某多层商住楼钢筋混凝土耐久性检测分析.pdf

第l 1 期 2 o 年1 1 月 广东土 木与建 筑 GU ANGDONG ARC HI I EC T URE CI V I L E NGI NEE RI NG No 1 1 N 0 V抛 7 某多层商住楼钢筋混凝土耐久性检测分析 郭煜 ( 广 东省建 筑科 学研 究院 广 州 5 1 0 5 ) 摘要 ： 针 对某多层 商住楼 结构构件混凝土开裂和钢筋锈蚀等质量 问题 研究混凝土 耐久性检测鉴定 的相 关技 术 ， 查明钢 筋锈蚀的原 因， 并 总结 出几点体会 。 供工程技术人 员参考。 关键词 ： 混凝 土耐 久性 ；钢筋锈 蚀；检测鉴 定 某多层商住楼工程位于我省珠江三角洲一带 建于 9 0年代中期 主体为 8层现浇钢筋混凝土框架 结构 ， 采用锤击沉管灌注桩基础 ， 楼高 2 8 m， 总建筑 面积 6 8 mz 在使用过程中发现该楼的多个主要结 构构件出现混凝土开裂和钢筋锈蚀等现象 个别构 件的锈蚀情况较严重 。为了查 明混凝土老化状况 、 钢筋锈蚀的原 因及其影响范围 为加 固补强提供技 术依据 ， 我们对其进行了现场调查及室 内试验。 l 混凝 土 开裂和 钢筋 锈蚀 情 况调查 通过查验该工程的相关技术资料 并进行现场勘 查 ，我们发现裂缝的特征是大多数沿钢筋方向延伸 且在柱脚部位较多 由此可初步判断混凝土构件开裂 及保护层脱落主要由钢筋锈蚀而造成 为了掌握混凝土内部钢筋的锈蚀程度 我们采 用破损法和非破损法相结合 的方法进行检测 先采 用非破损 的半电池法进行普查 其优点是测试过程 简单 ， 可判断结构锈蚀区和非锈蚀区， 缺点是无法定 量测定混凝土中钢筋的锈蚀率 在上述检测分析 的 基础上 ， 再选取局部典型锈蚀部位 ， 如边角脱落 、 顺 筋胀裂 ， 锈斑表面渗出 ， 敲击空鼓层裂等部位 ， 采用 破损 检测 加 以验证 对混凝土崩裂及露筋的部位进行全面的调查统 计 并按钢筋锈蚀程度对构件进行分类 ， 分别如下 ： 严重锈蚀： 1 8 2 1 x M N楼梯 3 层平台板底； 中度 锈 蚀 ： 7层 柱 1 4 x A、 1 2 x A， 6层 柱 1 5 x N。 4层 梁 1 3 x M N、 1 3 1 4 x H， 6层 梁 1 3 1 4 x H， 7层 梁 2 0 x C K， 8层梁 1 3 1 4 x B ； 轻度锈蚀： 首层柱 2 4 x A ， 2层柱 2 2 x C、 1 8 x G、 3层柱 l O x Q、 4层柱 1 1 x Q、 1 9 x Q， 5层 柱 1 5 x Q、 1 5 x A、 1 5 x N、 1 4 x E， 6层 柱 1 5 x Q、 6 x N、 1 1 F 、 1 9 x Q， 7层柱 1 4 x E， 8 层 柱 4 x P、 1 3 x B， 8层 梁 1 3 1 4 x H、 屋面梁 1 0 x N Q。以上调查结果表明 ， 构件混 凝土中钢筋的锈蚀程度多数为中等 轻度 个别为 严重 ， 且钢筋锈蚀现象遍布各楼层 。 