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混凝土质量缺陷分析及防治

2011-08-15常银久

同煤科技 2011年2期
关键词:杂物模板裂缝

常银久

混凝土质量缺陷分析及防治

常银久

主要阐述了混凝土施工中的“常见病”,分析了产生原因,给出了防治措施及处理方法等。

混凝土工程建筑;工程质量;质量缺陷

全国建筑企业都在加强企业管理,在提高工程质量等方面取得了显著成绩。但是,工程质量粗糙、低劣的状况远没有得到根本改善。本文主要叙述混凝土工程建筑施工中的“常见病”,分析其产生原因,给出预防措施、处理方法。

通常混凝土有如下缺陷:麻面、蜂窝、孔洞、露筋、外形缺陷、夹碴、裂缝等。

1 麻面

1.1 现象

混凝土表面局部缺浆粗糙或有许多小凹坑,但无钢筋和石子外露。

1.2 原因分析

①模板表面粗糙,有干硬的水泥砂浆等杂物粘结。框架混凝土施工过程中,用后对模板进行及时刷油、找平等维护保养,或采用新模板,则浇筑的混凝土表面非常光滑。如果不能很好保养模板,再次使用时,拆模后混凝土表面会出现麻面等缺陷。

②模板接缝拼装不严密,浇筑时有缝隙漏浆。

③混凝土振捣不密实,尤其在混凝土柱的浇筑中,从上往下高在3 m以上,又无中间观察孔,容易振捣不实,使一部分气泡留在模板内。

1.3 预防措施

模板用后保养,及时清除模板表面杂物。钢模板涂模剂要涂刷均匀,不得漏刷。工地应设有模板保养地段。混凝土浇筑前,用清水充分湿润,清洗干净。模板接缝要严密牢固。混凝土操作要按操作规程分层振捣密实,防止漏捣,直至捣实为止。

1.4 处理方法

混凝土麻面主要是外观,大面积的部位补修,先用清水刷洗,使麻面充分湿润后用1∶2水泥砂浆抹刷。

2 蜂窝

2.1 现象

局部砂浆少,石子多,石子之间出现空隙,形成石子外露。

2.2 原因分析

①混凝土搅拌时间短,没有拌合均匀,混凝土和易性差,振捣不密实。

②浇筑混凝土时,下料不当,互相碰撞,使石子集中堆积,振不出水泥浆,造成混凝土离析。

③模板缝隙未堵好,模板安装不牢固,振捣混凝土时模板位移,造成严重漏浆。

2.3 预防措施

混凝土拌合均匀,遵守混凝土搅拌最短时间的规定。混凝土自由倾落高度一般不得超过2 m,如施工中确有困难要超过2 m时,要采用串筒、溜槽等下料措施。混凝土的振捣严格控制分层捣固。振捣器至模板的距离不大于振动器有效作用半径的1/2。为保证上下层混凝土结合良好,振动棒插入下层混凝土5 cm振捣时,掌握好每点的振捣时间,细微观察。正确的现象是:混凝土不再显著下沉,不再出现气泡。同时要细心观察模板、支架、堵缝等情况,出现问题立即处理,并在混凝土初凝前修整完好。

