土木工程材料课件工程实例

现象：某住宅使用石灰厂处理的下脚石灰作粉刷。数月后粉刷层多处向外拱起，还看见一些裂缝，请分析原因。 分析讨论：石灰厂处理的下脚石灰往往含有过烧的CaO或较高的MgO，其水化速度慢于正常的石灰。这些过烧的氧化钙或氧化镁在已经水化硬化的石灰砂浆缓慢水化，体积膨胀，就会导致砂浆层拱起和开裂。 现象：某工地急需配制石灰砂浆。当时有消石灰粉、生石灰粉及生石灰材料可供选用。因生石灰价格相对较便宜，便选用，并马上加水配制石灰膏，再配制石灰砂浆。使用数日后，石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性裂缝，请分析原因。 分析讨论：该石灰的陈伏时间不够。数日后部分过火石灰在已硬化的石灰砂浆中熟化，体积膨胀，以致产生膨胀性裂纹。因工期紧，若无现成合格的石灰膏，可选用消石灰粉。消石灰粉在磨细过程中，把过火石灰磨成细粉，易于克服过火石灰在熟化时造成的体积安定性不良的危害。 现象：石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以在光滑的天花板上直接粘贴，石膏饰条前后半小时完工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落，请分析原因。 分析讨论：其原因有两个方面，可有针对性地解决。建筑石膏拌水后一般于数分钟至半小时左右凝结，后来粘贴石膏饰条的石膏浆已初凝，粘结性能差。可掺入缓凝剂，延长凝结时间；或者分多次配制石膏浆，即配即用。　　在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴难以牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者在粘结的石膏浆中掺入部分粘结性强的粘结剂。 现象：某些建筑物的室内墙面装修过程中我们可以观察到，使用以水玻璃为成膜物质的腻子作为底层涂料，施工过程往往散落到铝合金窗上，造成了铝合金窗外表形成有损美观的斑迹。试分析原因。 分析讨论：一方面铝合金制品不耐酸碱，而另一方面水玻璃呈强碱性。当含碱涂料与铝合金接触时，引起铝合金窗表面发生腐蚀反应从而使铝合金表面锈蚀而形成斑迹。 现象：某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥厂生产42.5Ⅱ型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如下：C3S61%C2S14%C3A14%C4AF11% 分析讨论：由于该工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，导致该水泥的水化热高，且在浇注混凝土中，混凝土的整体温度高，以后混凝土温度随环境温度下降，混凝土产生冷缩，造成混凝土贯穿型的纵向裂缝。 概况：某中学一栋砖混结构教学楼，在结构完工，进行屋面施工时，屋面局部倒塌。审查设计方面，未发现任何问题。对施工方面审查发现：　　所设计为C20的混凝土，施工时未留试块，事后鉴定其强度仅C7.5左右，在断口处可清楚看出砂石未洗净，集料中混有鸽蛋大小的粘土块和树叶等杂质。此外梁主筋偏于一侧，梁的受拉区1/3宽度内几乎无钢筋。 原因分析：集料的杂质对混凝土强度有重大的影响，必须严格控制杂质含量。树叶等杂质固然会影响混凝土的强度，而泥黏附在集料的表面，防碍水泥石与集料的黏结，降低混凝土强度，还会增加拌和水量，加大混凝土的干缩，降低抗渗性和抗冻性。泥块对混凝土性质的影响严重。 概况：某糖厂建宿舍，以自来水拌制混凝土，浇注后用曾装过食糖的麻袋覆盖于混凝土表面，再淋水养护。后来发现该水泥混凝土两天仍未凝结，而水泥经检验无质量问题，请分析此异常现象的原因。 原因分析：由于养护水淋于曾装过食糖的麻袋，养护水已成糖水，而含糖份的水对水泥的凝结有抑制作用，故使混凝土凝结异常。 概况：某混凝土搅拌站用的集料含水量波动较大，其混凝土强度不仅离散程度较大，而且有时会出现卸料及泵送困难，有时又易出现离析现象。请分析原因 原因分析：由于集料，特别是砂的含水量波动较大，使实际配比中的加水量随之波动，以致加水量不足时混凝土坍落度不足，水量过多时则坍落度过大，混凝土强度的离散程度亦就较大。当坍落度过大时，易出现离析。若振捣时间过长坍落度过大，还会造成“过振”。 概况：某混凝土搅拌站原混凝土配方均可生产出性能良好的泵送混凝土。后因供应的问题进了一批针片状多的碎石。当班技术人员未引起重视，仍按原配方配制混凝土，后发觉混凝土坍落度明显下降，难以泵送，临时现场加水泵送。请对此过程予以分析。 原因分析：①混凝土坍落度下降的原因。因碎石针片状增多，表面积增大，在其它材料及配方不变的条件下，其坍落度必然下降。