2 混凝 土 耐久性 检 测 为了查 明钢筋锈蚀原因和混凝土老化情况 我 们在现场进行了保护层厚度 、混凝土施工质量及缺 陷检查 以及 混凝 土碳化 深 度检 测 、 混凝 土 有害 离子 含量检测等 2 1 钢筋保护层厚度检测 选取有代表性的钢筋锈蚀构件 凿开保护层混 凝土后检查内部钢筋的锈蚀发展状况 5层柱 1 5 x A 角部钢筋锈蚀 ， 外表面部分锈蚀明显 ， 内表面尚好 ， 楼面起 3 5 0 mm范围内锈蚀较严重 内部钢筋呈斜向 放置， 钢筋保护层混凝土厚度由上至下不断减小 ， 最 小仅约 1 0 mm； 5层柱 1 5 x N角部钢筋外侧轻微锈蚀， 由楼面起 1 0 m范围内均已锈蚀 ， 内侧表面基本完好， 保护层厚度约 1 0 mm： 6层柱 1 5 x N角部钢筋由楼面 起 3 3 0 m m 以内锈蚀明显 ， 由下至上逐渐减轻 ， 钢筋 底部锈蚀较严重 。 保护层厚度约 1 0 m m 向上则厚度 增大 ； 7层柱 1 4 x A角部钢筋锈蚀 ，其范围为楼面起 1 0 0 m m范围内， 即上下层柱筋连接处 ， 锈蚀部位部分 钢筋表面破损严重 ， 保护层厚度约 1 5 m m。 此外 ， 探测仪的扫描结果定性表明 ， 凡是钢筋保 护层混凝土厚度偏小的构件均出现不同程度的钢筋 锈蚀现象 ， 保护层厚度均不满足规范要求 ， 平均厚度 为 1 0 mm。 2 2混凝土施工质量及缺陷检查 现场检查混凝土的表面质量及缺陷情况 对表 面鼓出部位用小锤敲击检查是否存在空鼓层裂 并 测量损害较严重构件的挠度和建筑物整体变形等。 61 维普资讯 http:/ 2 O O 7 年1 1 月 第1 1 期 郭 煜： 某多 层商住 楼钢筋混 凝土耐 久性检 测分析 N O V 2 O 盯 N o 1 1 检查结果表 明， 构件混凝土表面离析 、 漏浆 、 蜂 窝、 麻面、 松散 、 水泥含量偏小的现象较普遍 ， 有的构 件混凝土界面粘结及界面结构很差 界面孔洞多 有 些甚至已经松脱而形成裂缝 这些现象的存在会对 钢筋造成危害 ， 使空气 中的 C O 、 水分 、 氧或其它有 害介质容易通过缺陷层渗透至钢筋表面 与其发生 电化学腐蚀反应 ， 导致混凝土劣化及钢筋锈蚀现象。 2 - 3 混凝 土碳化 深度 检测 我们采用 以下两种方法综合检测该工程的混凝 土碳化深度： 在混凝土中凿洞并清理浮灰后， 采用 l 酚酞酒精溶液喷洒在混凝土新鲜表面： 采用钻 芯 法取 芯后 对芯样 或 钻孔周 围的混凝 土 用酚酞 酒 精 溶 液进 行检 测 试验结果表 明 该楼主要结构构件混凝土碳化 较 为明显 ，抽查构件 的碳化深度均达 6 mm以上 ， 施 工质量较差 、 混凝土结构密实度低 、 渗透系数过大等 是导 致 混凝 土 碳化 速 度过 快 的 重要 原 因 而 混 凝 土 碳化是判定钢筋锈蚀严重程度 的重要指标之一。 2 4 混凝土有害离子含量检测 由于我省地处沿海 ， 施工用水 、 砂等建筑材料可 能带入有害离子 为此我们在现场取样后进行了有 害离子( C l 一 、 s o z 一 ) 含量测试 。从现场检测构件中凿 取握裹锈蚀钢筋的混凝土样 品进行化验 ， 剔除试样 中的石子 将砂浆粉磨至全部通过 0 0 8 mm筛孔 ， 然 后采用硝酸银滴定法测定 C 1 一 、 s o z 一 含量 。需注意的 是，该测定值的 C l 一 、 s o g 一 含量为混凝土中的相应含 量 ， 具体分析时还需换算为水泥重量的相应含量百 分率 以便与国家标准的限值进行对比。 