钢筋混凝土工程中的质量控制.缺陷和事故

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1、钢筋混凝土工程质量控制要点

（1）    混凝土材料的质量控制；

可采用硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥等五种常见水泥作为钢筋混凝土结构用的材料；其相对密度、密度、强度、细度、凝结时间、安定性（与游离CaO、MgO、SO3和含碱Na2O、K2O等有关）等品质必须符合国家标准。

配置混凝土所用砂、石应符合颗粒级配、强度、坚固性（指在气候环境变化或其它物理因素作用下抵抗破碎的能力）、针片状颗粒含量、含泥量、含有害物质（云母、轻物质、硫化物和硫酸盐、有机质等），要符合国家标准；有时还要进行碱活性检验。不得采用风化砂、特细砂、铁路道石以及用不同来源的砂、石掺杂混合作为骨料材料。

外加剂有改变混凝土流变性能的如减水剂，调节凝结硬化性能的如早强剂，改善耐久性能的如阻锈剂，改善混凝土特殊性能的如膨胀剂等。使用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。

（2）    混凝土配合比的控制；

混凝土水泥用量不宜大于500-550公斤/立方米，不宜小于250-300公斤/立方米（视所处环境而定）。

最大水灰比不小于0.6（视所处环境而定）。

混凝土浇筑时的坍落度为30-50毫米（一般构件）、50-70毫米（配筋密列构件）。

砂率30%-40%，视砂石类别、石子最大粒径、水灰比等条件而异：碎石时比卵石时稍大，粗砂时比中砂时稍大，石子最大粒径较大时稍小，水灰比较大时稍大。

泵送混凝土的最小水泥用量为300公斤/立方米，坍落度为80-180毫米，砂率40%-50%，石子最大粒径与输送管内径比宜小于1：2.5或1：3，混凝土内宜掺适量外加剂。

材料实用重量与配合比设计重量相比的允许偏差：水泥、混合料相差3%；水、外加剂溶液相差2%。

（3）    混凝土的拌制、运输、浇筑、振捣和养护；

混凝土搅拌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，对出料容积为250-500升的自落式搅拌机，混凝土坍落度>30毫米时最短搅拌时间为90秒。

混凝土应随拌随用。混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的延续时间，应小于规定值。

混凝土浇筑前，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；木模板应用水润湿，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50-100毫米厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆。

振捣混凝土的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。

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，一般采用草帘或麻袋覆盖（竖向结构有时可用岩棉外包塑料布），并经常浇水保持湿润的自然养护法。

（4）    混凝土成型后的质量控制；

混凝土构件拆模后，应从外观上检查其表面有无麻面、蜂窝、露筋、孔洞、裂缝等缺陷。

对混凝土构件尺寸和强度进行检验。

（5）    钢筋材料的质量控制；

热扎钢筋按强度分为四级，应检验其屈服点、抗拉强度和伸长率，并进行冷弯试验及化学成分检验。检查结果如有一项不符合标准要求，则从同一批中再任取双倍数量试件进行该不合格项目的复检。复检结果即使有一项不合格，则整批不得验收。

热处理钢筋按螺纹外形分为纵肋和无纵肋两种，应检验项目同热扎钢筋（冷弯除外），必要时进行松弛试验。检验结果的处理同热扎钢筋。

钢丝有碳素钢丝、冷拉钢丝及刻痕钢丝，应检验其抗拉强度、屈服强度、伸长率和弯曲试验，必要时碳素钢丝和刻痕钢丝还应进行松弛试验。其力学性能检验结果的处理同热扎钢筋，但仍可将逐盘检验合格者验收。

（6）    钢筋的除锈、调直、成型、冷加工和焊接的质量控制；

钢筋因保管不善或存放过久产生铁锈时需除锈。除锈时如发现钢筋锈斑鳞落现象严重，或除锈后发现钢筋表面有严重麻坑、斑点伤蚀截面时，应剔除不用或降级使用。

钢筋应平直，无局部曲折，且表面洁净。

钢筋的冷加工包括冷拉和冷拔。冷拉钢筋既要进行外观的质量检查，其表面不应有裂缝或局部缩颈现象；又要进行冷拉参数的机械性能试验，合格后方能验收。冷拔时为保证冷拔钢丝的强度和塑性相对比较稳定，必须控制总压缩率。

