淺談如何防治混凝土表面缺陷

王春偉

(黑龍江工程學(xué)院)

淺談如何防治混凝土表面缺陷

王春偉

(黑龍江工程學(xué)院)

結(jié)合哈爾濱繞城高速公路東北段建設(shè)項(xiàng)目(秦家至東風(fēng))中松花江大橋主橋承臺和墩身混凝土的施工，找到混凝土產(chǎn)生表面缺陷的內(nèi)因。在施工中有針對性的采取預(yù)防措施，對既有的缺陷加以必要的修復(fù)處理，以提高混凝土的外觀質(zhì)量。

承臺;施工工藝;引氣劑;水化熱

不論現(xiàn)場管理水平如何，混凝土的施工都不可能在非常理想的條件下進(jìn)行，往往會由于種種原因，或者是結(jié)構(gòu)型式的特殊，或者是氣候條件的惡劣，或者是施工方法、施工工藝的不規(guī)范等等，一般情況下，很容易在混凝土的澆筑過程中或剛剛施工完不久產(chǎn)生表面缺陷。混凝土的表面缺陷大致可以歸納為以下幾個方面。

1 表面裂縫

混凝土表面的裂縫大都是因?yàn)槭湛s而產(chǎn)生的，主要有兩大類，一類是剛剛澆筑完成的混凝土表面水分蒸發(fā)變干而引起，另一類是因?yàn)榛炷劣不瘯r水化熱使混凝土產(chǎn)生內(nèi)外溫差而引起。

剛剛澆筑完成的混凝土，往往因?yàn)橥饨鐨鉁剌^高，空氣中相對濕度較小，表面蒸發(fā)變干，而其內(nèi)部仍是塑性體，因塑性收縮產(chǎn)生裂縫。這類裂縫通常不連續(xù)，且很少發(fā)展到邊緣，一般呈對角斜線狀，長度不超過30 cm，但較嚴(yán)重時，裂縫之間也會相互貫通。對這類裂縫最有效的預(yù)防措施是在混凝土澆筑時保護(hù)好混凝土澆筑面，避免風(fēng)吹日曬，混凝土澆筑完畢后要立即將表面加以覆蓋，并及時灑水養(yǎng)生。另外，在混凝土中摻加適量的引氣劑也有助于減少收縮裂縫。

對于較深層的混凝土，在上層混凝土澆筑的過程中，會在自重作用下不斷沉降。當(dāng)混凝土開始初凝但未終凝前，如果遇到鋼筋或者模板的連接螺栓等東西時，這種沉降受到阻撓會立即產(chǎn)生裂縫。特別是當(dāng)模板表面不平整，或脫模劑涂刷不均勻時，模板的摩擦力阻止這種沉降，會在混凝土的垂直表面產(chǎn)生水平裂縫。

混凝土在硬化過程中，會釋放大量的水化熱，使混凝土內(nèi)部溫度不斷上升，在大體積混凝土中，水化熱使溫度上升更加明顯，在混凝土表面與內(nèi)部之間形成很高的溫度差，特別是在特大橋大體積承臺施工中，現(xiàn)場實(shí)測混凝土內(nèi)外溫差有時會達(dá)到50℃以上。表層混凝土收縮時受到阻礙，混凝土將受拉，一旦超過混凝土的應(yīng)變能力，將產(chǎn)生裂縫。為了盡可能減少收縮約束以使混凝土能有足夠強(qiáng)度抵抗所引起的應(yīng)力，就必須有效控制混凝土內(nèi)部升溫速率。在混凝土中摻加適量的粉煤灰，能使水化熱釋放速度減緩;控制原材料的溫度，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部采用冷卻管通以循環(huán)水也能及時釋放水化熱能。

本項(xiàng)目松花江大橋?yàn)楸苊獬信_大體積混凝土的內(nèi)外溫差大而引起裂縫，主要采取以下幾個方面措施。

(1)承臺混凝土使用低熱水泥和級配良好的5～31.5 mm的粗集料，使拌合物具有和易性好、可泵性好、初凝時間長、坍落度損失小等特性。

(2)選擇適當(dāng)?shù)呐浜媳龋瑩饺脒m當(dāng)?shù)耐饧觿瑴p少相應(yīng)的水泥用量降低水化熱，配合比應(yīng)滿足設(shè)計強(qiáng)度、泵送施工、低水化熱、緩凝時間長等要求。經(jīng)多次配比試驗(yàn)，確定水泥用量335 kg，粉煤灰85 kg。