2.4 处理方法

较小的混凝土蜂窝,用水冲洗干净,用1∶2水泥砂浆修补;如果有石子松动,则将松动的石子剔出,清理干净,用清水清洗、湿润,再用高一级的细石混凝土捣固,加强养护。

3 孔洞

3.1 现象

混凝土结构内有空隙,局部没有混凝土。

3.2 原因分析

①在钢筋密集处或预埋件处,混凝土灌注不畅通,不能充满模板间隙。

②未按混凝土浇筑规定分层浇筑、振捣施工,有漏振。

③投料过多,石子成堆或严重漏浆。

④施工组织不力,未按规范规定的顺序、工艺施工。

3.3 预防措施

①钢筋密集处,采用小径振棒,振捣与人工捣固配合,尽量采用细碎石混凝土浇筑。

②模板内捣固与外部皮锤振打相结合。

③控制投料数量,配合溜槽、串筒等特殊下料工具。

④控制好混凝土配合比,根据现场施工情况,适当调整塌落度的大小(必须经实验室认可),增强混凝土的和易性。

3.4 处理方法

要经有关单位研究,制定补强方案,经批准后再作处理。

4 露筋

4.1 现象

构件内钢筋未被混凝土包裹而外露。

4.2 原因分析

①混凝土浇捣时,钢筋垫块移位或垫块较少,致使钢筋紧贴模板。

②结构断面较小,钢筋过密过重,将混凝土垫块压碎,钢筋紧贴模板而外露。

③近年来,混凝土保护层采用新型塑料捆绑在钢筋上,如固定不牢,捣斜捣掉导致露筋(该分析很不成熟,仅供参考)。

④模板与钢筋的安装不准确,不牢固,致使保护层薄厚不一,使钢筋外露。

⑤混凝土振捣时,振动棒撞击钢筋,使钢筋移位。

4.3 预防措施

①浇筑混凝土前,检查钢筋位置和保护层厚度是否正确。

②为保证混凝土保护层的厚度,要固定好,固定牢垫块。垫块的间距,根据钢筋的实际情况确定。梁高、钢筋直径大,钢筋重量大,垫块采用大径钢筋头和大理石碎块,效果较好。

③选配混凝土配合比很重要,严格按结构截面尺寸大小选用最大石子。石子最大颗粒尺寸不得超过结构截面最小尺寸的1/4,同时不得大于钢筋净距的3/4。

④为防止钢筋位移,严禁振捣棒撞击钢筋,可采用带刀片的振捣棒进行振捣,并认真堵好缝隙。

⑤混凝土浇筑投料落差要掌握好,必要时采用串桶、溜槽等。

⑥操作时,保护好钢筋的位置,并在混凝土浇筑过程中,有钢筋工全程跟踪保护和修理。

4.4 处理方法

将外漏钢筋处的混凝土残渣、污物清理干净,将薄弱混凝土剔除,冲洗干净、湿润,用1∶2水泥砂浆或高一级细石混凝土补平。

5 外形缺陷

5.1 现象

缺棱掉角,棱角不直,翘曲不平,飞边凸肋等。

5.2 原因分析

①浇筑后混凝土养护不到位,棱角处混凝土的水分被模板吸收,致使混凝土水化不好,强度降低。

②常温施工,过早拆除模板。

③拆模时,受外力作用或重物撞击,成品保护不力。

④冬期施工时,混凝土局部保温不好,混凝土受冻。

5.3 预防措施

木模板在浇筑前充分湿润。混凝土浇筑后加强养护。拆除模板时要有足够的强度。拆模时不得用力过猛、过急。吊运时严禁模板撞击棱角。加强成品保护。冬期浇筑后加强混凝土保温、覆养、护养,防止受冻。

5.4 处理方法

缺棱掉角较小时,可用钢刷刷净残物,用水冲洗湿润,用1∶2水泥砂浆抹补齐整。有突出骨料颗粒时,可将不实颗粒等残物剔除,用水冲刷干净湿润,然后用比原混凝土高一级细石混凝土补好,认真养护。

6 夹碴

6.1 现象

混凝土中夹有杂物,且深度超过保护层厚度。

6.2 原因分析

①浇筑混凝土前没有认真处理施工缝表面。

②混凝土浇筑是分段分层施工,在施工停歇期间和安装模板后常有木块、锯末等杂物积存在混凝土表面,未认真检查清理,或用水冲,或用风吹,未能将杂物排出模板外而堆积在混凝土表面,在浇筑混凝土时杂物混入混凝土内。

6.3 预防措施

①在浇筑混凝土前,必须将原工作面上的杂物清理净。这是施工常识,人人都知道,但思想重视不够,采取措施不力,必须在认识上下工夫。

②清除杂物是简单的工作,不受重视的工作,但是工作面情况并不简单。混凝土柱深处、梁的底部、十字交叉处比较难清理,有较多处风吹、水冲都冲不干净,必要时柱、梁、十字交叉处需要开口,待清除杂物后再补上。

③接层浇筑混凝土必须按接缝规定施工,常识性的清除后,第一罐混凝土前浇筑素水泥浆,以保证新旧混凝土结合好。

6.4 处理方法

当表面缝隙较细时,可用清水将缝隙冲洗干净,充分湿润后抹水泥浆;夹层较深时,则将夹层中的杂物和松软混凝土清除,用清水冲洗干净,充分湿润,再浇筑。可采用提高一级强度等级的细石混凝土补齐捣实,认真养护。

7 裂缝

7.1 现象

表面温度裂缝走向无一定规律,梁板式或长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边,裂缝宽度一般在0.5 mm以下。

混凝土是一种非匀质脆性材料,在温度和湿度变化的条件下,硬化并产生体积变形,由于各种材料变形不一致,互相约束而产生初始应力(拉力或剪力),一般称为微裂。一般肉眼可看见的裂缝宽度约为0.03 mm~0.05 mm。宽度小于0.05 mm的裂缝对使用无多大危害。因此,混凝土结构规范中规定,对有些结构按其所处的条件不同,允许存在一定宽度的裂缝,即裂缝宽度(指不再扩展的最终宽度) 控制在一定范围内是允许的。但施工中仍应尽可能采用有效技术措施控制裂缝,使结构尽量不出现裂缝,或尽量减少裂缝的数量和宽度,特别要避免有害裂缝的出现,以确保工程质量。

