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用钢渣作骨料引起的混凝土工程开裂问题案例分析
摘要
沥青水泥板垫块土应是胶凝用料将集料胶变成整体的的建筑工程混合用料的称做(即:以水泥板是以要胶凝用料,与集料和水,一定时添加化学反应再加剂和粘土矿物掺合料,按十分配比配合默契,过透亮搅拌装置、紧实挤压成型及维养硬度而成的人工分解成石雕)。集料在沥青水泥板垫块土中含有决定性的目的,胶凝用料与细集料分解成沥青混泥土土工程土工程土体自动填充粗集料泡孔生成的紧实型式,集料包括了沥青水泥板垫块土中的程度较骨架,集料的不锈钢材质、程度较、粒状级配、较大 粒级、含泥量、砂率、针块状、考评相互关系等都将对沥青水泥板垫块土本职事业功能形成不一样程度较的反应。文中从集料的粒状级配料面具体分析对沥青水泥板垫块土本职事业功能形成的反应。

 

    建筑工程每年数十亿吨骨料的使用导致优质天然骨料的锐减及市场价格的提高,致使众多商混企业将目光转移到了再生骨料、低品质骨料、冶金渣骨料等。由于再生骨料的后续处理成本高、易给混凝土带来性能影响等,商混企业更易选择不需要处理或稍作处理的冶金渣骨料。目前使用较多的有钢渣骨料[1]、矿渣骨料[2]、尾矿骨料[3]等。由于冶金渣骨料的成分复杂,具有碱活性及安定性不良等问题,造成工程上使用冶金渣后混凝土开裂的事故时有发生。本文针对两例混凝土工程开裂事故,介绍骨料引起混凝土开裂的状况、特点及判定过程,并给出了相关建议。

   

工程概况分析

        项目 明显案例一:某确保房项目 投入使用后半年内会发现其多层电路板预制板会发生鼓包、散点式爆掉影响,剥落板材开裂表面层见有蓝色疏松型、多孔骨料,且随着用时的堆积用时的堆积,影响症状越多越严峻。明显的影响见图1。


a鼓包                 b散点式剥落                c黑色酥松骨料
图1 某工程楼板开裂照片

a 梁开裂                 b 5层楼板开裂             c 柱爆裂
图2 某工程梁、板、柱严重开裂照片

    项目典例二:某5层构架型式的房子物,行为组织形式完工后一年后内,梁、板、柱均各个限度冒出胀裂、外壁脱落,针对柱子再次发生大建筑工程使用适用面积脱落,脱落处见有铁锈色骨料,质感软些、型式的酥松、多孔,裂纹以骨料为管理中心向周围扩散。受水流含的不良影响,一层的楼面和梁裂纹比较较为频发的,见图2。准确时间逝去行为组织形式进行使用收场后,在水流含的影响下,外壁混凝土工程土脱落、裂纹间题慢慢地呈现,该房子的进行使用不得不停下。准确时间逝去准确时间的逝去,间题已经越来越较为频发的。总体布局上,一层最较为频发的,越我们往下看裸漏出来了的间题比较减小。脱落裂纹的大概问题与骨料小粒的适用面积、骨料在楼层板、梁、柱时所在的地理方位、环境温湿度等相关。大部分,骨料越较近具体构件外壁处,裂纹较小;骨料适用面积过大、所在柱的内部范围越大,裂纹越较为频发的。图2b中,想着水迹的城市,都冒出了裂纹;图2c 中,准确时间逝去骨料过大,且地处柱地理方位较深出,致使约占柱横断面适用面积的1/3建筑工程使用适用面积完整酥掉。    

