新型煤矸石燒結磚砌體表面爆裂的分析及處理

王明明

摘 要：燒結煤矸石磚是是新型建材之一，也是目前砌體結構主要建筑材料，工程上出現了各種問題。該文通過對某工程燒結煤矸石磚爆裂的原因分析及加固處理方案的實施。為今后煤矸石砌體結構質量問題的解決提供了較為經濟合理的解決辦法。

關鍵詞：煤矸石燒結磚 石灰爆裂 砌體結構 加固

中圖分類號：TU754 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0203-02

目前，國家大力提倡建筑行業的節能減排，在山東已經杜絕使用粘土磚，而代之以工業廢渣等非粘土原料等生產的燒結磚。市場上使用最多的是煤矸石磚，煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石。包括巷道掘進過程中的掘進矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外還含有數量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O和微量稀有元素（鎵、釩、鈦、鈷）。

雖然較新型的煤矸石磚能夠變廢為寶，節約能源，但是在使用過程中，質量控制稍不嚴格便會出現大大小小的質量事故。以下以濟南某煤矸石磚混結構工程為例對一些煤矸石砌體爆裂事故進行分析，并提供可行性的處理意見。

1 工程概況

該工程為地上六層（不含架空儲藏室層部分）砌體結構住宅樓，基礎采用鋼筋混凝土條形基礎。該工程結構設計安全等級為二級，設計使用年限為50年，建筑抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度為6度（0.05 g），設計地震分組為第三組。建筑場地類別為Ⅲ類，基礎設計等級為丙級。基礎墊層混凝土為C15，基礎混凝土為C30，上部構造柱、梁板混凝土均為C25；±0.000以下砌體采用M10水泥砂漿與MU15煤矸石磚砌筑，架空層砌體采用M10混合砂漿與MU10煤矸石磚砌筑，架空層以上砌體均采用M7.5混合砂漿與MU10煤矸石磚砌筑。

該工程于2010年5月設計，2010年12月開工建設，主體結構完工后停工1年，二次開工建設過程中發現五層及以上砌體中部分燒結煤矸石磚表面存在爆裂現象并且個別磚粉化現象。（如圖1、2所示）

2 檢驗檢測

（1）該工程合格的燒結磚與存在質量問題的燒結磚同時使用，對整個砌體質量影響較大，因此現場對砌體進行了原位軸壓檢測，檢測結果滿足設計要求。

（2）現場選用同批次煤矸石磚帶回實驗室進行燒結磚的抗風化性能以及石灰爆裂試驗，結果均不滿足要求（圖1、2）。

3 原因分析

燒制煤矸石燒結磚所采用的原料主要為煤矸石，煤矸石中多含有石灰石（CaCO3），經過燒結，煤矸石中的石灰石（CaCO3）分解成氧化鈣（CaO）與二氧化碳（CO2），磚體中的氧化鈣（CaO）受潮水化成Ca（OH）2的同時，會發生體積變化，比水化前氧化鈣（CaO）體積增大1～3倍，因而對磚體產生應力，當煤矸石中石灰石含量較大，顆粒粒徑較大時，這種應力超過磚本身強度時，磚就會發生爆裂。對于施工洞口及門窗洞口處，磚與空氣接觸面積相對較大，因此爆裂相對嚴重。

4 加固措施

采用鋼筋網水泥砂漿面層方法進行加固處理。

4.1 加固材料

4.1.1 面層砂漿：M10防水水泥砂漿；

4.1.2 鋼筋：—HPB235鋼筋，—HRB335鋼筋；

4.1.3 材料應經過檢驗合格后方能使用，材料的性能應符合有關規范的規定。

4.2 設計構造

4.2.1 鋼筋網采用電焊鋼筋網，規格為雙向4@150；砂漿面層35 mm厚；

4.2.2 墻體均采用雙面加固，“S”型6鋼筋鉆孔穿墻對拉，孔內干硬性水泥砂漿填實，對拉鋼筋的和錨固筋的間距為600 mm，梅花狀交錯排列。

4.2.3 豎向鋼筋應連續通過樓板，為避免鉆孔太密，造成樓板的過大損傷，在樓板處采用集中配筋的方式穿過，孔內干硬性水泥砂漿填實，鋼筋規格為12@600，上下各搭接450 mm，端部焊6橫筋兩道，以便于與鋼筋網扎接。

