向超

(中國葛洲壩集團(tuán)股份有限公司第三工程有限公司,湖北宜昌 443002)

混凝土施工質(zhì)量缺陷及預(yù)防措施技術(shù)

向超

(中國葛洲壩集團(tuán)股份有限公司第三工程有限公司,湖北宜昌 443002)

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此嚴(yán)格按規(guī)程、規(guī)范要求施工,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),防患于未來,盡可能地降低混凝土裂縫的出現(xiàn);對混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對待,采用合理的方法進(jìn)行處理,并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

混凝土 缺陷原因 分析處理 預(yù)防措施

1 工程概括

引江濟(jì)漢作為南水北調(diào)中線水源區(qū)工程之一，是從長江上荊江河段附近引水至漢江興隆河段、補濟(jì)漢江下游流量的一項大型輸水工程。工程的主要任務(wù)是向漢江興隆以下河段(含東荊河)補充因南水北調(diào)中線調(diào)水而減少的水量，干渠全長67.23km。

引江濟(jì)漢渠道3標(biāo)工程區(qū)位于江漢平原的腹地，樁號為13+756～18+947，地形平坦開闊，地面高差起伏不大，渠道的兩側(cè)均為農(nóng)田、魚塘及村莊，地面高程在32～34m之間。長度為5.191km，沿線共布置各類建筑物4座，3座排水倒虹吸，1座分水閘。引水干渠設(shè)計引水流量350m3/s，最大引水流量500m3/s。

本標(biāo)段引水干渠按1級建筑物設(shè)計，干渠上的跨渠倒虹吸等主要建筑物按1級建筑物設(shè)計，倒虹吸的進(jìn)出口連接建筑物、消能防沖設(shè)施、廟湖分水閘后的輸水管、出口連接建筑物、消能防沖設(shè)施等次要建筑物按3級建筑物設(shè)計。回旋水域建筑等級類別為三類，但水工建筑物按1級設(shè)計，其它建筑物按3級設(shè)計。

本標(biāo)段主體工程主要工程量：土方開挖約213萬m3，土石方填筑約115萬m3，混凝土約7萬m3，鋼筋約0.067萬t。

2 混凝土缺陷的原因及分析

混凝土工程質(zhì)量缺陷有麻面、蜂窩、露筋、裂縫、孔洞、爛邊、爛根、氣泡、爆模、脹模、錯臺、掛簾、夾渣、疏松、外形缺陷、外表缺陷、連接部位缺陷等。

2.1 混凝土麻面

麻面是指混凝土表面呈現(xiàn)出無數(shù)綠豆般大小的不規(guī)則小凹點，直徑通常不大于5mm。

2.1.1 混凝土麻面成因分析

(1)模板表面未清理干凈，附有水泥漿渣等雜物；(2)澆筑前模板上未撒水濕潤或濕潤不足，混凝土的水分被模板吸去或模板拼縫漏漿，靠近拼縫的構(gòu)件表面漿少，拆模后出現(xiàn)麻面；(3)混凝土攪拌時間短，加水量不準(zhǔn)確致使混凝土和易性差，混凝土澆筑時有的地方砂漿少石子多，形成蜂麻面；(4)混凝土沒有分層澆筑，造成混凝土離析，出現(xiàn)麻面；(5)混凝土入模后振搗不到位，氣泡未能完全排出，拆模后出現(xiàn)麻面；(6)振搗過遲，振搗時已有部分凝固。

2.1.2 混凝土麻面預(yù)防措施

(1)模板表面清理干凈，脫模劑應(yīng)涂刷均勻；(2)混凝土攪拌時間要適宜，一般應(yīng)為1～2分鐘；(3)澆筑混凝土?xí)r，無論那種模型，均需撒水濕潤，但不得積水；(4)澆筑前檢查模板拼縫，對可能漏漿的縫，設(shè)法封堵；(5)振搗遵循快插慢拔原則，振動棒插入到拔出時間控制在20S為佳，插入下層5-10cm，振搗至混凝土表面平坦泛漿、不冒氣泡、不顯著下沉為止。

2.1.3 混凝土麻面修補方法

混凝土表面的麻點，對結(jié)構(gòu)無大影響，通常不做處理，如需處理，可采用如下方法：

用稀草酸溶液將該處脫模劑油點或污點用毛刷洗凈，在修補前先用水濕透；修補用的水泥品種必須與原混凝土一致，砂子為細(xì)砂，粒徑最大不宜超過1mm，按照漆工刮膩子的方法，將砂漿用刮刀大力壓入麻點，隨即刮平；水泥砂漿的配合比為1：2或1：2.5，由于數(shù)量不多，可用人工在小桶中拌勻，隨拌隨用，必要時摻拌白水泥調(diào)色；修補完成后，用麻袋進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。