(3)在承臺混凝土內(nèi)埋設(shè)降溫冷水管，混凝土澆筑后立即通水降溫。這是個有效的散熱措施，可以通過水流將混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的水化熱帶出。經(jīng)監(jiān)測得出，混凝土澆筑7 d內(nèi)是產(chǎn)生熱量的高峰，控制混凝土內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi)，當(dāng)進(jìn)、出口水溫溫差大于25℃時，可采用加大泵量來降低混凝土內(nèi)部溫度，直至達(dá)到溫控要求。

(4)控制混凝土入模厚度和振搗工藝。每層澆筑厚度控制在0.3～0.5 m，混凝土的入模溫度一般小于13℃。

(5)做好養(yǎng)護(hù)工作。對承臺混凝土頂部無模部分用草袋和塑料薄膜覆蓋保溫保濕，側(cè)面用棉被包裹保溫，以減小混凝土內(nèi)外溫差。

值得特別一提的是不同品牌水泥的混用也會使混凝土產(chǎn)生裂縫。不同品牌的水泥，其細(xì)度、強(qiáng)度、初終凝時間、安定性、化學(xué)成分等不盡相同，且還存在相容性的問題。在混凝土施工時，應(yīng)該嚴(yán)禁不同品牌、不同標(biāo)號的水泥混在一起使用。

對于淺層裂縫的修補(bǔ)，通常是涂刷水泥漿或低粘度聚合物封堵，以防止水份侵入;對于較深或較寬的裂縫，就必須采用壓力灌漿技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)。

2 表面破損

混凝土表面破損包括:表面峰窩、表面麻面、表面氣孔、表面沖蝕等，至于表面蜂窩，是因?yàn)檎駬v不到位所至，在施工中只要增強(qiáng)責(zé)任心就能避免，在這里主要就表面麻面、氣孔、沖蝕談幾點(diǎn)看法。

脫模后的混凝土表面麻面起粉，主要原因是因?yàn)榛炷帘砻娉霈F(xiàn)緩凝現(xiàn)象所致，這可能是由于使用了不合格的脫模劑或脫模劑使用不當(dāng)造成的。當(dāng)脫模劑用量過大時，既浪費(fèi)又會引起混凝土表面緩凝，還會污染已經(jīng)澆筑好的混凝土表面。

混凝土表面的氣孔主要是模板表面攜帶的水、氣泡引起的。如果模板表面有一定吸附性或透氣性的話(如采用木制模板)，氣孔可以減少;若采用抗?jié)B透性強(qiáng)的鋼模板，則氣孔一般都是因?yàn)檎駬v不充分所致。即使振搗充分，也還會有氣孔，特別是在混凝土的上層表面或模板向內(nèi)傾斜的情況下，氣孔很難避免。另外，所使用的脫模劑和混凝土配合比對產(chǎn)生氣孔也有很大的影響，一般情況下，粘性大的混凝土比粘性小的更容易產(chǎn)生氣孔。

水在模板與混凝土澆筑面之間滲流時，水泥漿隨水一同流走，會使混凝土結(jié)構(gòu)的垂直面產(chǎn)生像河流三角區(qū)一樣的圖形。其主要原因是因?yàn)榛炷撂涠忍蠡蚝鸵仔蕴睿蚴褂玫耐鈸絼┎划?dāng)而產(chǎn)生的泌水現(xiàn)象，大多屬于混凝土配合比設(shè)計上的問題。這種沖蝕雖然發(fā)生在混凝土結(jié)構(gòu)的淺層表面，對混凝土強(qiáng)度一般不會產(chǎn)生多大影響，但是，極大地影響了混凝土外觀，特別是當(dāng)沖蝕破損較深或鋼筋保護(hù)層較薄時，必須要進(jìn)行很好的修補(bǔ)。

混凝土表面產(chǎn)生魚鱗斑也可以歸結(jié)為表面的沖蝕破壞，這往往同模板的剛度有關(guān)系。當(dāng)模板的剛度不足，混凝土結(jié)構(gòu)物的澆筑高度又較大，在澆筑上層混凝土?xí)r，模板受到極限側(cè)壓力，整體微量位移，在模板與混凝土的接壤處產(chǎn)生空隙，而這時下層混凝土還處于流塑狀態(tài)，水沿著模板與混凝土間的空隙滲流，導(dǎo)致脫模后出現(xiàn)魚鱗狀的斑紋。建議使用大塊整體模板，減少模板間的拼裝縫。