4.3 具體設計方案見附圖

如圖3所示。

5 結語

該工程已加固處理兩年以上，加固后使用效果良好，未出現新的問題。該處理方法， 施工簡單，工期較短，經濟合理，不僅適用于該類情況的加固處理，還可以為其他同類現象的處理提供參考依據。也讓人們認識到，新型材料雖然有新的問題，但通過技術解決問題，還是可以大量推廣的。

參考文獻

[1] 溫孟武.煤矸石燒結普通磚砌體質量事故分析及處理[J].山東化工，2008（9）.

[2] 陳宏偉，李安起.新砌煤矸石磚砌體風化的加固處理[J].山西建筑，2007（12）.

[3] 周新剛.煤矸石磚砌體墻面爆裂分析與處理[J].建筑科學，2008（9）.

[4] GB/T 50315—2000砌體工程現場檢測技術標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2000.endprint

摘 要：燒結煤矸石磚是是新型建材之一，也是目前砌體結構主要建筑材料，工程上出現了各種問題。該文通過對某工程燒結煤矸石磚爆裂的原因分析及加固處理方案的實施。為今后煤矸石砌體結構質量問題的解決提供了較為經濟合理的解決辦法。

關鍵詞：煤矸石燒結磚 石灰爆裂 砌體結構 加固

中圖分類號：TU754 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0203-02

目前，國家大力提倡建筑行業的節能減排，在山東已經杜絕使用粘土磚，而代之以工業廢渣等非粘土原料等生產的燒結磚。市場上使用最多的是煤矸石磚，煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石。包括巷道掘進過程中的掘進矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外還含有數量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O和微量稀有元素（鎵、釩、鈦、鈷）。

雖然較新型的煤矸石磚能夠變廢為寶，節約能源，但是在使用過程中，質量控制稍不嚴格便會出現大大小小的質量事故。以下以濟南某煤矸石磚混結構工程為例對一些煤矸石砌體爆裂事故進行分析，并提供可行性的處理意見。

1 工程概況

該工程為地上六層（不含架空儲藏室層部分）砌體結構住宅樓，基礎采用鋼筋混凝土條形基礎。該工程結構設計安全等級為二級，設計使用年限為50年，建筑抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度為6度（0.05 g），設計地震分組為第三組。建筑場地類別為Ⅲ類，基礎設計等級為丙級。基礎墊層混凝土為C15，基礎混凝土為C30，上部構造柱、梁板混凝土均為C25；±0.000以下砌體采用M10水泥砂漿與MU15煤矸石磚砌筑，架空層砌體采用M10混合砂漿與MU10煤矸石磚砌筑，架空層以上砌體均采用M7.5混合砂漿與MU10煤矸石磚砌筑。

該工程于2010年5月設計，2010年12月開工建設，主體結構完工后停工1年，二次開工建設過程中發現五層及以上砌體中部分燒結煤矸石磚表面存在爆裂現象并且個別磚粉化現象。（如圖1、2所示）