2.2 混凝土蜂窩

蜂窩是指混凝土表面無水泥漿，骨料間有空隙存在，形成數(shù)量或多或少的窟窿，大小如蜂窩，形狀不規(guī)則，露出石子深度大于5mm，深度不漏主筋，可能漏箍筋。

2.2.1 混凝土蜂窩成因分析

(1)模板漏漿或振搗過度，跑漿嚴(yán)重致使出現(xiàn)蜂窩；(2)混凝土塌落度偏小，配合比不當(dāng)或砂、石予、水泥材料加水量計量不準(zhǔn)，造成砂漿少、石于多，加上振搗時間不夠或漏振形成蜂窩；(3)混凝土下料不當(dāng)或下料過高，未設(shè)串通使石子集中，造成石子砂漿離析，沒有采用帶漿法下料和趕漿法振搗；(4)混凝土攪拌與振搗不足，使混凝土不均勻，不密實，和易性差，振搗不密實，造成局部砂漿過少。

2.2.2 混凝土蜂窩預(yù)防措施

(1)澆筑前檢查并嵌填模板拼縫以免澆筑過程中跑漿；(2)澆筑前澆水濕潤模板以免混凝土的水分被模板吸去；(3)振搗工具的性能必須與混凝土的工作度相適應(yīng)；振搗工人必須按振搗要求精心振搗，尤其加強(qiáng)模板邊角和結(jié)合部位的振搗；(4)混凝土拌制時間應(yīng)足夠、拌合均勻，坍落度適合；混凝土下料高度超過過2m應(yīng)設(shè)串筒或溜槽：澆灌應(yīng)分層下料，分層振搗，防止漏振：模板縫應(yīng)堵塞嚴(yán)密，澆灌中，應(yīng)隨時檢查模板支撐情況防止漏漿；基礎(chǔ)、柱、墻根部應(yīng)在下部澆完間歇1～1.5h，沉實后再澆上部混凝土，避免出現(xiàn)“爛脖子”。

2.2.3 混凝土蜂窩修補方法

小蜂窩可按麻面方法修補，大蜂窩采用如下方法修補：

(1)將蜂窩軟弱部分鑿去，用高壓水及鋼絲刷將結(jié)合面沖洗干凈；(2)修補用的水泥品種必須與原混凝土一致，砂子用中粗砂，按照抹灰工的操作方法用抹子大力將砂漿壓入蜂窩內(nèi)，刮平，在棱角部位用靠尺將棱角取直；(3)水泥砂漿的配比為1：2到1：3，并攪拌均勻，有防水要求時，在水泥漿中摻入水泥用量1%～3%的防水劑，起到促凝和提高防水性能的目的；(4)修補完成后，用麻袋進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。

2.3 混凝土孔洞

孔洞是指砼表面有超過保護(hù)層厚度，但不超出截面尺寸1/3缺陷，結(jié)構(gòu)內(nèi)存在著空隙，局部或部分沒有混凝土。

2.3.1 混凝土孔洞成因分析

(1)內(nèi)外模板距離狹窄，振搗困難，骨料粒徑過大，鋼筋過密，造成混凝土下料中被鋼筋卡住，下部形成孔洞；(2)混凝土流動性差，或混凝土出現(xiàn)離析，粗骨料同時集中到一起，造成混凝土澆筑不暢形成孔洞；(3)未按澆筑順序振搗，有漏振點形成孔洞；(4)沒有分層澆筑，或分層過厚，使下部混凝土振搗作用半徑達(dá)不到，形成松散狀態(tài)形成孔洞。

2.3.2 混凝土孔洞預(yù)防措施

(1)可采用小料、大料兩種配比的混凝土，前兩斗混凝土拌小料，水平分層澆筑，附著式振搗器振搗，其它部位混凝土采用大料按上述方法澆筑，插入式振搗器振搗；(2)對構(gòu)件角點和結(jié)合部重點檢查，特別注意振搗，不能用機(jī)械振搗時，可改用人工插搗，插搗應(yīng)反復(fù)數(shù)次，確?；炷敛怀霈F(xiàn)孔隙；(3)混凝土配合比中摻加高效減水劑，確?；炷亮鲃有詽M足工作要求，在混凝土運輸、澆筑的各個環(huán)節(jié)采取措施保證混凝土不離析；(4)一次卸料過多避免過多，振搗應(yīng)密實，不允許出現(xiàn)漏振點；(5)嚴(yán)防雜物出現(xiàn)在拌制好的混凝土當(dāng)中。