钢筋的焊接有点焊、对焊、电弧焊、电渣压力焊等，其质量控制主要有力学性能检验和外观检查两个方面。

（7）    钢筋骨架在接头、锚固、钢筋位置和混凝土保护层方面的控制；

钢筋骨架宜优先采用焊接接头。热扎钢筋可采用闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊；钢筋骨架片和钢筋网宜采用点焊；冷拉钢筋的焊接，应在冷拉前进行。设置在同一构件内的焊接接头应相互错开。绑扎接头一般用20-22铁丝，在搭接处的中心和两端扎牢。

锚固长度是钢筋在充分利用截面以外埋入混凝土内的长度；如无此足够长度，受拉钢筋将从混凝土中拔出纵向受拉钢筋必须满足最小锚固长度的规定。

钢筋位置偏差直接影响钢筋混凝土构件的受力状态；除不符合设计要求的钢筋位置外，要注意施工中可能出现的偏差。

混凝土保护层是保证钢筋和混凝土粘结，保护钢筋在混凝土中不致生锈的重要措施。除厚度应满足规定外，尚要防止在混凝土保护层范围内出现麻面、蜂窝、掉角等现象。

（8）    模板工程的质量控制。

           模板包括模型板和支架两部分。其基本要求有：保证构件各部分形状、尺寸和相互位置；有足以支承新浇混凝土的重力、侧压力和施工荷载的能力；装拆方便，便于混凝土和钢筋工程施工；接缝严密，不得漏浆。

2、  引起钢筋混凝土工程缺陷常见因素和主要表现

（1）    材料选配不当；

常见因素有水泥过期或品种选用不当；混凝土配合比不良；水泥、骨料含过量有害物质；碱-骨料反应；外加剂使用不当；水泥水化热过高；钢筋技术性能不良等。其中多数属化学性缺陷。

（2）    施工违反操作规程；

常见因素有搅拌、运输时间过长；振捣不良；浇筑速度过快；塑性混凝土下沉；施工缝接茬处理不好；初期养护不当，早期受冻；钢筋骨架构造不当；乱踩配筋致使保护层减少；模型板刚度不足；模板支架下沉或失稳；过早拆模等。其中多数属物理性缺陷。

（3）    构件受力、变形使内应力超越砌体强度；

常见的受力有拉伸（中、偏拉）、压缩（中、偏压、局压）、弯曲（少筋、适筋、超筋）、剪切（少筋、适筋、超筋、冲切）、扭转等状态；常见的变形有因过大不均匀沉降、因收缩和温度变形受到约束等状态。其中多数属物理性缺陷。

（4）    环境因素影响。

常见因素有环境的温度湿度变化和差异；混凝土受腐蚀；钢筋受腐蚀；地震作用；火灾袭击或构件表面灼热等。其中有些属于化学性缺陷，有些则是物理性缺陷。

因缺陷使钢筋混凝土工程呈现的现象有：混凝土出现可见裂缝；材料的强度降低，构件的承载力或截面刚度减小；混凝土不密实、被溶蚀或剥落，影响耐久性；钢筋出现锈斑、鳞落、减重甚至断裂。

3、  钢筋混凝土常见缺陷和事故的案例分析

（1）    水泥过期和受潮；

水泥在存放时，容易吸收空气中的水分和碳酸气，使其颗粒表面缓慢水化，从而降低了自身凝胶力和强度。如果在潮湿环境中存放，则更容易结成硬块。因而，水泥的存放运输需十分谨慎；在存放运输的过程中不得受潮，更不得雨淋。

水泥在存放3个月后按过期水泥使用。3个月后，水泥的强度降低10%-20%；6个月后，约降低15%-30%；1年以后，约降低25%-40%；所以水泥的允许存放期为出厂后3个月。

（2）    水泥和骨料含有害物质；

游离的CaO和MgO水化作用很慢。它们往往在水泥凝结硬化后还继续进行水化作用，使得以发生均匀体积变化而凝结（水泥在水化过程中一般会产生均匀体积变化，这时对凝结后的混凝土质量并无影响）的水泥浆体继续产生剧烈的不均匀体积变化。这种再生的体积变化，严重时会发生使混凝土开裂甚至崩溃的质量事故。