2 檢驗檢測

（1）該工程合格的燒結磚與存在質量問題的燒結磚同時使用，對整個砌體質量影響較大，因此現場對砌體進行了原位軸壓檢測，檢測結果滿足設計要求。

（2）現場選用同批次煤矸石磚帶回實驗室進行燒結磚的抗風化性能以及石灰爆裂試驗，結果均不滿足要求（圖1、2）。

3 原因分析

燒制煤矸石燒結磚所采用的原料主要為煤矸石，煤矸石中多含有石灰石（CaCO3），經過燒結，煤矸石中的石灰石（CaCO3）分解成氧化鈣（CaO）與二氧化碳（CO2），磚體中的氧化鈣（CaO）受潮水化成Ca（OH）2的同時，會發生體積變化，比水化前氧化鈣（CaO）體積增大1～3倍，因而對磚體產生應力，當煤矸石中石灰石含量較大，顆粒粒徑較大時，這種應力超過磚本身強度時，磚就會發生爆裂。對于施工洞口及門窗洞口處，磚與空氣接觸面積相對較大，因此爆裂相對嚴重。

4 加固措施

采用鋼筋網水泥砂漿面層方法進行加固處理。

4.1 加固材料

4.1.1 面層砂漿：M10防水水泥砂漿；

4.1.2 鋼筋：—HPB235鋼筋，—HRB335鋼筋；

4.1.3 材料應經過檢驗合格后方能使用，材料的性能應符合有關規范的規定。

4.2 設計構造

4.2.1 鋼筋網采用電焊鋼筋網，規格為雙向4@150；砂漿面層35 mm厚；

4.2.2 墻體均采用雙面加固，“S”型6鋼筋鉆孔穿墻對拉，孔內干硬性水泥砂漿填實，對拉鋼筋的和錨固筋的間距為600 mm，梅花狀交錯排列。

4.2.3 豎向鋼筋應連續通過樓板，為避免鉆孔太密，造成樓板的過大損傷，在樓板處采用集中配筋的方式穿過，孔內干硬性水泥砂漿填實，鋼筋規格為12@600，上下各搭接450 mm，端部焊6橫筋兩道，以便于與鋼筋網扎接。

4.3 具體設計方案見附圖

如圖3所示。

5 結語

該工程已加固處理兩年以上，加固后使用效果良好，未出現新的問題。該處理方法， 施工簡單，工期較短，經濟合理，不僅適用于該類情況的加固處理，還可以為其他同類現象的處理提供參考依據。也讓人們認識到，新型材料雖然有新的問題，但通過技術解決問題，還是可以大量推廣的。

參考文獻

[1] 溫孟武.煤矸石燒結普通磚砌體質量事故分析及處理[J].山東化工，2008（9）.

[2] 陳宏偉，李安起.新砌煤矸石磚砌體風化的加固處理[J].山西建筑，2007（12）.

[3] 周新剛.煤矸石磚砌體墻面爆裂分析與處理[J].建筑科學，2008（9）.

[4] GB/T 50315—2000砌體工程現場檢測技術標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2000.endprint

摘 要：燒結煤矸石磚是是新型建材之一，也是目前砌體結構主要建筑材料，工程上出現了各種問題。該文通過對某工程燒結煤矸石磚爆裂的原因分析及加固處理方案的實施。為今后煤矸石砌體結構質量問題的解決提供了較為經濟合理的解決辦法。

關鍵詞：煤矸石燒結磚 石灰爆裂 砌體結構 加固

中圖分類號：TU754 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0203-02

目前，國家大力提倡建筑行業的節能減排，在山東已經杜絕使用粘土磚，而代之以工業廢渣等非粘土原料等生產的燒結磚。市場上使用最多的是煤矸石磚，煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石。包括巷道掘進過程中的掘進矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外還含有數量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O和微量稀有元素（鎵、釩、鈦、鈷）。

雖然較新型的煤矸石磚能夠變廢為寶，節約能源，但是在使用過程中，質量控制稍不嚴格便會出現大大小小的質量事故。以下以濟南某煤矸石磚混結構工程為例對一些煤矸石砌體爆裂事故進行分析，并提供可行性的處理意見。

