新型煤矸石烧结砖砌体表面爆裂的分析及处理.docx

新型煤矸石烧结砖砌体表面爆裂的分析及处理

王明明
摘 要：烧结煤矸石砖是是新型建材之一，也是目前砌体结构主要建筑材料，工程上出现了各种问题。该文通过对某工程烧结煤矸石砖爆裂的原因分析及加固处理方案的实施。为今后煤矸石砌体结构质量问题的解决提供了较为经济合理的解决办法。
关键词：煤矸石烧结砖 石灰爆裂 砌体结构 加固
：TU754 ：A ：1674-098X（2014）03（a）-0203-02
目前，国家大力提倡建筑行业的节能减排，在山东已经杜绝使用粘土砖，而代之以工业废渣等非粘土原料等生产的烧结砖。市场上使用最多的是煤矸石砖，煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。
虽然较新型的煤矸石砖能够变废为宝，节约能源，但是在使用过程中，质量控制稍不严格便会出现大大小小的质量事故。以下以济南某煤矸石砖混结构工程为例对一些煤矸石砌体爆裂事故进行分析，并提供可行性的处理意见。
1 工程概况
该工程为地上六层（不含架空储藏室层部分）砌体结构住宅楼，基础采用钢筋混凝土条形基础。该工程结构设计安全等级为二级，设计使用年限为50年，建筑抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为6度（0.05 g），设计地震分组为第三组。建筑场地类别为Ⅲ类，基础设计等级为丙级。基础垫层混凝土为C15，基础混凝土为C30，上部构造柱、梁板混凝土均为C25；±0.000以下砌体采用M10水泥砂浆与MU15煤矸石砖砌筑，架空层砌体采用M10混合砂浆与MU10煤矸石砖砌筑，架空层以上砌体均采用M7.5混合砂浆与MU10煤矸石砖砌筑。
该工程于2010年5月设计，2010年12月开工建设，主体结构完工后停工1年，二次开工建设过程中发现五层及以上砌体中部分烧结煤矸石砖表面存在爆裂现象并且个别砖粉化现象。（如图1、2所示）
2 检验检测
（1）该工程合格的烧结砖与存在质量问题的烧结砖同时使用，对整个砌体质量影响较大，因此现场对砌体进行了原位轴压检测，检测结果满足设计要求。
（2）现场选用同批次煤矸石砖带回实验室进行烧结砖的抗风化性能以及石灰爆裂试验，结果均不满足要求（图1、2）。
3 原因分析
烧制煤矸石烧结砖所采用的原料主要为煤矸石，煤矸石中多含有石灰石（CaCO3），经过烧结，煤矸石中的石灰石（CaCO3）分解成氧化钙（CaO）与二氧化碳（CO2），砖体中的氧化钙（CaO）受潮水化成Ca（OH）2的同时，会发生体积变化，比水化前氧化钙（CaO）体积增大1～3倍，因而对砖体产生应力，当煤矸石中石灰石含量较大，颗粒粒径较大时，这种应力超过砖本身强度时，砖就会发生爆裂。对于施工洞口及门窗洞口处，砖与空气接触面积相对较大，因此爆裂相对严重。
4 加固措施
采用钢筋网水泥砂浆面层方法进行加固处理。
4.1 加固材料
4.1.1 面层砂浆：M10防水水泥砂浆；
4.1.2 钢筋：—HPB235钢筋，—HRB335钢筋；
4.1.3 材料应经过检验合格后方能使用，材料的性能应符合有关规范的规定。
4.2 设计构造
4.2.1 钢筋网采用电焊钢筋网，规格为双向4@150；砂浆面层35 mm厚；
4.2.2 墙体均采用双面加固，“S”型6钢筋钻孔穿墙对拉，孔内干硬性水泥砂浆填实，对拉钢筋的和锚固筋的间距为600 mm，梅花状交错排列。
4.2.3 竖向钢筋应连续通过楼板，为避免钻孔太密，造成楼板的过大损伤，在楼板处采用集中配筋的方式穿过，孔内干硬性水泥砂浆填实，钢筋规格为12@600，上下各搭接450 mm，端部焊6横筋两道，以便于与钢筋网扎接。
4.3 具体设计方案见附图
如图3所示。
5 结语
该工程已加固处理两年以上，加固后使用效果良好，未出现新的问题。该处理方法， 施工简单，工期较短，经济合理，不仅适用于该类情况的加固处理，还可以为其他同类现象的处理提供参考依据。也让人们认识到，新型材料虽然有新的问题，但通过技术解决问题，还是可以大量推广的。
参考文献
[1] 温孟武.煤矸石烧结普通砖砌体质量事故分析及处理[J].山东化工，2008（9）.
[2] 陈宏伟，李安起.新砌煤矸石砖砌体风化的加固处理[J].山西建筑，2007（12）.
[3] 周新刚.煤矸石砖砌体墙面爆裂分析与处理[J].建筑科学，2008（9）.