问题分析

         从综上所述破裂特殊性就能够查出,破裂是会因为利用了不适符合标准的骨料可致。骨料在见水或有潮气的情况中引发了收缩性的电化学式生理的反应,带来了较多的收缩内应力,将近郊沥青水泥混泥土土土撑开,会造成里层沙浆的脫落,而骨料本身则因引发电化学式生理的反应后变好酥松、多孔。一些破裂经常有长个时候,多在沥青水泥混泥土土土商混施工一整年底至一整年底引发。从骨料的铁锈色就能够阶段性推论该骨料即为矿渣骨料。     将现场报道黑酥松骨料制样做出了扫描机光电子光学显微镜(SEM)公测与X放射性元素能谱(EDS)数据分析,报告单对应见图3和图4。将该骨料对应变成100倍、500倍、5000倍和12000倍得知,该印刷品外观挺大量的空孔,的结构比较不结实,5000倍、12000倍变成的图片文字中需要得知有抑菌凝胶状水化生成物的的物质现身,意味着其会与水淤泥体情况好几个定程度较的生物发生表现,也情况说明该骨料硅酸盐粘土矿物成份中含有可水化的硅酸盐粘土矿物或者是需要陆续参与火山灰发生表现的成份。  

图3 酥松骨料SEM照片

图4 骨料EDS能谱分析图

    对图3中点1进行了能谱分析,进一步确定其化学组成。从能谱结果图4可以看出,该处主要元素为钙、硅、铝和氧等,其中含有少量的Mg及其他的一些微量元素。
    从该骨料表面具有铁锈颜色、多孔[4]、该样品表面具有可水化矿物或可参与火山灰反应的成分、该骨料中含有钙、硅、铝、氧、镁等元素及该骨料可以产生体积膨胀等可推断该骨料为钢渣骨料。后经与混凝土供应商核实,两个工程案例中均掺加了一定量的钢渣。

   

钢渣作为混凝土骨料的安定性问题

   

    钢渣作为骨料,其安定性问题突出,受多种因素的影响。钢渣中通常含有游离氧化钙和游离氧化镁。游离氧化钙f-CaO与水反应生成Ca(OH)2,体积增大1.98倍,该部分CaO经过1600℃高温煅烧,结晶良好水化速率缓慢,这是产生钢渣体积稳定性不良的主要物质;游离氧化镁f-MgO遇水反应生成Mg(OH)2,过程较慢、体积增大2.48倍。此外,钢渣中的硫化亚铁、硫化亚锰也可以导致体积膨胀,硫含量大于3%时,其水化分别生成Fe(OH)2和Mn(OH)2,体积分别增大1.4倍和1.3倍[5]

    另外,钢渣的安定性还与钢渣的冷却方式(急冷、慢冷)有关。一般钢渣都是缓慢冷却下来的,它们结晶后会生成游离的CaO,如果通过急冷的手段对钢渣进行处理,就不会产生游离的CaO与其它的结晶氧化物,而这就从根本上解决了钢渣细骨料体积稳定性不良的问题[6]。钢渣预处理工艺不同,其安定性也可能不同。钢渣经湿水或经一段时间的自然存放后,f-CaO含量降低,安定性问题将有所缓解[7]。但在实际堆放过程中,往往新鲜钢渣堆放在最外层,因而在使用前自然存放的时间往往最短,因此,安定性问题最严重。

   

工程中使用钢渣作骨料带来的危害

        如前所讲,工业中采用矿渣当做骨料会以至于在矿渣骨料附近混疑土的脫落、散架的故障 。矿渣中的存在硫化钙、硫化镁等与水症状的流速和数量上获得骨料附近出具含水率的数量、骨料的数值、附近干涉数值、骨料在杆件中的的深度、区域环境室温等方面多沉麻烦情况的不良影响,因,由增大症状以至于的散架出显的时刻、可怕数量上、以其既定症状实现的时刻都具备有太大的不确认性,且不易于预測。前者,考虑到矿渣骨料是布置于混疑土中,只需要是采用了矿渣的混疑土,矿渣处既定都会有增大弄坏,因,在这些不集中的骨料诱发的弄坏既定会以至于型式的整个弄坏。在这些样式的弄坏,以及稳固都没了任何人目的意义,第三也只能撤除。    

钢渣的预处理

        根据炉渣骨料的安定性不良现象间题,在建筑项目中是禁止酒后开车用尚未操作并抽样检查优秀率的炉渣的。比如需要用炉渣,必须要在用发展行预操作,并经安定性抽样检查优秀率侧后方可用。较常用的预操作最简单的方法有:

    1)陈化、消解:陈化处理是消除钢渣中膨胀组分的最简单有效也是最常用的方法,此举不但能降低f-CaO含量,而且能使硫化钙遇水生成的不稳定高价硫离子氧化。但陈化时间较长,需要大面积的堆放场地,容易对渣场环境造成污染[8]
    2)直接风化或者经振动筛、圆筒筛处理并经高压水枪冲洗掉表面杂质后再风化,此方法同样时间较长,约需要一年时间[9]
    3)碳化处理:为降低骨料陈化、风化时间,可将长时间浸水钢渣骨料烘干,并置于70℃、-0.3MPa负压反应容器中,并引入CO2气体,直至气压达到0.3MPa[10],此方法虽然时间较短,但过程处理成本较高。
    4)蒸汽或蒸压处理:8h-12h热水、蒸汽处理或者3h×2.0MPa蒸压处理[11]。此过程同样成本较高。

   

结论

         选文列出举的3个公程装修案例中的混疑土质伤亡事故均是鉴于采用了矿渣代替品有些骨料引起的。只不过原理上矿渣骨料经历过预治理后可不应该应用领域到混疑土中,只不过在具体情况操作的中简易 经常出现预治理过程中较短、骨料中f-CaO陈化消解不全等问题。这样,在矿渣骨料预治理的具体措施不是很更加完善的具体条件下,不提倡采用矿渣用于骨料。互相,为降低了混疑土制作费用,混疑土制造业企业采用的骨料渠道、品种林林总总,这给钢结构建筑物面临了很安全质安全隐患,这样,针对建造操作员部门,一个人面要提高质督查,其他个人面针对其实可不应该采用的的原材料,要直接全面放开二胎一些实验室管理规格、规格以监督制作。

参考文献
[1] 尚建丽, 刑琳琳. 钢渣粗骨料混凝土界面过渡区的研究[J]. 建筑材料学报, 2013, 16 (2) :217-220.
[2] 何小龙. 矿渣骨料在混凝土中的应用探讨[J]. 商品混凝土, 2010(5): 38-38.
[3] 陈家珑. 尾矿做建筑用骨料的应用研究[A]. 提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C]. 北京, 2006: 114-119.
[4] Shaopeng Wu, Yongjie Xue, Qunshan Ye, et al. Utilization of steel slag as aggregates for stone mastic asphalt (SMA) mixtures [J]. Building and Environment, 2007, 42: 2580–2585.
[5] 杜宪文. 钢渣应用于道路工程的研究[J]. 东北公路, 2003, 26(2):73-74.
[6] JINMAN K, SUNGHYUN C, EUNGU K. Experimental Evaluation of Volume Stability of Rapidly-Cooled Steel Slag as Fine Aggregate for concrete [J]. Environmental Engineering, 2014:1-9.
[7] 宋坚民. 转炉钢渣稳定性探讨[J].冶金环境保护,2001,(1): 53-57.
[8] 张同生, 刘福田, 王建伟, 等. 钢渣安定性与活性激发的研究进展[J]. 硅酸盐通报, 2007, 26(5): 980-984.
[9] Zongwu Chen , Shaopeng Wu, Jin Wen, et al. Utilization of gneiss coarse aggregate and steel slag fine aggregate in asphalt mixture[J].Construction and Building Materials, 2015, 93: 911–918
[10] Bo Pang, Zonghui Zhou, Hongxin Xu. Utilization of carbonated and granulated steel slag aggregate in concrete[J].Construction and Building Materials, 2015, 84: 454-467.
[11] LUN Yunxia, ZHOU Mingkai, CAI Xiao, et al. Methods for Improving Volume Stability of Steel Slag as Fine Aggregate[J].Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed. 2008, 23(5): 737-742.

作者:张亚梅  李保亮 
信息来源:混凝土第一视频网

发布日期:2018/4/13 16:55:37  已经浏览 5117 次
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