2.3.3 混凝土孔洞修補方法

(1)修補前用濕麻袋或濕棉紗頭填滿，保持濕潤72h；(2)將修補部位的不密實混凝土及突出的骨料顆粒鑿去，洞口上部向外上斜，下部方正水平；(3)用高壓水及鋼絲刷將基層沖洗干凈；(4)修補用的水泥品種應(yīng)與原混凝土一致，為減少新舊混凝土之間的空隙，水灰比控制在0.5以內(nèi)，并摻水泥用量萬分之一的鋁粉；(5)孔洞周圍先抹一層水泥漿，然后用比原混凝土強(qiáng)度高一級的細(xì)石混凝土或補償收縮混凝土填補并分層仔細(xì)搗實，以免新舊混凝土接觸面上出現(xiàn)裂縫；(6)對于不易清理的較深蜂窩、孔洞，由于清理敲打會加大缺陷尺寸，使結(jié)構(gòu)遭到更大的削弱，應(yīng)采用水灰比為0.7-1.1的水泥漿液體進(jìn)行壓漿補強(qiáng)。必要時可在水泥漿中摻入一定量的水玻璃作促凝劑。壓漿孔的位置、數(shù)量及深度，應(yīng)根據(jù)蜂窩、孔洞的實際情況和漿液擴(kuò)散范圍而定，孔數(shù)一般不少于兩個，一根壓漿，一根排氣或排除積水。壓漿方法如下：在填補的混凝土凝結(jié)2d，即相當(dāng)于強(qiáng)度達(dá)到1.2～1.8N/2mm后，用壓漿機(jī)壓漿。壓力6～8個大氣壓，最小為4個。在第一次壓漿初凝后，在用原埋入的管子進(jìn)行第二次壓漿，大部分都能壓入不少水泥漿，且從排氣管擠出清水。壓漿完畢2～3d后切除管子，剩下的管子空隙以砂漿填補。

2.4 混凝土爛邊和爛根

“爛邊”和“爛根”主要是由于模板拼縫不嚴(yán)密、接縫處止?jié){不好，振搗時混凝土表面失漿造成。漏漿較少時邊角出現(xiàn)“毛邊”，漏漿嚴(yán)重出現(xiàn)混凝土蜂窩麻面。

2.4.1 混凝土爛邊和爛根預(yù)防措施

(1)接縫處貼橡膠海綿條或土工布止?jié){，并用鋼木壓板、橡膠壓條止?jié){；(2)拼縫兩側(cè)的振搗器起振時保持同步。

2.4.2 混凝土爛邊和爛根修補方法

漏漿較少時按麻面進(jìn)行修復(fù)，漏漿嚴(yán)重時按蜂窩處理辦法進(jìn)行修復(fù)。將爛根處松散混凝土和軟弱顆粒鑿去，洗刷干凈后，支模，永專用灌漿料填塞嚴(yán)實，并搗實。

2.5 混凝土裂縫

混凝土的收縮分干縮和自收縮兩種。干縮是混凝土隨著多余水分蒸發(fā)，濕度降低而產(chǎn)生體積減少的收縮，其收縮量占整個收縮量的很大部分；自收縮是水泥水化作用引起的體積減少，收縮量只有前者的1/5～1/10。

2.5.1 混凝土裂縫原因分析

(1)由于溫度變化或混凝土縮變的影響，形成裂紋；(2)過度振搗造成離析，表面水泥含量大，收縮量也增大；(3)拆模過早，或養(yǎng)護(hù)期內(nèi)受擾動等因素有可能引起混凝土裂紋發(fā)生；(4)未加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)，表面損失水分過快，造成內(nèi)外收縮不均勻而引起表面混凝土開裂。

2.5.2 混凝土裂縫預(yù)防措施

(1)澆筑完混凝土6h后開始養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)齡期為7天，前24h內(nèi)每2h養(yǎng)護(hù)一次，24h后按每4h養(yǎng)護(hù)一次，頂面用濕麻袋覆蓋，避免曝曬；(2)振搗密實而不離析，對板面進(jìn)行二次抹壓，以減少收縮量。