3 表面顏色不均勻

施工中想要混凝土表面顏色完全一致幾乎是不可能的，許多因素都會引起混凝土表面顏色發(fā)生變化，比如原材料的種類、施工配合比、混凝土的養(yǎng)護(hù)條件、混凝土的振搗情況、脫模劑的使用情況、模板的表面結(jié)構(gòu)、模板的吸附性能等，還有拆模時人為造成的顏色變化，都會給人的感官上帶來不悅。

決定混凝土顏色的原材料主要是水泥或摻加的礦粉、粉煤灰等粘結(jié)料，一旦粘結(jié)料的品種或粘結(jié)料的用量發(fā)生變化，都會導(dǎo)致混凝土顏色發(fā)生改變。當(dāng)混凝土和易性欠佳，或在下料過程中混凝土粗、細(xì)骨料發(fā)生離析，或振搗不均勻等，導(dǎo)致某些部位粗骨料集中，某些部位砂漿過于豐富，待混凝土硬化后顏色不一致。

混凝土表面的銹跡也是常見影響混凝土顏色的一個因素，銹跡的產(chǎn)生有四種可能:第一種可能是由于含有黃鐵礦(硫化鐵)的骨料引起的，骨料中的黃鐵礦與空氣接觸后會發(fā)生氧化反應(yīng)生成鐵銹;第二種可能是從混凝土結(jié)構(gòu)中伸出鋼筋(比如模板拉桿鋼筋、混凝土表面漏筋)以及綁扎鋼筋用的鐵絲，暴露在外面一段時間后也會產(chǎn)生銹跡;第三種可能是由于模板表面本身產(chǎn)生了銹跡;第四種可能是由于混凝土結(jié)構(gòu)上表面露出的鋼筋長時間暴露在空氣中產(chǎn)生的鐵銹隨雨水或養(yǎng)護(hù)水順混凝土表面流下時，污染了混凝土面而產(chǎn)生銹跡。

在拆模時，由于一些人為的因素也會導(dǎo)致混凝土表面顏色發(fā)生變化。特別是氣割用的氧炔焰，其溫度很高，施工中往往由于操作不當(dāng)將氧炔焰對著混凝土面熏烤，養(yǎng)生水質(zhì)差，破壞了混凝土表面原有的顏色。

對于顏色不均勻的混凝土表面首要考慮的處理方式是采用稀釋的酸性溶液進(jìn)行清洗，然后再將處理后的表面用水徹底沖洗。當(dāng)清洗確實(shí)無法產(chǎn)生明顯效果時，再考慮使用表面涂層處理。

4 表面露筋

混凝土表面露筋主要是因?yàn)殇摻罱壴焕危虮Ｗo(hù)層墊塊安置不規(guī)范，在混凝土澆筑過程中鋼筋移位，有時候是在混凝土澆筑完成后才發(fā)現(xiàn)鋼筋位置放得不對，致使混凝土表面至少一個面的鋼筋保護(hù)層厚度不夠，甚至完全沒有了保護(hù)層。表面露筋的另一個方面是因?yàn)榛炷谅┱駥?dǎo)致嚴(yán)重蜂窩，鋼筋暴露在外。

避免表面露筋的有效措施是使用具有高度責(zé)任感的操作工人，提高操作人員的質(zhì)量意識，加強(qiáng)監(jiān)控力度，保證鋼筋布位準(zhǔn)確、綁扎牢靠，保護(hù)層墊塊安置穩(wěn)固，在混凝土振搗中操作細(xì)致。

露筋的修補(bǔ)一般都是先用鋸切槽，劃定需要處理的范圍，形成整齊而規(guī)則的邊緣，再用沖擊工具對處理范圍內(nèi)的疏松混凝土進(jìn)行清除。如果鋼筋保護(hù)層厚度不夠，必須要將鋼筋向里移動。準(zhǔn)備工作做完后，可以采用噴射混凝土工藝或壓力灌漿技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)。

5 結(jié)語

混凝土的外觀質(zhì)量問題還有很多方面，比如因模板剛度不足引起混凝土表面鼓脹，因模板精度不夠引起混凝土接縫處錯牙等等。我相信，在全體工程技術(shù)人員的努力下，混凝土的外觀質(zhì)量會進(jìn)一步得到提高。

［1］葉琳昌，沈義.大體積混凝土施工［M］.中國建筑工業(yè)出版社，1987.

［2］向中富.橋梁施工控制技術(shù)［M］.人民交通出版社，2001.

［3］劉紹云.四方臺大橋建設(shè)與管理［M］.中國計劃出版社，2004.

［4］王永珩，曾憲武.2003年全國橋梁學(xué)術(shù)會議論文集［D］.人民交通出版社，2003.

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