混凝土的裂缝比较普遍,目前人们遇到的主要是在施工中产生的温度裂缝。

7.2 原因分析

混凝土裂缝有多种原因,主要因素是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性、结构不合理,原材料质量差,模板变形和基础不均匀沉降等。

混凝土硬化期间水泥产生大量水化热,内部温度不断上升,在混凝土表面引起拉应力;后期在降温过程中,使混凝土内部和表面温差很大,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起拉应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。

许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化,如养护不当,时干时湿,表面干缩变形受到内部混凝土体的约束,也往往产生裂缝。由于材料质地不均匀,水灰比不稳定以及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度也不是均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的簿弱部位。

施工中混凝土由最高温度冷却到工程运行时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力,有时温度应力可超过其他荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对进行合理的结构设计和施工极为重要。

7.3 预防措施

7.3.1 控制混凝土温度

①拌合混凝土时加浆或用冰块等将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。

②规定合理的拆模时间,以免混凝土表面发生急剧的温度变化。

7.3.2 改善约束条件

①对混凝土体进行合理地分缝、分块。

②合理安排混凝土浇筑工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。

7.3.3 加强混凝土的早期养护

①混凝土早期养护,保持湿度必须根据现场实际温度做出覆盖、浇水的决定。华北地区夏天室外温度中午高达36℃~38℃,则混凝土表面已硬化成形即可覆盖浇水。目前多是利用覆盖塑料簿膜,以保持湿润,可为早期养护。

②持续养护,一般要求按规范进行养护。由于各种原因持续养护天数不够而忽略了混凝土的后期养护,也是产生裂缝的重要因素。

7.4 处理方法

①严格遵守设计和施工规范,防止进一步人为的损伤结构和构件,尽量避免大动大补,在安全可靠的基础上,要考虑技术上的可能性,力求施工简单易行,符合经济合理的原则。

②根据裂缝性质大小,结构受力情况和使用要求,区别情况及时进行处理。

③对于裂缝的处理方法多种多样,有表面补修法,如表面涂抹水泥浆、表面涂抹环氧胶泥或用环氧黏贴玻璃布等;有内部补修法,如水泥灌浆法、化学灌浆法;有结构加固法,如加设钢筋混凝土围套法、加钢套箍法、设置预应力拉杆等。

8 两个实例

一是大同煤矿集团公司万人坑遗址展览馆旧馆加固工程。

同煤集团万人坑遗址展览馆改造,因该工程年久,钢筋混凝土柱、梁、板产生多道裂缝,需加固处理。采用的是用碳纤维片配树脂黏结材料,对混凝土裂缝梁、板、柱进行单层和多层黏结。施工中仅作了部分试验,虽然本法处理裂缝也比较先进可靠,终因成本太高而未能实施。

二是大同煤矿集团公司综合培训中心工程。

该工程混凝土消防水池容积为140 m3。池内外全部按防水要求完工后,装满水,水池两面多处出现混凝土裂缝。裂缝宽0.03 mm~1.0 mm,长度不一,断续出现多处裂缝形成水线喷出。

处理方法:

本工程为大同市第四建筑公司防水队施工,采用加压灌浆法。

工序:钻孔→吹净→枪 (压力392 kPa)→栓→膨胀液(阻水)。

钻孔:沿裂缝方向孔径10 mm,间距100 mm~150 mm。

孔深:混凝土构件厚度2/3。

用枪吹出杂物,用加压枪将栓钢橡胶套(制成品长80 mm,直径约10 mm,中间孔径1 mm~3 mm,钢与橡胶套) 打入孔中,栓钢橡胶套外露30 mm(构件外边),入内50 mm,注入膨胀液,加压使膨胀液流入混凝土裂缝中,直到膨胀液自橡胶套外部流出,则说明缝隙已经塞满。经20 min左右,待膨胀液凝固后,将外露30 mm橡胶套打掉。期间,前后钻孔打眼80多个。加压灌浆法,此前在大同市多处使用效果不错。该水池于2010年堵裂到现在未再出现问题,本处理办法经济合理可多采用。

[1] 杨嗣信.高层建筑施工手册.北京:中国建筑工业出版社,2001.

[2] 张玉萍.建筑工程施工质量控制与质量验收实用手册.北京:中国建筑工业出版社,2004.

[3] 彭圣浩.建筑工程质量通病防治手册.北京:中国建筑工业出版社,1984.

Analysis and Prevention of Quality Defects on Concrete Contruction

Chang Yinjiu

This article presents“familiar defects” of concrete construction, meanwhile it analyzes the reason and proposes the prevention measure and the treatments.

concrete engineering construction; construction quality; quality defects

U445.57

A

1000-4866(2011)02-0047-04

常银久,男,1962年9月出生,大学本科学历,现在大同煤矿集团宏远公司工作,助理工程师。

2011-04-01

2011-04-22

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