游离的SO3能在水泥凝结硬化后继续与水化铝酸钙作用，形成大量体积膨胀的水化硫铝酸钙晶体，在凝结后的水泥浆体内产生膨胀应力，破坏水泥浆体结构。

游离的Na2O、K2O若过量时遇到混凝土中的活性骨料，也会产生使骨料体积膨胀的效果，严重时会使混凝土开裂。

（3）    碱-骨料反应；

      碱-骨料反应是指混凝土中水泥、外加剂、掺和料或拌和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。它能使混凝土的耐久性下降，严重时还会使混凝土失去使用价值。碱-骨料反应来自两个方面：一是骨料中的活性SiO2，如玛瑙、鳞石英、方石英、微晶石英；二是水泥原料中碱含量过高。

（4）    骨料中含过量杂质；

骨料占混凝土总体积70%以上，混凝土质量除与水泥品质有关外，也与骨料中杂质含量有密切关系。衡量骨料中杂质是否有害有三条标准：一是对水泥水化硬化是否产生不利影响；二是对水泥石与骨料的粘结是否有害；三是杂质自身的物理化学变化对已形成混凝土结构是否产生不利影响。一般认为骨料中的有害杂质大体有：含泥量、有机质含量、硫化物和硫酸盐含量、生石灰和其它轻质物质含量。

（5）    混凝土受冻或养护温度过低；

混凝土浇筑后立即受冻，其抗压强度损失可达50%以上，其抗拉强度损失可达40%。即使后期正温三个月，也不会恢复到原来设计强度水平。这对混凝土构件使用后的各种指标（强度、抗裂、抗渗等）影响太大。

混凝土冻结时水泥石和骨料间的粘结力遭到损伤，使混凝土的弹性模量大大降低。冻结后的混凝土内部组织松散，严重地影响其耐久性。

一旦钢筋混凝土构件遭冻害，影响最严重的部位在构件外露四侧，而以混凝土保护层尤甚。故遭冻害的构件拆模后混凝土保护层有可能沿钢筋脱开。若混凝土骨料中夹杂有冻结的淤泥或粘土覆裹物时，还会出现混凝土冻胀开裂现象。

（6）    混凝土初期收缩；

混凝土初期收缩裂纹是由于水分蒸发而产生的。混凝土内部的水分主要由三部分组成：一是由于水泥水化变成结合水；二是吸附在凝胶体内外表面称为吸附水；三是毛细孔水，只有这部分水才能用于水泥的继续水化。如果环境相对湿度较低，毛细孔水则易于蒸发。当相对湿度低于80%时，毛细孔水可以完全蒸发掉，水泥的继续水化也就基本停止，混凝土的强度也就不再增长，甚至还会由于失水收缩而引起粗骨料界面产生裂纹，使混凝土强度有所下降。

（7）    混凝土麻面、掉角、蜂窝、露筋和空洞；

麻面是混凝土表面缺浆、起砂、掉皮的缺陷，表现为构件外表呈现质地疏松的凹点，其面积不大、深度不深，且无钢筋裸露现象。这种缺陷一般是由于模板润湿不够、支架不严、捣固时发生漏浆或振捣不足，气泡未排出以及捣固后没有很好养护而产生。

掉角指梁、柱、墙、板和孔洞边上的混凝土局部残损掉落。产生掉角的原因有：混凝土浇筑前模板未充分湿润，造成棱角处混凝土失水或水化不充分，强度降低，拆模时棱角受损；拆模或抽芯过早，混凝土尚未建立足够强度，致使棱角受损；起吊、运输时对构件保护不好，造成边角部分局部脱落、劈裂受损等。

蜂窝有表面的、深进的和贯通的三种，也常遇到水平的、倾斜的、斜交的单独蜂窝和相连的蜂窝群。产生蜂窝的原因有：混凝土在浇筑时振捣不严，尤其是没有逐层振捣；混凝土在倾掷入模时，因倾落太大而分层；采用干硬性混凝土，或施工时混凝土材料配合比控制不严，尤其是水灰比太低；模板不严密，浇筑混凝土后出现跑浆，水泥浆流失；混凝土在运输过程中已有离析现象。

露筋是拆模后钢筋暴露在混凝土外面的现象。其产生原因主要是浇筑时垫块移动，使钢筋紧贴模板，以致保护层厚度不足所造成；有时也因保护层的混凝土振捣不密实或模板湿润不够、吸水过多造成掉角而露筋。

