茍文濤

(甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730030)

水利工程具有特殊性，混凝土施工質(zhì)量要求尤其嚴(yán)格，若混凝土存在質(zhì)量缺陷則工程質(zhì)量、水利調(diào)配有效性就會(huì)受到影響，不僅會(huì)增加工程隱患，還有可能引發(fā)連鎖反應(yīng)，影響尤其惡劣。然而，由于水利工程施工環(huán)境復(fù)雜，加之混凝土施工受影響因素眾多，很容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，需要再具體分析成因后采取有效方法進(jìn)行處理并預(yù)防。因此，聯(lián)系實(shí)際分析水利工程中混凝土質(zhì)量缺陷問(wèn)題與成因，并提出相應(yīng)的處理措施，對(duì)于工程質(zhì)量提升有著重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 水利工程中混凝土質(zhì)量缺陷與成因

1.1 混凝土表面質(zhì)量缺陷

混凝土凝固過(guò)程中，表面很容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷問(wèn)題，其中有兩種表面缺陷最為具有代表性。第一，麻面缺陷，指在凝固期間混凝土表面會(huì)出現(xiàn)凹凸現(xiàn)象，導(dǎo)致表面粗糙，這種密密麻麻的點(diǎn)狀、不規(guī)則形狀即為麻面缺陷，光滑度不足，不僅影響美觀度，還會(huì)對(duì)施工過(guò)程造成影響(如圖1所示)[1]。

圖1 混凝土麻面缺陷展示圖

這種缺陷通常有兩方面：1)脫模板中沒(méi)有按要求規(guī)模足夠劑量的脫模劑，或使用的脫模劑沒(méi)有達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量不合格，若在涂抹過(guò)程中脫模劑涂抹不均，混凝土與模板就會(huì)出現(xiàn)粘連現(xiàn)象，凝固后形成不規(guī)則麻面現(xiàn)象；2)混凝土振搗操作不規(guī)范，在內(nèi)部與表面氣泡沒(méi)有完全消除的情況下就停止振搗，這些氣泡會(huì)在凝固過(guò)程中逐漸浮于表面并形成麻面。

1.2 混凝土質(zhì)量蜂窩缺陷

蜂窩缺陷，如圖2所示蜂窩現(xiàn)象與麻面缺陷存在相似之處，但情況更為嚴(yán)重，不僅僅是表面凹凸不平，還會(huì)影響到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重的蜂窩缺陷會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)承載力、穩(wěn)定性受到極差，甚至出現(xiàn)掉落渣塊的情況。產(chǎn)生這一質(zhì)量缺陷的主要原因在于，混凝土原材料配比與實(shí)際建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)存在較大差別，石料、砂漿比例不合理，最終導(dǎo)致蜂窩現(xiàn)象發(fā)生。不僅如此，混凝土攪拌不充分、攪拌不均勻、不合理混凝土切合工藝等，均會(huì)影響到混凝土凝結(jié)質(zhì)量。以上均是導(dǎo)致蜂窩缺陷產(chǎn)生的主要原因，若對(duì)比兩種表面缺陷的形成原因，不難看出存在較大的相似性，均是由于前期工作不到位所導(dǎo)致，需要施工單位予以足夠重視[2]。

圖2 混凝土表面蜂窩缺陷展示圖

1.3 混凝土露筋質(zhì)量缺陷

露筋質(zhì)量缺陷主要是指，在混凝土澆筑完成后有一部分鋼筋裸露在外(如圖3所示)。

圖3 混凝土露筋缺陷展示圖

其問(wèn)題成因主要有三：1)混凝土中鋼筋保護(hù)墊在施工過(guò)程中發(fā)生位移，在澆筑期間需要利用防護(hù)墊來(lái)保證鋼筋穩(wěn)定性，此時(shí)若保護(hù)墊偏離原本位置，鋼筋位置也會(huì)發(fā)生改變，進(jìn)而出現(xiàn)露筋缺陷。這是由于工程建設(shè)受影響因素眾多，保護(hù)措施不足、振動(dòng)不良、混凝土結(jié)構(gòu)碰撞等，均會(huì)導(dǎo)致保護(hù)墊位移，使鋼筋暴露在外[3]；2)在鋼筋排列期間，若排列密度過(guò)大，增加鋼筋比重，會(huì)導(dǎo)致混凝土漿液無(wú)法穿透鋼筋，導(dǎo)致鋼筋整體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定；3)鋼筋模板滲透，混凝土的模板不牢固，互相連接的緊密度不足，材料與模板之間的距離過(guò)近、發(fā)生碰撞，鋼筋也會(huì)暴露在混凝土表面。