[4] GB/T 50315—2000砌体工程现场检测技术标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2000.endprint
摘 要：烧结煤矸石砖是是新型建材之一，也是目前砌体结构主要建筑材料，工程上出现了各种问题。该文通过对某工程烧结煤矸石砖爆裂的原因分析及加固处理方案的实施。为今后煤矸石砌体结构质量问题的解决提供了较为经济合理的解决办法。
关键词：煤矸石烧结砖 石灰爆裂 砌体结构 加固
：TU754 ：A ：1674-098X（2014）03（a）-0203-02
目前，国家大力提倡建筑行业的节能减排，在山东已经杜绝使用粘土砖，而代之以工业废渣等非粘土原料等生产的烧结砖。市场上使用最多的是煤矸石砖，煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。
虽然较新型的煤矸石砖能够变废为宝，节约能源，但是在使用过程中，质量控制稍不严格便会出现大大小小的质量事故。以下以济南某煤矸石砖混结构工程为例对一些煤矸石砌体爆裂事故进行分析，并提供可行性的处理意见。
1 工程概况
该工程为地上六层（不含架空储藏室层部分）砌体结构住宅楼，基础采用钢筋混凝土条形基础。该工程结构设计安全等级为二级，设计使用年限为50年，建筑抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为6度（0.05 g），设计地震分组为第三组。建筑场地类别为Ⅲ类，基础设计等级为丙级。基础垫层混凝土为C15，基础混凝土为C30，上部构造柱、梁板混凝土均为C25；±0.000以下砌体采用M10水泥砂浆与MU15煤矸石砖砌筑，架空层砌体采用M10混合砂浆与MU10煤矸石砖砌筑，架空层以上砌体均采用M7.5混合砂浆与MU10煤矸石砖砌筑。
该工程于2010年5月设计，2010年12月开工建设，主体结构完工后停工1年，二次开工建设过程中发现五层及以上砌体中部分烧结煤矸石砖表面存在爆裂现象并且个别砖粉化现象。（如图1、2所示）
2 检验检测
（1）该工程合格的烧结砖与存在质量问题的烧结砖同时使用，对整个砌体质量影响较大，因此现场对砌体进行了原位轴压检测，检测结果满足设计要求。
（2）现场选用同批次煤矸石砖带回实验室进行烧结砖的抗风化性能以及石灰爆裂试验，结果均不满足要求（图1、2）。
3 原因分析
烧制煤矸石烧结砖所采用的原料主要为煤矸石，煤矸石中多含有石灰石（CaCO3），经过烧结，煤矸石中的石灰石（CaCO3）分解成氧化钙（CaO）与二氧化碳（CO2），砖体中的氧化钙（CaO）受潮水化成Ca（OH）2的同时，会发生体积变化，比水化前氧化钙（CaO）体积增大1～3倍，因而对砖体产生应力，当煤矸石中石灰石含量较大，颗粒粒径较大时，这种应力超过砖本身强度时，砖就会发生爆裂。对于施工洞口及门窗洞口处，砖与空气接触面积相对较大，因此爆裂相对严重。
4 加固措施
采用钢筋网水泥砂浆面层方法进行加固处理。
4.1 加固材料
4.1.1 面层砂浆：M10防水水泥砂浆；
4.1.2 钢筋：—HPB235钢筋，—HRB335钢筋；
4.1.3 材料应经过检验合格后方能使用，材料的性能应符合有关规范的规定。
4.2 设计构造
4.2.1 钢筋网采用电焊钢筋网，规格为双向4@150；砂浆面层35 mm厚；
4.2.2 墙体均采用双面加固，“S”型6钢筋钻孔穿墙对拉，孔内干硬性水泥砂浆填实，对拉钢筋的和锚固筋的间距为600 mm，梅花状交错排列。
4.2.3 竖向钢筋应连续通过楼板，为避免钻孔太密，造成楼板的过大损伤，在楼板处采用集中配筋的方式穿过，孔内干硬性水泥砂浆填实，钢筋规格为12@600，上下各搭接450 mm，端部焊6横筋两道，以便于与钢筋网扎接。
4.3 具体设计方案见附图
如图3所示。
5 结语
该工程已加固处理两年以上，加固后使用效果良好，未出现新的问题。该处理方法， 施工简单，工期较短，经济合理，不仅适用于该类情况的加固处理，还可以为其他同类现象的处理提供参考依据。也让人们认识到，新型材料虽然有新的问题，但通过技术解决问题，还是可以大量推广的。
参考文献
[1] 温孟武.煤矸石烧结普通砖砌体质量事故分析及处理[J].山东化工，2008（9）.
[2] 陈宏伟，李安起.新砌煤矸石砖砌体风化的加固处理[J].山西建筑，2007（12）.
[3] 周新刚.煤矸石砖砌体墙面爆裂分析与处理[J].建筑科学，2008（9）.