空洞是由于混凝土灌注时有一些部位堵塞不通，构件中就会产生空洞。空洞不同于蜂窝，蜂窝的特征是存在着未捣实的混凝土或缺水泥浆；而空洞却是局部或全部没有混凝土。

（8）    混凝土施工缝处理不当；

钢筋混凝土结构在灌注混凝土时宜连续浇筑，不留缝隙，但是有些工程的混凝土量很大，而实际施工条件如人力、时间、设备能力、模板及钢筋就位等受到限制，不得不中断浇筑；等到再灌注时，新旧混凝土间形成一条连接缝，称为施工缝。施工缝如果处理不好，往往会形成结构中的缺陷和弱点，对结构的受力、整体性和防水都不利。

处理不当的混凝土施工缝往往表现为在构件中留有可见的缝隙和夹层。它们具有水平的、竖向的、倾斜的、曲折的形状。缝隙说明新旧混凝土之间连接不好，它把结构分隔成几个不相联结的部分。夹层内混凝土不密实，甚至无水泥石，它往往是由于旧混凝土太干燥，吸走了新浇灌混凝土中的水分，或者由于新浇灌混凝土粗骨料下沉、水泥浆上逸，或者由于新浇灌混凝土时夹杂外来杂物所造成的。

（9）    混凝土因水化热开裂；

混凝土的水化热是由水泥水化作用产生的，水化热使混凝土内部升温的时间很短，大约在浇筑后的2-7天；这时混凝土的弹性模量很小，约束应力很小。但降温阶段很长，混凝土的弹性模量随时间提高，约束应力随时间增长；当约束拉应力超过混凝土抗拉强度时，便出现贯穿性裂缝。

（10）混凝土受腐蚀；

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）。混凝土受腐蚀的因素看，其外界条件是腐蚀性介质的存在，其内部因素是混凝土结构不够密实，致使腐蚀介质易于侵入。

（11）钢筋受腐蚀；

钢筋受腐蚀对钢筋混凝土结构的影响有4种表现：混凝土保护层发生沿钢筋长度方向的顺筋开裂，裂缝宽度可达1-2毫米以上；混凝土保护层局部剥落，锈蚀钢筋外露；钢筋在混凝土内有效截面减少，最严重的损失率可达40%以上，这时混凝土构件表面虽无明显开裂迹象，但钢筋已与混凝土脱开；由于混凝土受蚀截面变小，致使构件截面承载力不足，发生局部破坏或过大变形。

（12）钢筋技术性能缺陷；

对进场的钢筋除应检查其外观、尺寸外，应按规定采取试样进行检验。热扎钢筋按强度分为四级，应检验其屈服点、抗拉强度和伸长率，并进行冷弯试验及化学成分检验。检查结果如有一项不符合标准要求，则从同一批中再任取双倍数量试件进行该不合格项目的复检。复检结果即使有一项不合格，则整批不得验收。

热处理钢筋按螺纹外形分为纵肋和无纵肋两种，应检验项目同热扎钢筋（冷弯除外），必要时进行松弛试验。检验结果的处理同热扎钢筋。

钢丝有碳素钢丝、冷拉钢丝及刻痕钢丝，应检验其抗拉强度、屈服强度、伸长率和弯曲试验，必要时碳素钢丝和刻痕钢丝还应进行松弛试验。其力学性能检验结果的处理同热扎钢筋，但仍可将逐盘检验合格者验收。

（13）钢筋配置不当；

在钢筋混凝土构件中，钢筋配置是否正确直接关系结构的承载力、刚度和裂缝。实际工程中，除因设计和施工原因使构件配筋不足引起工程质量问题外，还常容易发生以下问题：受力筋位置发生重大失误；受力筋未搭接或搭接位置过于集中；受力筋锚固严重不足；受力筋的混凝土保护层发生较大偏差；辅助筋配置过少。

（14）预埋件构造不当。

钢筋混凝土构件中的预埋件常遇到以下几种构造不当情况：预埋件的锚筋常与构件的受力筋或构造筋相碰，造成安置不下、位置不准；预埋件的形式和位置未考虑施工和安装的可能，有时安置预埋件后无法浇灌混凝土，或者浇灌混凝土后预埋件下面的混凝土有空隙；预埋件的锚筋位于构件的混凝土保护层内，以致预埋件无法受力，或者预埋件位置有错，需在构件上重新加设预埋件。