丰顺

安徽省建筑工程质量监督检测站 安徽合肥 230088

某小区为新建13-15层住宅，总建筑面积134503m2。采用框架剪力墙结构形式，选用商品混凝土。施工过程中发现9#楼有多处现鼓裂，鼓裂范围均在4cm2-11cm2，鼓裂处特征为分散，孤立，深度浅。为了分析鼓裂原因，现场采集了鼓裂处混凝土样品进行定性和定量分析，并对混凝土强度进行检测，为工程的后续施工提供一些建议。

1 混凝土鼓裂现状

混凝土鼓裂的研究结果表明，温度的变化能够引起材料性能的变化，高温会引起混凝土爆裂[1]。混凝土骨料中混有的CaO或MgO能发生水化反应，导致混凝土体积变化[2-3]。混凝土体积的膨胀不仅与游离氧化钙的含量和活性有关，还与浆体的结构和性能密切相关[4]。现场采取鼓裂中心处混凝土样品，外观为含有白点状松散物质，鼓裂深度为1．5cm-2．5cm，见图1和图2。查看施工和搅拌站台账，水泥均为同一货号，且只有一栋楼出现鼓裂，可排除鼓裂不是水泥导致的，取本楼施工时混凝土拌合用砂一同带回实验室分析。

图2 鼓裂处混凝土外观

2 混凝土鼓裂原因

2.1 离子色谱分析

氯离子对钢筋混凝土的危害主要表现在它可以破坏钢筋表面的钝化膜，加速钢筋的锈蚀过程，导致体积膨胀，引起混凝土结构开裂[5]。通过离子色谱检测拌合物砂中氯离子含量，设置通道为电导率，记录时间为35min，流速0．70mL/min。结果见图3。氯离子峰的保留时间为8．257min，峰面积4．1475（μS/cm）xmin，峰高14．928μS/cm，浓度6．354ppm，水溶性氯离子为0．03%，在《混凝土质量控制标准（GB50164-2011）》规定范围内，而混凝土用水在使用前经过检测，检测报告上氯离子浓度为61mg/L，小于《混凝土用水标准（JGJ63-2006）》中规定的限值500mg/L，排除了因拌合物中氯离子超标引起的鼓裂。

图3 混凝土用砂中氯离子含量

2.2 XRD和XRF分析

取鼓裂处混凝土样品，分离其粗骨料，研磨成粉末状，经过XRD和XRF分析表明，骨料主要由SiO2，CaO和MgO组成。 其 主 要 成 分 含 量 分 别 为 39．974%SiO2，28．171%CaO，13．023%MgO，6．003%K2O，8．383%Al2O3和 2．413%Fe2O3。

图4 鼓裂处混凝土粗骨料XRD分析

2.3 SEM-EDS分析

取鼓裂处松散状混凝土样品进行SEM-EDS分析，如图5所示和表1所示。由图5看出，鼓裂处混凝土晶体排列混乱，形状不一。这是由于氧化钙和氧化镁水化后体积膨胀，相互挤压引起的。通过微区能谱定量结果可以得出，混凝土鼓裂处样品中钙硅比高达6，进一步证明氧化钙的存在。

表1 X射线微区能谱结果

图5 扫描电镜图谱

2.4 混凝土钻芯检测

鼓裂区周围混凝土楼板构件钻取15个直径为100mm的芯样，按《钻芯法检测混凝土强度规程（CECS03：2007）》中芯样加工步骤处理，经抗压强度试验，芯样的抗压强度均满足设计要求，故鼓裂对混凝土构件强度未造成显著影响。再取2组直径为75mm的芯样，每组芯样制成2个芯样试件，在每个芯样上取外观完好的10mm厚薄片试件1个，采用《建筑结构检测技术标准（GB/T50344-2004）》附录中方法，每组选取1个芯样煮沸，观察煮沸的薄片和试件均未出现破损。将煮沸的芯样进行冷却，与未煮沸的芯样一同进行抗压强度实验，第一组未煮沸和煮沸抗压强度分别是59．7和51．3MPa，抗压强度变化为14．1%；第二组未煮沸和煮沸抗压强度分别是62．1MPa和56．6MPa，抗压强度变化为8．9%。芯样抗压强度变化平均值为11．5%（小于30%）。所以鼓裂区周围混凝土中CaO的存在并未对混凝土构件强度造成明显影响。

3 结论及建议

通过对混凝土拌合物调查研究，排除了混凝土鼓裂不是来自用水，用砂和水泥。通过X射线实验对鼓裂处混凝土及其粗骨料进行定性定量分析，证明粗骨料中含有较多的CaO和部分MgO，它们在混凝土凝结硬化过程中会发生缓慢的水化反应，生成Ca（OH）2和Mg（OH）2，使得混凝土体积膨胀，发生鼓裂。

由于CaO和MgO含量相对不是很高，所以造成的鼓裂范围和深度并不严重。对混凝土构件的强度测试表明，鼓裂对建筑物的稳定性影响并不显著。

在后期其他楼层的施工过程中，应当立即更换同一批次粗骨料，并对后期建材的质量做好检测，确保工程达到预期质量。