1 前 言

水工混凝土施工生產過程中,受材料、施工、溫度、氣候等多種因素的影響,產生蜂窩麻面、裂縫、滲漏、凍融、變形等質量通病,降低水工混凝土質量等級,嚴重影響其結構安全,縮短了水工混凝土使用壽命。為此,通過對以下幾種常見質量通病成因的分析研究,結合成功經驗和實際做法,提出相應的防治措施,有效解決水工混凝土病害處理問題,對提高工程質量、延長工程使用壽命具有重要的現實意義。

2 水工混凝土質量通病成因分析

2.1 水工混凝土表面蜂窩麻面及氣孔的成因。水工混凝土澆筑拆模后,結構局部出現表面酥軟、缺漿凹坑、粗糙麻點、豆狀小孔、石子多而漏深大于5mm、表面形成孔隙群類似蜂窩狀的窟窿、結構內部有尺寸較大的空隙、鋼筋局部或大部裸露等。成因主要是:①混凝土配合比和粗細骨料級配不當,造成石子多,砂漿少;②混凝土攪拌時間短,拌和不均勻,混凝土和易性差;振搗不密實或過振出現漏漿;③運距過長,裝卸料、運料不當,混凝土石子、砂漿離析、嚴重跑漿;④混凝土施工過程振搗不密實,不均勻振搗中產生氣泡未采取適當措施及時排出;⑤模板安裝質量不合格,模板表面粗糙或新舊混凝土接茬處漏漿,拆模不當造成混凝土表面被粘壞;⑥架模時模板表面濕潤不夠,隔離劑涂刷不均或局部漏刷失效等;⑦鋼筋配置較密,粗骨料粒徑太大或混凝土坍落度過小,澆筑時掉入泥塊等雜質;③澆筑基礎、柱子、墻根部等結構部位時間歇時間不夠,上層混凝土連續澆筑或預留的孔洞和埋件處混凝土下料擱空、振搗不到位等。

2.2 水工混凝土裂縫的成因。混凝土表面或內部由于混凝土硬化凝固時產生的大量水化熱作用,或不均勻收縮變形、沉降、干縮、溫度變化、結構應力變化、結構約束變化產生的微觀裂縫和宏觀裂縫現象。

混凝土在澆筑過程中,在尚未受荷載作用時,混凝土硬化產生不均勻的體積變形,形成黏著裂縫、水泥石裂縫、骨料裂縫等微細裂縫(寬度小于0.05mm)。當受壓荷載在30%~70%極限強度時,微觀裂縫逐漸開始擴展并增加,形成宏觀裂縫;當荷載在70%~90%極限強度時,裂縫顯著擴展并迅速增多,裂縫相互串聯直至混凝土完全破壞。

2.3 水工混凝土滲漏的成因。混凝土的施工缺陷引起混凝土滲漏,長期作用會導致鋼筋銹蝕和混凝土凍融破壞;漏水較大時會引起工程建筑物沉陷垮蹋、輸水量損失等嚴重后果。一般混凝土滲漏有如下幾種情況:施工過程振搗不密實;施工縫處理不當;產生裂縫;伸縮縫止水帶漏設或埋設不良;沿模板貫穿鋼拉桿滲漏等。

2.4 水工混凝土凍融破壞的成因。混凝土微孔隙中的水,在正負溫度交替變化作用下,其中毛細孔內的水結冰產生很大冰壓力,形成凍脹壓力和滲透壓力聯合作用,使得混凝土材料產生疲勞應力,造成混凝土強度降低,內部微裂逐漸增加、擴展連通,產生由表及里的剝落破壞。影響混凝土抗凍融性的因素主要有以下幾種:①材料影響。用量不當的外加劑和摻合料使混凝土強度降低,抗凍融性減弱。對不同使用要求的混凝土,其外加劑和摻合料要通過科學實驗合理確定。②混凝土配合比的影響。混凝土抗凍融性隨水灰比的增大而降低;在相同水灰比條件下,混凝土抗凍融性隨骨灰比的增大而降低;影響混凝土抗凍融性的主要因素是水灰比。③施工工藝影響。混凝土施工過程中,拌和工藝、成型工藝、混凝土養護均對混凝土抗凍性有不同影響。

2.5 水工混凝土建筑物地基變形的成因。混凝土建筑物地基條件不良,軟硬不均,溫差過大導致強凍脹,或因環境水、滲漏水造成局部地基產生不均勻沉陷、地基凍脹引起建筑物結構變形、裂縫破壞等,嚴重時影響混凝土建筑物安全運行。

3 水工混凝土質量通病的防治措施

3.1 水工混凝土表面蜂窩麻面及氣孔的防治措施

3.1.1 防止蜂窩麻面積及氣孔的主要措施。改善施工工藝,提高模板制作安裝質量;認真設計、嚴格控制混凝土配合比、坍落度;粗細骨料計量準確,拌和均勻;運料過程中避免混凝土泌水離析;振搗時應均勻分層振搗,防止穿層過振、移位漏振等。澆筑過程中要防止出現漏漿;對基礎、柱、墻根部等特殊部位澆筑時應控制1~1.50h的間歇時間,待沉實后再澆筑上層混凝土,防止出現“爛脖子”現象和盡蜂窩麻面、氣孔和孔洞等。

3.1.2 蜂窩麻面的補強處理。混凝土表面蜂窩麻面的處理多采用改性水泥砂漿修補,方法簡便,價格便宜。施工時先將蜂窩麻面清理干凈,涂一層體積比為1:2的水泥與聚合物膠乳黏結層,在其潮濕狀態下立即修補聚合物改性水泥砂漿,補平即可。聚合物常用丙烯酸膠乳和丁苯膠乳等,聚合物在聚合物改性水泥砂漿中的含量為10%,水泥與砂子的比為1.25:3,一般合格的建筑用砂即可。有特殊要求混凝土修補可采用環氧砂漿抹面修補。

3.1.3 表面氣孔和孔洞的補強處理。對混凝土拆模后表面出現的豆狀小孔、輕微少量的孔洞,多由于模板表面積留的水或空氣引起,或不均勻振搗、漏漿嚴重所致。澆筑時主要通過調整混凝土配合比,提高混凝土的和易性;加強均勻振搗;加用減水劑、可吸收性模板、改變脫模劑等,避免氣孔、孔洞產生。其補強處理一般采用改性水泥砂漿修補。

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