1.4 混凝土裂縫質(zhì)量缺陷

水利工程施工階段裂縫是十分常見(jiàn)的，受不同原因影響，混凝土裂縫的形成原因也有所差別(如圖4所示)[4]。首先，塑性收縮裂縫，這種裂縫在施工階段，后續(xù)使用的5～10年之間均會(huì)出現(xiàn)，其主要原因在于混凝土抗拉性能沒(méi)能達(dá)到要求，一旦出現(xiàn)裂縫部分有害物質(zhì)就會(huì)進(jìn)入到混凝土內(nèi)部，腐蝕鋼筋、影響鋼筋承載力并發(fā)生形變，導(dǎo)致混凝土裂縫逐漸加深。其次，溫差裂縫，主要是受到環(huán)境溫度變化影響所引起，在澆筑完成后混凝土開(kāi)始凝結(jié)，產(chǎn)生的水化熱內(nèi)外溫差增加，若不加以控制，當(dāng)溫差超過(guò)25℃以后，混凝土自身性質(zhì)就會(huì)發(fā)生波動(dòng)，在內(nèi)部外部雙重作用力拉動(dòng)下原本的平衡狀態(tài)被打破，熱脹冷縮更加劇烈從而出現(xiàn)裂縫。最后，收縮應(yīng)力裂縫，水利工程興建位置往往十分復(fù)雜，建設(shè)中也可能會(huì)受到眾多因素干擾，如地質(zhì)、環(huán)境、水溫等，諸多外力、作用力、重力等，均會(huì)對(duì)混凝土造成沖擊并產(chǎn)生裂縫等質(zhì)量缺陷。

圖4 混凝土裂縫缺陷展示圖

2 水利工程中混凝土質(zhì)量缺陷的處理

2.1 表面問(wèn)題處理

混凝土表面質(zhì)量缺陷問(wèn)題存在多種情況，麻面與蜂窩缺陷最為具有代表性，但其他細(xì)小缺陷同樣不容忽視。對(duì)于混凝土麻面，施工人員可將局部位置以清水沖洗，而后足夠潤(rùn)濕，以合適比例的水泥漿、水泥砂漿進(jìn)行找平即可；對(duì)于混凝土蜂窩，小規(guī)模情況可用1∶2比例的水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ)；大蜂窩處理，則需先清理松動(dòng)混凝土，剔除不穩(wěn)定顆粒，形成喇叭口，再以清水清潔潤(rùn)濕，以高一級(jí)配的細(xì)石混凝土搗實(shí)作業(yè)，并認(rèn)真養(yǎng)護(hù)，掛簾用扁平鑿和砂輪鑿除、磨平、磨光完成處理。對(duì)于較為嚴(yán)重的混凝土缺陷，則需采用與其他位置相同規(guī)格、材料、配比的混凝土進(jìn)行修補(bǔ)，為保證修補(bǔ)順利需利用新模作為支托架，保證其平整度能達(dá)到混凝土質(zhì)量要求，修補(bǔ)后的7d內(nèi)都需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，要求溫度控制在10℃以上。對(duì)于凸出的、不平整的混凝土，采用鑿子、砂輪等工具進(jìn)行打磨處理，凹入表面以下的混凝土，需要用鑿子將缺陷位置的混凝土進(jìn)行鑿除形成一個(gè)足夠深的坑槽，清潔后利用砂漿與混凝土進(jìn)行修補(bǔ)、抹平。養(yǎng)護(hù)時(shí)，需以修補(bǔ)位置為中心，周圍1.5范圍內(nèi)均需使用水進(jìn)行充分潤(rùn)濕，防止周圍的混凝土吸收水分。對(duì)于美觀度要求較高的混凝土位置，修補(bǔ)時(shí)可將白水泥混入其中，保持修補(bǔ)位置混凝土顏色與其他位置的顏色相協(xié)調(diào)，填充凝結(jié)后的砂漿，應(yīng)根據(jù)其凝結(jié)狀態(tài)、形態(tài)，將表面多余的砂漿進(jìn)行清理，填料與周圍混凝土齊平，且表面不能殘留材料或者粉狀顆粒，保證修補(bǔ)質(zhì)量與美觀程度。