1 工程概況

該工程為地上六層（不含架空儲藏室層部分）砌體結構住宅樓，基礎采用鋼筋混凝土條形基礎。該工程結構設計安全等級為二級，設計使用年限為50年，建筑抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度為6度（0.05 g），設計地震分組為第三組。建筑場地類別為Ⅲ類，基礎設計等級為丙級。基礎墊層混凝土為C15，基礎混凝土為C30，上部構造柱、梁板混凝土均為C25；±0.000以下砌體采用M10水泥砂漿與MU15煤矸石磚砌筑，架空層砌體采用M10混合砂漿與MU10煤矸石磚砌筑，架空層以上砌體均采用M7.5混合砂漿與MU10煤矸石磚砌筑。

該工程于2010年5月設計，2010年12月開工建設，主體結構完工后停工1年，二次開工建設過程中發現五層及以上砌體中部分燒結煤矸石磚表面存在爆裂現象并且個別磚粉化現象。（如圖1、2所示）

2 檢驗檢測

（1）該工程合格的燒結磚與存在質量問題的燒結磚同時使用，對整個砌體質量影響較大，因此現場對砌體進行了原位軸壓檢測，檢測結果滿足設計要求。

（2）現場選用同批次煤矸石磚帶回實驗室進行燒結磚的抗風化性能以及石灰爆裂試驗，結果均不滿足要求（圖1、2）。

3 原因分析

燒制煤矸石燒結磚所采用的原料主要為煤矸石，煤矸石中多含有石灰石（CaCO3），經過燒結，煤矸石中的石灰石（CaCO3）分解成氧化鈣（CaO）與二氧化碳（CO2），磚體中的氧化鈣（CaO）受潮水化成Ca（OH）2的同時，會發生體積變化，比水化前氧化鈣（CaO）體積增大1～3倍，因而對磚體產生應力，當煤矸石中石灰石含量較大，顆粒粒徑較大時，這種應力超過磚本身強度時，磚就會發生爆裂。對于施工洞口及門窗洞口處，磚與空氣接觸面積相對較大，因此爆裂相對嚴重。

4 加固措施

采用鋼筋網水泥砂漿面層方法進行加固處理。

4.1 加固材料

4.1.1 面層砂漿：M10防水水泥砂漿；

4.1.2 鋼筋：—HPB235鋼筋，—HRB335鋼筋；

4.1.3 材料應經過檢驗合格后方能使用，材料的性能應符合有關規范的規定。

4.2 設計構造

4.2.1 鋼筋網采用電焊鋼筋網，規格為雙向4@150；砂漿面層35 mm厚；

4.2.2 墻體均采用雙面加固，“S”型6鋼筋鉆孔穿墻對拉，孔內干硬性水泥砂漿填實，對拉鋼筋的和錨固筋的間距為600 mm，梅花狀交錯排列。

4.2.3 豎向鋼筋應連續通過樓板，為避免鉆孔太密，造成樓板的過大損傷，在樓板處采用集中配筋的方式穿過，孔內干硬性水泥砂漿填實，鋼筋規格為12@600，上下各搭接450 mm，端部焊6橫筋兩道，以便于與鋼筋網扎接。

4.3 具體設計方案見附圖

如圖3所示。

5 結語

該工程已加固處理兩年以上，加固后使用效果良好，未出現新的問題。該處理方法， 施工簡單，工期較短，經濟合理，不僅適用于該類情況的加固處理，還可以為其他同類現象的處理提供參考依據。也讓人們認識到，新型材料雖然有新的問題，但通過技術解決問題，還是可以大量推廣的。

參考文獻

[1] 溫孟武.煤矸石燒結普通磚砌體質量事故分析及處理[J].山東化工，2008（9）.

[2] 陳宏偉，李安起.新砌煤矸石磚砌體風化的加固處理[J].山西建筑，2007（12）.

[3] 周新剛.煤矸石磚砌體墻面爆裂分析與處理[J].建筑科學，2008（9）.

[4] GB/T 50315—2000砌體工程現場檢測技術標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2000.endprint