以上,一般认为骨料中的有害杂质有以下几种:有害杂质有以下几种:含泥量;含泥量;有机质含量;有机质含量;硫化物和硫酸盐含量;硫化物和硫酸盐含量;生石灰和其他轻物质含量;生石灰和其他轻物质含量;常见混凝土缺陷形成的原因(一)常见混凝土缺陷形成的原因(一)2 2、骨料中含有害物质、骨料中含有害
19、物质 处理原则:处理原则:使用前,进行粗、细骨料的使用前,进行粗、细骨料的现场取样检验;现场取样检验;关于杂质含量的关于杂质含量的检验标准,见表检验标准,见表2.262.26;若检验不合格时,应重新取样,对不合格项进行加倍复验;若检验不合格时,应重新取样,对不合格项进行加倍复验;若仍有一个试样不合格,应按不合格品处理;若仍有一个试样不合格,应按不合格品处理;严禁在曾堆放过生石灰的场地上严禁在曾堆放过生石灰的场地上堆放拌制混凝土用的粗、细堆放拌制混凝土用的粗、细骨料。骨料。常见混凝土缺陷形成的原因(一)常见混凝土缺陷形成的原因(一)三、与外加剂有关的因素:三、与外加剂有关的因素:1 1、碱、碱-
20、骨料反应骨料反应 当使用含钾、钠离子的外加剂时,应进行专门试验。当使用含钾、钠离子的外加剂时,应进行专门试验。2 2、用含氯盐类的外加剂拌制混凝土(、用含氯盐类的外加剂拌制混凝土(氯化物含量控制)氯化物含量控制)钢筋锈蚀后体积膨胀,涨裂混凝土。钢筋锈蚀后体积膨胀,涨裂混凝土。钢筋锈蚀后截面减小,造成混凝土内空鼓。钢筋锈蚀后截面减小,造成混凝土内空鼓。3 3、外加剂质量不合格、外加剂质量不合格 4 4、施工人员对外加剂的各项技术指标不明确,、施工人员对外加剂的各项技术指标不明确,不清楚其作用,又不清楚其作用,又不做实配试验。不做实配试验。5 5、计量不准确,、计量不准确,或仅凭个人经验,主观臆断
21、。或仅凭个人经验,主观臆断。四、与水有关的因素:四、与水有关的因素:拌制混凝土的水宜采用拌制混凝土的水宜采用饮用水饮用水;当采用其他水源时,水质宜符合;当采用其他水源时,水质宜符合混凝土用水标准混凝土用水标准 常见混凝土缺陷形成的原因(二)常见混凝土缺陷形成的原因(二)2.2 2.3 2.4 2.2 2.3 2.4 混凝土工程混凝土工程施工质量控制施工质量控制分为模板工程的质量控制、钢筋工程的分为模板工程的质量控制、钢筋工程的质量控制和混凝土工程的质量控制。质量控制和混凝土工程的质量控制。一、模板工程的质量控制一、模板工程的质量控制混凝土结构工程施工质量验收规范混凝土结构工程施工质量验收规范规
22、定:模板及其支架应根据工规定:模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进进行设计;行设计;模板及其支架应具有模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,足够的承载能力、刚度和稳定性,能可能可靠的承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载;靠的承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载;模板及其支架拆模板及其支架拆除的顺序及安全措施除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。应按施工技术方案执行。搭设高度搭设高度8m8m及以上,搭设跨度及以上,搭设跨度18m18m及以上的支模架,需进行专家论证。及以上的支
23、模架,需进行专家论证。支模架图片展示支模架图片展示支模架图片展示支模架图片展示梁模板加固图片展示梁模板加固图片展示支模架坍塌事故图片展示支模架坍塌事故图片展示常见混凝土缺陷形成的原因(二)常见混凝土缺陷形成的原因(二)1 1、模板支撑下沉或局部失稳模板支撑下沉或局部失稳,造成已浇筑成型的构件产生相应,造成已浇筑成型的构件产生相应部位的裂缝。部位的裂缝。原因分析原因分析 在施工过程中,管理不善。施工班组、操作技工不熟悉施工方法,在施工过程中,管理不善。施工班组、操作技工不熟悉施工方法,盲目蛮干。盲目蛮干。预防措施预防措施 首先模板的支架应进行设计和计算;首先模板的支架应进行设计和计算;施工前,应
24、将支模基土夯实施工前,应将支模基土夯实填平,设置垫层和垫块。填平,设置垫层和垫块。常见混凝土缺陷形成的原因(二)常见混凝土缺陷形成的原因(二)2 2、支架系统失稳支架系统失稳,造成在施工楼层整体坍塌。,造成在施工楼层整体坍塌。原因分析原因分析 支模前未进行设计,无切实可行的技术方案。支模前未进行设计,无切实可行的技术方案。模板上的荷载在支模板上的荷载在支架截面产生的应力超过支架截面能承受的极限应力值,发生变形失稳架截面产生的应力超过支架截面能承受的极限应力值,发生变形失稳 预防措施预防措施 按规范进行设计,并确保支架稳固、可靠不变形。按规范进行设计,并确保支架稳固、可靠不变形。常见混凝土缺陷形
25、成的原因(二)常见混凝土缺陷形成的原因(二)3 3、胀模胀模,造成浇捣过程中模板鼓出、偏移、爆裂甚至坍塌。,造成浇捣过程中模板鼓出、偏移、爆裂甚至坍塌。原因分析原因分析 模板侧向支撑刚度不够,模板侧向支撑刚度不够,模板太薄弱强度不足。模板太薄弱强度不足。预防措施预防措施 加强模板的侧向刚度(模板厚度、夹条、斜撑)。加强模板的侧向刚度(模板厚度、夹条、斜撑)。常见混凝土缺陷形成的原因(二)常见混凝土缺陷形成的原因(二)4 4、木模板受潮膨胀上拱,木模板受潮膨胀上拱,使混凝土板面产生裂缝。使混凝土板面产生裂缝。原因分析原因分析 模板受潮膨胀上拱。模板受潮膨胀上拱。预防措施预防措施 避免采用过分干燥
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