[4] GB/T 50315—2000砌体工程现场检测技术标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2000.endprint
摘 要：烧结煤矸石砖是是新型建材之一，也是目前砌体结构主要建筑材料，工程上出现了各种问题。该文通过对某工程烧结煤矸石砖爆裂的原因分析及加固处理方案的实施。为今后煤矸石砌体结构质量问题的解决提供了较为经济合理的解决办法。
关键词：煤矸石烧结砖 石灰爆裂 砌体结构 加固
：TU754 ：A ：1674-098X（2014）03（a）-0203-02
目前，国家大力提倡建筑行业的节能减排，在山东已经杜绝使用粘土砖，而代之以工业废渣等非粘土原料等生产的烧结砖。市场上使用最多的是煤矸石砖，煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。
虽然较新型的煤矸石砖能够变废为宝，节约能源，但是在使用过程中，质量控制稍不严格便会出现大大小小的质量事故。以下以济南某煤矸石砖混结构工程为例对一些煤矸石砌体爆裂事故进行分析，并提供可行性的处理意见。
1 工程概况
该工程为地上六层（不含架空储藏室层部分）砌体结构住宅楼，基础采用钢筋混凝土条形基础。该工程结构设计安全等级为二级，设计使用年限为50年，建筑抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为6度（0.05 g），设计地震分组为第三组。建筑场地类别为Ⅲ类，基础设计等级为丙级。基础垫层混凝土为C15，基础混凝土为C30，上部构造柱、梁板混凝土均为C25；±0.000以下砌体采用M10水泥砂浆与MU15煤矸石砖砌筑，架空层砌体采用M10混合砂浆与MU10煤矸石砖砌筑，架空层以上砌体均采用M7.5混合砂浆与MU10煤矸石砖砌筑。
该工程于2010年5月设计，2010年12月开工建设，主体结构完工后停工1年，二次开工建设过程中发现五层及以上砌体中部分烧结煤矸石砖表面存在爆裂现象并且个别砖粉化现象。（如图1、2所示）
2 检验检测
（1）该工程合格的烧结砖与存在质量问题的烧结砖同时使用，对整个砌体质量影响较大，因此现场对砌体进行了原位轴压检测，检测结果满足设计要求。
（2）现场选用同批次煤矸石砖带回实验室进行烧结砖的抗风化性能以及石灰爆裂试验，结果均不满足要求（图1、2）。
3 原因分析
烧制煤矸石烧结砖所采用的原料主要为煤矸石，煤矸石中多含有石灰石（CaCO3），经过烧结，煤矸石中的石灰石（CaCO3）分解成氧化钙（CaO）与二氧化碳（CO2），砖体中的氧化钙（CaO）受潮水化成Ca（OH）2的同时，会发生体积变化，比水化前氧化钙（CaO）体积增大1～3倍，因而对砖体产生应力，当煤矸石中石灰石含量较大，颗粒粒径较大时，这种应力超过砖本身强度时，砖就会发生爆裂。对于施工洞口及门窗洞口处，砖与空气接触面积相对较大，因此爆裂相对严重。
4 加固措施
采用钢筋网水泥砂浆面层方法进行加固处理。
4.1 加固材料
4.1.1 面层砂浆：M10防水水泥砂浆；
4.1.2 钢筋：—HPB235钢筋，—HRB335钢筋；
4.1.3 材料应经过检验合格后方能使用，材料的性能应符合有关规范的规定。
4.2 设计构造
4.2.1 钢筋网采用电焊钢筋网，规格为双向4@150；砂浆面层35 mm厚；
4.2.2 墙体均采用双面加固，“S”型6钢筋钻孔穿墙对拉，孔内干硬性水泥砂浆填实，对拉钢筋的和锚固筋的间距为600 mm，梅花状交错排列。
4.2.3 竖向钢筋应连续通过楼板，为避免钻孔太密，造成楼板的过大损伤，在楼板处采用集中配筋的方式穿过，孔内干硬性水泥砂浆填实，钢筋规格为12@600，上下各搭接450 mm，端部焊6横筋两道，以便于与钢筋网扎接。
4.3 具体设计方案见附图
如图3所示。
5 结语
该工程已加固处理两年以上，加固后使用效果良好，未出现新的问题。该处理方法， 施工简单，工期较短，经济合理，不仅适用于该类情况的加固处理，还可以为其他同类现象的处理提供参考依据。也让人们认识到，新型材料虽然有新的问题，但通过技术解决问题，还是可以大量推广的。
参考文献
[1] 温孟武.煤矸石烧结普通砖砌体质量事故分析及处理[J].山东化工，2008（9）.
[2] 陈宏伟，李安起.新砌煤矸石砖砌体风化的加固处理[J].山西建筑，2007（12）.
[3] 周新刚.煤矸石砖砌体墙面爆裂分析与处理[J].建筑科学，2008（9）.
[4] GB/T 50315—2000砌体工程现场检测技术标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2000.endprint

-全文完-