②当坍落度下降难以泵送，简单地现场加水虽可解决泵送问题，但对混凝土的强度及耐久性都有不利影响，且还会引起泌水等问题。 概况：某工程使用等量的42.5普通硅酸盐水泥配制C25混凝土，工地现场搅拌，为赶进度搅拌时间较短。拆模后检测，发觉所浇筑的混凝土强度波动大，部分低于所要求的混凝土强度指标，请分析原因。 原因分析：该混凝土强度等级较低，而选用的水泥强度等级较高，故使用了较多的粉煤灰作掺合剂。由于搅拌时间较短，粉煤灰与水泥搅拌不够均匀，导致混凝土强度波动大，以致部分混凝土强度未达要求。 概况：彭泽县一住宅一层砖混结构，1989年元月15日浇注，3月7日拆模时突然梁断倒塌。施工队队长介绍，混凝土配合比是根据当地经验配制的，水泥、砂、石的体积比1.5:3.5:6，即重量比1:2.33:4，水灰比为0.68，使用325普通水泥。现场未粉碎混凝土用回弹仪测试，读数极低（最高仅13.5MPa，最低为0）。请分析混凝土质量低劣的原因 原因分析：其混凝土质量低劣有几方面的原因：A.所用水泥质量差。B.水灰比较大，即使所使用的325普通水泥能保证质量，但按此水灰比配制的混凝土亦难以达到C20的强度等级。 概况：北京二环路西北角的西直门立交桥旧桥于1978年12月开工，1980年12月完工。建成使用一段时间后，混凝土有不同程度开裂。1999年3月因各种原因拆除部分旧桥改建。在改造过程中，有关科研部门对旧桥东南引桥桥面和桥基钻芯作K2O﹑Na2O﹑Cl－含量测试。其中Cl-浓度呈明显梯度分布，表面Cl－浓度为0.094％～0.15％。距表面1cm处的Cl－浓度骤增，分别为0.18％～0.78％。在1cm～2cm处Cl－浓度达到最高值，其后随着离开表面距离的增加，Cl－浓度逐渐减至0.1％左右。 原因分析：北京市80年代每年化冰盐的撒散量为400～600吨，主要用于长安街和城市立交桥。西直门立交旧桥混凝土中的Cl－主要来自化冰盐NaCl。混凝土表面Cl－含量低于距表面1～2cm处，是因其表面受雨水冲刷，部分Cl－溶解流失。Cl－超过最高极限值后，会破坏钢筋的钝化膜，锈蚀钢筋，锈蚀产物体积膨胀，导致钢筋开裂，保护膜脱落。 概况：某工地现配制M10砂浆砌筑砖墙，把水泥直接倒在砂堆上，再人工搅拌。该砌体灰缝饱满度及粘结性均差。请分析原因。 原因分析：①砂浆的均匀性可能有问题。把水泥直接倒入砂堆上，采用人工搅拌的方式往往导致混合不够均匀，使强度波动大，宜加入搅拌机中搅拌。　　②仅以水泥与砂配制砂浆，使用少量水泥虽可满足强度要求，但往往流动性及保水性较差，而使砌体饱满度及粘结性较差，影响砌体强度，可掺入少量石灰膏、石灰粉或微沫剂等以改善砂浆和易性。 现象：某县城于1997年7月8号至10日遭受洪灾，某住宅楼底部自行车库进水，12日上午倒塌，墙体破坏后部分呈粉末状，该楼为五层半砖砌体承重结构。在残存北纵墙基础上随机抽取20块砖进行试验。自然状态下实测抗压强度平均值为5.85MPa，低于设计要求的MU10砖抗压强度。从砖厂成品堆中随机抽取了砖测试，抗压强度十分离散，高的达21.8MPa，低的仅5.1MPa。请对其砌体材料进行分析讨论。 原因分析：该砖的质量差。设计要求使用MU10砖，而在施工时使用的砖大部分为MU7.5，现场检测结果砖的强度低于MU7.5。该砖厂土质不好，砖匀质性差。且砖的软化系数小，且被积水浸泡过，强度大幅度下降，故部分砖破坏后呈粉末状。还需说明的是其砌筑砂浆强度低，粘结力差，故浸水后楼房倒塌。 现象：新疆某石油基地库房砌筑采用蒸压灰砂砖，由于工期紧，灰砂砖亦紧俏。出厂四天的灰砂砖即砌筑。8月完工，后发现墙体有较多垂直裂缝，至11月底裂缝基本固定。 原因分析：首先是砖出厂到上墙时间太短，灰砂砖出釜后含水量随时间而减少，20多天后才基本稳定。出釜时间太短必然导致灰砂砖干缩大。另外是气温影响。砌筑时气温很高，而几个月后气温明显下降，从而温差导致温度变形。最后是因为该灰砂砖表面光滑，砂浆与砖的粘结程度低。还需要说明的是灰砂砖砌体的抗剪强度普遍低于普通粘土砖。 现象：某工程用蒸压加气混凝土砌块砌筑外墙，该蒸压加气混凝土砌块出釜一周后即砌筑，工程完工一个月后，墙体出现裂纹，试分析原因。 原因分析：该外墙属于框架结构的非承重墙，所用的蒸压加气混凝土砌块出釜仅一周，其收缩率仍较大，在砌筑完工干燥过程中继续产生收缩，墙体在沿着砌块与砌块交接处就会产生裂缝。 现象：某住宅楼屋面于8月份施工，铺贴沥青防水卷材全是白天施工，以后卷材出现鼓泡、渗漏，请分析原因。 原因分析：夏季中午炎热，屋顶受太阳辐射，温度较高。此时铺贴沥青防水卷材基层中的水气会蒸发，集中于铺贴的卷材内表面，并会是卷材鼓泡。此外，高温时沥青防水卷材软化，卷材膨胀，当温度降低后卷材产生收缩，导致断裂。还需指出的是，沥青中还含有对人体有害的挥发物，在强烈阳光照射下，会使操作工人得皮炎等疾病。故铺贴沥青防水卷材应尽量避开炎热中午。