2.2 露筋問(wèn)題處理

外露鋼筋問(wèn)題若是想要較好處理，主要分為兩個(gè)步驟：1)清理鋼筋，外露鋼筋通常會(huì)沾染污染物，部分鋼筋還會(huì)出現(xiàn)生銹的情況，影響鋼筋性能，也為后續(xù)修復(fù)施工帶來(lái)影響，因此在修復(fù)之前必須對(duì)鋼筋進(jìn)行清理，銹蝕位置選取合適的砂紙進(jìn)行打磨，清洗干凈；2)水泥砂漿修復(fù)，水泥砂漿的比例應(yīng)為1∶2，填充后抹壓平整完成施工[5]。若是露筋較深，則應(yīng)剔除原本薄弱的混凝土，將這一位置清理干凈，應(yīng)用高一級(jí)細(xì)石混凝土搗實(shí)，而后認(rèn)真養(yǎng)護(hù)，以保證修復(fù)效果。對(duì)于外漏的鋼筋頭、管件頭，需使用電動(dòng)砂輪切割，要求其不得超過(guò)混凝土下表20～30mm的距離，采用預(yù)縮砂漿、環(huán)氧砂漿填補(bǔ)，此類作業(yè)不得采用電焊等方式切割，防止對(duì)表層完好混凝土造成損壞，產(chǎn)生二次破壞，影響混凝土施工質(zhì)量。

2.3 裂縫問(wèn)題處理

施工階段是裂縫生成的主要時(shí)期，溫度、應(yīng)力是導(dǎo)致裂縫缺陷產(chǎn)生的主要原因。就目前建筑實(shí)踐與研究成果來(lái)看，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫概率極高，尤其是水利工程本身地理位置復(fù)雜，施工過(guò)程受氣候、人為、客觀環(huán)境與地理因素影響，無(wú)法從根本上規(guī)避裂縫。除去人為因素，施工單位可采取有效的防裂手段，減少外界對(duì)于混凝土的影響，以此達(dá)到較好的預(yù)防效果，減少裂縫產(chǎn)生。在拌和階段，以冷水拌和；運(yùn)輸階段，需加裝聚苯乙烯苯板、保溫被等，避免外部氣溫對(duì)混凝土造成影響；澆筑時(shí)盡可能在低溫、少雨季完成，若要在高溫季節(jié)完成澆筑，則應(yīng)對(duì)澆筑出機(jī)口的溫度控制在7～12℃，預(yù)冷骨料加冰拌和，從溫度層面控制混凝土質(zhì)量減少裂縫產(chǎn)生。此外，運(yùn)輸時(shí)間、澆筑倉(cāng)面覆蓋與暴露時(shí)間也要予以嚴(yán)格控制，避免混凝土出現(xiàn)性能轉(zhuǎn)變。由此可見(jiàn)，對(duì)于裂縫問(wèn)題主要的著力點(diǎn)應(yīng)放在防控與預(yù)處理方面，其中溫度控制尤其關(guān)鍵，是規(guī)避裂縫的重點(diǎn)手段。

3 水利工程中混凝土質(zhì)量缺陷的預(yù)防措施

3.1 加強(qiáng)原材料質(zhì)量把控

水利工程施工中，混凝土強(qiáng)度、穩(wěn)定性直接關(guān)系著建設(shè)質(zhì)量，其質(zhì)量會(huì)隨著強(qiáng)度增加，成正比關(guān)系。正式施工前，要求必須規(guī)范、嚴(yán)格檢查原材料質(zhì)量、規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)是否與設(shè)計(jì)要求相符，根據(jù)配合比進(jìn)行試拌和，確定可達(dá)到混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)后再按照順序完成拌和，拌和時(shí)間、用水量、水泥用量等，均必須得到較好控制。其中，部分水泥可用粉煤灰替代以此保證混凝土和易性，防止水化熱現(xiàn)象影響質(zhì)量；粗骨料需以二級(jí)配比標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進(jìn)行添加。對(duì)于混凝土常見(jiàn)裂縫位置，可選擇高質(zhì)量鋼筋進(jìn)行布設(shè)，以傾斜方式搭建減輕混凝土荷載并轉(zhuǎn)移，防止其在過(guò)重荷載下出現(xiàn)裂縫。

