混凝土墙体局部破坏性膨胀 的原因分析 一 文／付宝华１马宝申２ （１．２５０１０１山东省济南市山东水泥厂有限公司混凝土搅拌站；２．２５００２２山东省济南市济南鲁润混 凝土有限公司） 【摘要】为了探讨混凝土墙体发生局部破坏性膨胀的原因，分析了膨胀部位白色粉末的化学成分，研究了生石 灰“熟化”过程中体积膨胀率与水灰比和细度的关系。指出采用混有生石灰的粗骨料生产混凝土是发生墙体局部破 坏性膨胀的根本原因。 【关键词】局部膨胀；石灰；细度；水灰比 【中图分类号】ＴＵ７５５【文献标志码】Ａ【文章编号】１００３—１３２４（２０１１】一０１—００９１—０２ １引言 某高层住宅楼混凝土墙板浇筑２０ｄ之后表面开始出 现因内部膨胀导致的裂缝，之后半个月，膨胀点逐渐增 多，裂缝逐步发展。混凝土浇筑后２个月，局部墙皮出现 胀裂、脱落，如图ｌ所示。整个墙体出现膨胀的部位随机 分布，膨胀面积大小不一。浇筑３个月后，局部破坏性膨 胀不再有新的发展，墙体上不再出现新的膨胀点。 因内部膨胀导致的混凝土表皮脱落后，发现位于 脱落部位基体的中间位置均有白色或土黄色粉状物质出 现，如图２所示。虽然出现这种不规则局部破坏性膨胀 图２局部膨胀位置凿开后的情况 的墙体面积较少，约有５０一ｌＯＯｍ２，但发现此问题后，相 关单位极为重视，对这种局部破坏性膨胀的原因进行了 及时深入的分析。 ２局部破坏性膨胀的原因分析 由于混凝土墙体上的局部破坏性膨胀是在浇筑后不 久出现，膨胀部位没有出现在骨料与浆体的界面处，所 以这种膨胀不是由于混凝土碱集料反应导致的。同时， 图１底座施工单元示意图 普通民用建筑墙体上出现的局部破坏性膨胀是随机的， 收稿日期：２０１０—１０—２５ 圃 ９１ 建筑设计与施工ｌ ＤＥＳＩＧＮ＆ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＼瓣 迪 ∞ ∞ 加 ∞ ｏ 膨胀点数量较少，所以这种膨胀也不是由于硫酸盐等有 害离子侵蚀导致的。 将墙体脱落部位基体中间存存的白色粉状物质收 ５０ ４０ 集并进行化学分析，知其主要成分为ｃａ（ＯＨ）２，即熟石 灰。而熟 灰是由牛石灰 水反府生成的，其化学反应 可表示为下面的方程式。 ＣａＯ＋Ｈ２０＝Ｃａ（ｏＨｊ ２＋６４．９Ｊ。 （１）。 这个过程称为石灰的“熟化”。生石灰的“熟化” 过程不仪伴随着大量热最产牛，还会产生一定量的体积膨 胀。生白灰的细度对“熟化”过程中石灰体积的膨胀率具 有 显影响。采用通过５Ｏ目筛而不通过７Ｏ日筛的粗磨牛石 灰、通过７Ｏ目筛而小通过ｌ７０目筛的巾磨生石灰和全部通 过１７０目筛的细磨生行灰进行实验，在水灰比为０．８的条什 卜＇石灰细度对体积膨胀率的影响如图３所示。 由 ３叮知，生石灰的颗粒越小，“熟化”时的体 积膨胀率越小。这是冈为石灰磨得越细，消化过程中的 ０ １ｏ ２０ ３０ ４０ ５Ｏ 时间／ｍｉｎ 图３细度对石灰体积膨胀率的影响 物质转移在整个体积内就越均匀，因“熟化”引起的孔 隙体积增量也就越小，表现为体积膨胀量较小。牛石灰 与水的雨量比对生石狄“熟化”时的体积膨胀率也具有 明显影响。在水狄比分别为０．７，０．８，１．０的条件卜， 采用中磨牛石灰进行实验，不同水灰比对白灰体积膨胀 率的影响如 ４所示。 山 ４可知，随着水灰比的增人，生石灰“熟化” 时的体积膨胀率逐渐降低。 这是因为牛钉灰“熟化”过 ，参与此反应的水量足 定的，水灰比越大，未参与 “熟化”的水分就越多， 这部分水分最终会蒸发到人气 中散失，并在石灰中留下蒸发后的毛细孔道。孔隙率越 大，能够缓冲内部膨胀应力的能力就越大，表现为石灰 水化时的膨胀率越小。 经过对膨胀部位的门色粉末化学成分的分析及以 ９２囵四≥ ３Ｏ 墼２０ 虢 １０ Ｏ ０ ５ １０ １５ ２０ ２５ ３０ 时间／ｍｉｎ 图４水灰比对石灰体积膨胀率的影响 ｔ 实验结果的总结，可以确定混凝土墙板发生局部破坏 性膨胀的原因是冈为在生产混凝土的过程中，有部分块 状生石灰混入粗骨料中。当含有块状生石灰的混凝一ｆ：浇 筑成墙体后，必将会发生“熟化”并产生局部破坏性膨 胀拉应力。当这种破坏性拉应力人于混凝土的抗拉强度 时，便会导致墙体局部的表皮胀裂、脱落。由于块状生 石灰的颗粒较人，日．混凝土的水狄比相对较低，所以发 牛“熟化”反应的过程相对较为缓慢，但产生的膨胀应 力相对较大，造成的破坏也较为明显。 ３结论 （１）采用混有生石狄的卡Ｈ骨料生产混凝：Ｌ是发生墙 体局部破坏性膨胀的根本原因。当生石灰发生“熟化” 产，Ｌ的膨胀应力大于混凝土的抗拉强度时，便会导致墒 休表皮胀裂、脱落。 （２）石灰“熟化”时的体积膨胀率与水灰比、石灰的 细度密切相关。生 灰的颗粒越小，“熟化”时体积膨 胀牢越小。水灰比越人， “熟化”时体积膨胀率越小。 参考文献 ［１］袁润章．胶凝材料学［ ．武汉：武汉工业大学出 版社，１９９６． ［２］刘雅春．石灰石粒度与煅烧时间的关系［Ｊ］．黑龙 江造纸，２００４，（４）：２６． ［３］米海珍，高春．生石灰膨胀特性的试验研究［Ｊ］． 岩土力学，２０１０，３１（４）：１２５３—１２５６． ［４］郭爱国，孔令伟，胡明签等．石灰改性膨胀 土施工最佳含水率确定方法探讨［Ｊ］．岩 力学， ２００７，２８（３）：５１７－－５２１． 作者简介略。