2.5.3 混凝土裂縫修補方法

對于細(xì)微裂縫可向裂縫灌入純水泥漿，嵌實再覆蓋養(yǎng)護(hù)；或?qū)⒘芽p加以清洗，干燥后涂刷兩遍環(huán)氧膠泥或加貼環(huán)氧玻璃布進(jìn)行表面封閉；對于較深的或貫穿的裂縫，應(yīng)用環(huán)氧樹脂灌漿后表面再加刷環(huán)氧樹脂膠泥封閉。

2.6 混凝土氣泡

氣泡屬麻面的范疇，也是常見的缺陷。除不易排氣泡的結(jié)構(gòu)(如倒角等)外，形成氣泡缺陷的原因常見的是澆筑分層厚度過大，氣泡溢出表面的距離大，此時振搗稍有不足，便容易形成氣泡。同時，脫模劑的影響也不容忽視。涂刷在模板表面的脫模劑(隔離劑)一般為油性，如脫模劑濃度過稠、涂刷厚度過大時，在表面張力的作用下，包裹混凝土內(nèi)的氣體吸附于模板表面，形成較難溢出倉外的氣泡，在混凝土凝固后便成為氣泡缺陷。

2.7 混凝土錯臺和掛簾

錯臺、掛簾 混凝土澆筑產(chǎn)生錯臺缺陷主要是由模板原因造成的。模板設(shè)計不合理、模板規(guī)格不統(tǒng)一、安裝時模板加固不牢或在澆筑過程中不注意跟進(jìn)調(diào)整，使模板間產(chǎn)生相對錯動，都會引起錯臺。特別是模板下部與老混凝土搭接不嚴(yán)密或不牢固，留下縫隙，引起澆筑時漏漿，是產(chǎn)生錯臺和掛簾的主要原因。

2.7.1 混凝土錯臺和掛簾預(yù)防措施

為避免混凝土表面出現(xiàn)錯臺、掛簾的現(xiàn)象，要求模板首先要有足夠的剛度且邊緣平整，對已經(jīng)使用過的模板，安裝前一定要進(jìn)行校正。其次是模板安裝時，須保證模板間拼接緊密、支撐牢固，整體剛度足夠。特別需加強(qiáng)模板與老混凝土之間的緊固，因為這是錯臺的多發(fā)點。如澆筑高度大，最好在上一倉拆模時保留最上一塊模板，與新澆筑倉模板拼接。 同時，須注意混凝土澆筑過程的跟進(jìn)工作，對模板受力后的變形實時監(jiān)測，對變形模板及時調(diào)整。當(dāng)混凝土澆至1/3、1/2高度時，需對模板支撐件各緊固一次，待澆筑完成時再緊固一次，可有效防止錯臺、倒簾的現(xiàn)象發(fā)生。

2.7.2 混凝土錯臺和掛簾修復(fù)方法

主要采用鑿成斜面，形成逐步過渡的形式，一般選用扁平鑿和手砂輪作為工具，斜面的坡度一般大于1：20～1：30，最大不應(yīng)大于1：10，否則修復(fù)的效果不理想。為降低處理難度和避免色差過大，錯臺的處理一般在混凝土拆模后或3天齡期前進(jìn)行。這種辦法其實是采用過渡的措施來改善觀感，對有嚴(yán)重錯臺的缺陷處理效果不佳。

2.8 混凝土的爆模和脹模

爆模和漲模的主要原因是模板的強(qiáng)度不剛度不足造成的。如按預(yù)定的工況計算但實際施工時，沒有按預(yù)定的工況來操作。造成模板的強(qiáng)度儲備不足而爆模和漲模。

解決方案：加強(qiáng)模板體系的強(qiáng)度與剛度，對主要構(gòu)件要進(jìn)行必要的力學(xué)計算。嚴(yán)格按力學(xué)計算模型與工況進(jìn)行施工。當(dāng)施工中有違反施工工藝的，要立即制止，觀測模板的變型，如超過一定的限值時，需采用有效措施。防止爆模(如灌入的速度減緩一些，)修補的辦法就是鑿除多余的混凝土，修整平順。

3 結(jié)語

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質(zhì)脆性材料。由于由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題，使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初混凝土建筑和構(gòu)件通常都是帶縫工作的，由于裂縫的存在和發(fā)展通常會使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴(yán)重的將威脅到人民的生命、財產(chǎn)。

向超(1977—),男,湖北宜昌,本科,工程師,中國葛洲壩集團(tuán)股份有限公司引江濟(jì)漢渠道3標(biāo)項目部副總經(jīng)理,長期從事公路和大中型水利工程現(xiàn)場施工管理。