3.2 優(yōu)化混凝土配合比

配比優(yōu)化設(shè)計(jì)是減少質(zhì)量缺陷問(wèn)題的有效手段。在以上分析中不難看出，前期準(zhǔn)備工作不到位，配合比設(shè)計(jì)不合理等是較為主要的缺陷成因，因此混凝土配合比必須結(jié)合工程建設(shè)具體要求來(lái)進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì)。對(duì)此，施工單位必須全面了解水利工程的建設(shè)需要、強(qiáng)度需要，通過(guò)調(diào)整水泥用量、水灰比來(lái)加強(qiáng)對(duì)混凝土凝結(jié)質(zhì)量的有效控制。在配合比設(shè)計(jì)階段，需綜合考慮強(qiáng)度、塌落度、耐久性等問(wèn)題，基于此選擇最為符合水利工程混凝土要求的配比，同時(shí)工程建設(shè)變化以及客觀因素，也有可能對(duì)混凝土拌制、配合比設(shè)計(jì)造成影響，需要結(jié)合水利工程現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行配比設(shè)計(jì)。添加粉煤灰能夠在一定程度上減少水化熱現(xiàn)象，防止裂縫產(chǎn)生，這是由于其中含有較多礦物質(zhì)，可減少需水量，可根據(jù)需要適當(dāng)添加[6]。在攪拌環(huán)節(jié)，施工單位同樣應(yīng)予以嚴(yán)格監(jiān)督，其目的就在于保證配合比設(shè)計(jì)精準(zhǔn)，防止因操作不規(guī)范導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度無(wú)法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)避質(zhì)量缺陷。

3.3 混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

施工階段，要求所有人員必須做到規(guī)范操作。采用分層方式完成混凝土澆筑環(huán)節(jié)，根據(jù)施工規(guī)劃劃分四個(gè)大部分，實(shí)現(xiàn)小部分澆筑確保澆筑整體性，同時(shí)也可以有效避免大體積澆筑后熱量過(guò)于集中導(dǎo)致內(nèi)外溫差超過(guò)25度影響終凝效果，減少質(zhì)量缺陷問(wèn)題發(fā)生。在澆筑前，施工單位需嚴(yán)格依照要求搭建模板并涂抹脫模劑，檢查模板表面是否存在損壞、凹凸不平情況，脫模劑標(biāo)準(zhǔn)是否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，涂抹劑量是否能保證順利脫模，脫模劑脫模是否均勻等，防止混凝土與模具粘連出現(xiàn)麻面現(xiàn)象；鋼筋保護(hù)墊、鋼筋排列情況也應(yīng)做好充分檢查，若發(fā)現(xiàn)保護(hù)墊偏移需及時(shí)糾正，保證其處于設(shè)計(jì)位置，若鋼筋排列過(guò)密，也應(yīng)該及時(shí)做好減筋處理，保證混凝土漿液能夠順利進(jìn)入鋼筋維持整體性。振搗階段，要求根據(jù)澆筑面積選擇振搗棒型號(hào)，以點(diǎn)位排列的方式逐點(diǎn)完成振搗，防止出現(xiàn)遺漏的情況，振搗點(diǎn)位應(yīng)不超過(guò)振搗范圍的1.5倍，保證振搗全面。需要注意的是，振搗過(guò)程中應(yīng)注意避免振搗棒觸碰鋼筋對(duì)鋼筋造成損壞，同時(shí)有效減少露筋情況發(fā)生。澆筑結(jié)束后，需對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，可覆蓋塑料薄膜，每塊塑料薄膜的搭接位置應(yīng)不小于100mm，防止混凝土暴露在空氣中造成濕度溫度流失，防止混凝土初凝階段受溫度濕度影響產(chǎn)生裂縫。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水利工程建設(shè)是進(jìn)行水資源調(diào)配、農(nóng)業(yè)灌溉、防洪排澇的主要手段。工程項(xiàng)目中，混凝土施工尤其重要，在多種因素作用下混凝土經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)表面質(zhì)量缺陷、露筋缺陷、裂縫缺陷，需要施工單位采取針對(duì)性措施加以處理。若要從根本上預(yù)防缺陷問(wèn)題發(fā)生，就必須對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格把控，通過(guò)加強(qiáng)原材料質(zhì)量把控、優(yōu)化混凝土配合比、完善混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)等手段，將質(zhì)量缺陷問(wèn)題降低到最低程度，切實(shí)提高水利工程建設(shè)質(zhì)量。