试验结果表明， 混凝土试件 中的 C l 一 、 S O 仅 占混 凝土总量的 9 8 x 1 0 - 3 大大低于国家标准的限值 ， 可排除钢筋锈蚀由混凝土中有害离子造成的可能。 3钢 筋锈蚀 原 因分析 密实的普通混凝土通常呈碱性 ， p H = 1 2 5 1 3 5 ， 钢筋 因表面牢固附着有一层钝化膜 ， 可保护钢筋免 受电化学腐蚀的影 响， 但该钝化膜 只有在高碱性环 境条件下才能保持稳定 一旦混凝 土碱性降低或钢 筋保护层混凝土不密实或碳化严重 ， 就会使得钝化 膜不稳定甚至破坏 ， 从而失去保护作用 ， 当遇到水 、 氧时 钢筋会产生电化学腐蚀 ， 随着锈蚀体积膨胀 ， 钢筋周边的混凝土受到圆周方向的拉力 ， 当拉力达 到或超过混凝土抗拉强度后 ， 混凝土会出现胀裂 ， 严 6 2 重 影 响结构 耐久性 从本工程的检测情况看来 混凝土中的有害离 子含量并未超标 但混凝土施工方面却存在较多问 题 如保护层 厚度小 ， 检测平均值仅 l O m m， 混凝土 碳化严重 ，抽查构件的碳化深度均达 6 mm以上 ， 由 于混凝土碳化即为非碱性 由此算 出钢筋有限保护 层厚度仅 4 m m 根据检测结果可认为混凝土施工质 量差， 离析 、 漏浆 、 蜂窝 、 麻面、 松散 、 含水泥量 少 ， 有 的构件甚至出现界面裂缝 ，其结果是钢筋周边碱性 条件大为下降， 并导致了钢筋锈蚀 加上我省气候高 温潮湿 ， 雨水丰富 ， 更加快了钢筋锈蚀的发展速度。 4小 结 4 1 建筑构件的混凝土老化和钢筋锈蚀现象 应引 起建设项 目有关各方的高度重视一旦发现则应及 时进行处理 ， 避免因钢筋锈蚀而造成混凝土开裂、 剥 落 ， 直接导致构件有效截面减小而影响承载力 ， 从而 形 成结 构安 全 隐患 4 2 在分析钢筋锈蚀的原因时 应全面考虑各种可 能的因素 以作出准确判断 ， 为结构 的加 固处理提供 可靠准确的依据 4 - 3 根据大量工程 的检测资料 因施工质量差 而造 成的钢筋锈蚀现象较为普遍 进行处理前应对主要 构件进行普查 4 4 目前各地开展的房屋检测鉴定主要集中在结构 的安全性 方 面 ， 考虑 耐久性 的相 对较 少 ， 而 随着 大量 建筑物逐渐步入老龄化阶段 ， 为保证使用安全 ， 结构 混凝土耐久性检测将成为今后的一种发展趋势。 参考文 献 1 G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2 混凝 土结构设计规范 S 2 G B 5 0 2 0 4 2 0 0 2 混凝土结构工程施工质量验收规范 S ( 上接 第 6 4页 ) 参考文 献 1 G B 5 0 0 0 7 2 0 0 2 建筑地基基础设计规范 S 2 G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2 混凝 土结构设计规范 S 3 J G J 1 2 3 2 0 0 0 既有建筑地基基础加固技 术规 范 S 4 C E C S 2 5 9 0 混凝土结构加 固技 术规 范 S 5 G B 5 0 0 1 1 - 2 0 0 1 建筑抗震设计规范 S 维普资讯 http:/