桩孔内渗水造成混凝土严重离析分层.doc

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1、桩孔内渗水造成混凝土严重离析分层-结构理论本文首先介绍了问题的提出，分析了现场所取样品的检验与分析，提出了原因分析。结果表明，混凝土不凝结的原因是桩孔内渗水造成混凝土严重离析分层所致，为今后处理类似工程问题提供了参考。　　关键词：混凝土；不凝结；分析　　　　1问题的提出　　某商业住宅工程的桩基混凝土在浇筑成型14d后，发现部分桩基的混凝土松软、强度低，出现了“不凝结”的现象（见图1）。经现场调查获得以下信息：　　1）该工程为砂岩基坑，桩基的深度为4～10m；由于附近有地表水源（主要为工业废水），导致桩孔内有渗水、积水现象，且水质微浊并稍有异味。　　2）桩基采用强度等级为C30、坍落度为2

2、00mm的预拌混凝土，以高抛工艺浇筑。　　3）混凝土不凝结现象的主要特征为：混凝土材料　　在桩基内完全离析分层，下部粗骨料堆积，结构松散　　且骨料表面光洁；上部胶凝材料富集，内部松软，含水率高且强度低，状似“未凝结”。　　为了探明问题产生的原因，从现场和混凝土生产地分别抽取了有代表性的样品，包括：混凝土的生产原材料，桩孔渗水、不凝结混凝土和同批次浇筑的正常凝结混凝土。　　2现场所取样品的检验与分析　　2.1桩孔渗水水质对混凝土凝结硬化性能的影响　　1）桩孔渗水的水质分析　　现场抽取桩孔渗透水水样的化学分析结果如表1所示。从分析结果看，该水样中pH值、Cl－、SO42－、不溶物含量和溶解性

3、固体的含量均满足国标要求，说明桩孔渗透水的水质达到混凝土拌和用水的要求，对混凝土无明显腐蚀性。　　此外，由于附近地表水源有工业污水排入，担心其有机物含量超标会对混凝土的凝结时间有影响。因此，采用COD方法测定其有机物含量为40.67mg/L（国标规定一级污水排放标准要求有机物含量低于100mg/L），说明桩孔渗水的有机物含量不高，对混凝土的性质也不会构成明显影响。　　2）桩孔渗水对水泥凝结时间的影响　　试验验证了桩孔渗水对水泥凝结时间的影响（见表2）。结果显示，使用桩孔渗水的水泥净浆凝结时间与使用蒸馏水的相当，说明桩孔渗水对水泥凝结时间没有明显的影响。　　因此，排除桩孔渗水对混凝土凝结硬

4、化性能的不利影响。　　2.2混凝土生产原材料对混凝土凝结硬化性能的影响　　为了验证混凝土生产原材料对混凝土性质是否有影响，从混凝土生产企业抽取混凝土生产所用原材料，按照浇筑当日混凝土施工配合比（见表3）进行验证试验。　　其结果为，混凝土坍落度正常（200mm）；混凝土粘聚性良好，无离析、泌水现象；混凝土凝结正常，初凝时间为14h；混凝土凝结硬化正常，3d强度达到16.9MPa。说明混凝土原材料与生产配合比对混凝土的凝结硬化性能没有不良影响。　　因此，排除了混凝土生产原材料及施工配合比对混凝土凝结硬化性能的不利影响。　　2.3不凝结混凝土的检验与分析　　1）不凝结混凝土的结构特征分析　　　

5、　试验测定取样样品A、B（见图2）的密度和含水率，如表4所示。可以发现，不凝结混凝土的含水率极高，取自材料层内部的B样含水率竟然达到71%；即使取自表层的A样的含水率也有49.3%，而正常硬化的混凝土的含水率约4%，说明不凝结混凝土在形成结构的过程中，颗粒间隙之间有大量自由水存在。　　不凝结混凝土的容重与其含水率成反比，含水率越高容重就越低。就干燥容重而言，低于该物质的材料表观密度（经测定该材料的表观密度为2.2g/cm3），而其体积密度却只有0.66～0.82g/cm3，远低于正常水化的水泥石的密度，甚至低于液态水的密度。通过计算得出其密实度在0.30～0.37g/cm3之间，孔隙率在

6、0.63～0.70之间，说明该物质孔隙多且结构疏松。　　2）不凝结混凝土的水泥水化产物分析　　按照国标《水泥化学分析方法》GB/T176－2008对不凝结混凝土样品和正常硬化混凝土的化学成分进行分析（其中正常硬化混凝土是将正常凝结混凝土破碎、剔除骨料颗粒后，收集的硬化水泥石），其结果如表5所示。　　从表5可以看出，不凝结混凝土样品的pH值在12以上，达到正常水化的水泥石范围，说明不凝结混凝土中有强碱性盐存在，极有可能是水泥的水化产物氢氧化钙。而且从化学成分上看，不凝结混凝土和正常硬化混凝土的化学成分和相对含量非常接近。　　结合化学成分分析结果，采用X衍射方法分析了不凝结混凝土中的结晶矿物

7、（见图3）。结果显示，不凝结混凝土中明显存在有羟钙石（氢氧化钙）和钙矾石，这是典型的水泥水化产物。通过与正常硬化的混凝土对比，三者的X衍射图谱基本一致，只是衍射峰的强度稍有区别。说明样品A和样品B代表的不凝结混凝土的主要矿物成分，与正常水化的水泥石基本一致。　　通过不凝结混凝土的化学成分分析和矿物分析证明，不凝结混凝土中有大量水泥水化产物存在。　　3）不凝结混凝土的水泥水化程度分析　　混凝土体系内部的碱度主要是由水泥水化生成的氢氧化