浅谈如何防治混凝土表面缺陷

2011-08-15王春伟

黑龙江交通科技 2011年12期

关键词：脱模剂气孔水化

王春伟

(黑龙江工程学院)

浅谈如何防治混凝土表面缺陷

王春伟

(黑龙江工程学院)

结合哈尔滨绕城高速公路东北段建设项目(秦家至东风)中松花江大桥主桥承台和墩身混凝土的施工，找到混凝土产生表面缺陷的内因。在施工中有针对性的采取预防措施，对既有的缺陷加以必要的修复处理，以提高混凝土的外观质量。

承台;施工工艺;引气剂;水化热

不论现场管理水平如何，混凝土的施工都不可能在非常理想的条件下进行，往往会由于种种原因，或者是结构型式的特殊，或者是气候条件的恶劣，或者是施工方法、施工工艺的不规范等等，一般情况下，很容易在混凝土的浇筑过程中或刚刚施工完不久产生表面缺陷。混凝土的表面缺陷大致可以归纳为以下几个方面。

1 表面裂缝

混凝土表面的裂缝大都是因为收缩而产生的，主要有两大类，一类是刚刚浇筑完成的混凝土表面水分蒸发变干而引起，另一类是因为混凝土硬化时水化热使混凝土产生内外温差而引起。

刚刚浇筑完成的混凝土，往往因为外界气温较高，空气中相对湿度较小，表面蒸发变干，而其内部仍是塑性体，因塑性收缩产生裂缝。这类裂缝通常不连续，且很少发展到边缘，一般呈对角斜线状，长度不超过30 cm，但较严重时，裂缝之间也会相互贯通。对这类裂缝最有效的预防措施是在混凝土浇筑时保护好混凝土浇筑面，避免风吹日晒，混凝土浇筑完毕后要立即将表面加以覆盖，并及时洒水养生。另外，在混凝土中掺加适量的引气剂也有助于减少收缩裂缝。

对于较深层的混凝土，在上层混凝土浇筑的过程中，会在自重作用下不断沉降。当混凝土开始初凝但未终凝前，如果遇到钢筋或者模板的连接螺栓等东西时，这种沉降受到阻挠会立即产生裂缝。特别是当模板表面不平整，或脱模剂涂刷不均匀时，模板的摩擦力阻止这种沉降，会在混凝土的垂直表面产生水平裂缝。

混凝土在硬化过程中，会释放大量的水化热，使混凝土内部温度不断上升，在大体积混凝土中，水化热使温度上升更加明显，在混凝土表面与内部之间形成很高的温度差，特别是在特大桥大体积承台施工中，现场实测混凝土内外温差有时会达到50℃以上。表层混凝土收缩时受到阻碍，混凝土将受拉，一旦超过混凝土的应变能力，将产生裂缝。为了尽可能减少收缩约束以使混凝土能有足够强度抵抗所引起的应力，就必须有效控制混凝土内部升温速率。在混凝土中掺加适量的粉煤灰，能使水化热释放速度减缓;控制原材料的温度，在混凝土结构内部采用冷却管通以循环水也能及时释放水化热能。

本项目松花江大桥为避免承台大体积混凝土的内外温差大而引起裂缝，主要采取以下几个方面措施。

(1)承台混凝土使用低热水泥和级配良好的5～31.5 mm的粗集料，使拌合物具有和易性好、可泵性好、初凝时间长、坍落度损失小等特性。

(2)选择适当的配合比，掺入适当的外加剂，减少相应的水泥用量降低水化热，配合比应满足设计强度、泵送施工、低水化热、缓凝时间长等要求。经多次配比试验，确定水泥用量335 kg，粉煤灰85 kg。

(3)在承台混凝土内埋设降温冷水管，混凝土浇筑后立即通水降温。这是个有效的散热措施，可以通过水流将混凝土内部产生的水化热带出。经监测得出，混凝土浇筑7 d内是产生热量的高峰，控制混凝土内外温差在25℃以内，当进、出口水温温差大于25℃时，可采用加大泵量来降低混凝土内部温度，直至达到温控要求。

(4)控制混凝土入模厚度和振捣工艺。每层浇筑厚度控制在0.3～0.5 m，混凝土的入模温度一般小于13℃。

(5)做好养护工作。对承台混凝土顶部无模部分用草袋和塑料薄膜覆盖保温保湿，侧面用棉被包裹保温，以减小混凝土内外温差。

值得特别一提的是不同品牌水泥的混用也会使混凝土产生裂缝。不同品牌的水泥，其细度、强度、初终凝时间、安定性、化学成分等不尽相同，且还存在相容性的问题。在混凝土施工时，应该严禁不同品牌、不同标号的水泥混在一起使用。

对于浅层裂缝的修补，通常是涂刷水泥浆或低粘度聚合物封堵，以防止水份侵入;对于较深或较宽的裂缝，就必须采用压力灌浆技术进行修补。

2 表面破损

混凝土表面破损包括:表面峰窝、表面麻面、表面气孔、表面冲蚀等，至于表面蜂窝，是因为振捣不到位所至，在施工中只要增强责任心就能避免，在这里主要就表面麻面、气孔、冲蚀谈几点看法。

脱模后的混凝土表面麻面起粉，主要原因是因为混凝土表面出现缓凝现象所致，这可能是由于使用了不合格的脱模剂或脱模剂使用不当造成的。当脱模剂用量过大时，既浪费又会引起混凝土表面缓凝，还会污染已经浇筑好的混凝土表面。

混凝土表面的气孔主要是模板表面携带的水、气泡引起的。如果模板表面有一定吸附性或透气性的话(如采用木制模板)，气孔可以减少;若采用抗渗透性强的钢模板，则气孔一般都是因为振捣不充分所致。即使振捣充分，也还会有气孔，特别是在混凝土的上层表面或模板向内倾斜的情况下，气孔很难避免。另外，所使用的脱模剂和混凝土配合比对产生气孔也有很大的影响，一般情况下，粘性大的混凝土比粘性小的更容易产生气孔。

水在模板与混凝土浇筑面之间渗流时，水泥浆随水一同流走，会使混凝土结构的垂直面产生像河流三角区一样的图形。其主要原因是因为混凝土坍落度太大或和易性太差，或使用的外掺剂不当而产生的泌水现象，大多属于混凝土配合比设计上的问题。这种冲蚀虽然发生在混凝土结构的浅层表面，对混凝土强度一般不会产生多大影响，但是，极大地影响了混凝土外观，特别是当冲蚀破损较深或钢筋保护层较薄时，必须要进行很好的修补。

混凝土表面产生鱼鳞斑也可以归结为表面的冲蚀破坏，这往往同模板的刚度有关系。当模板的刚度不足，混凝土结构物的浇筑高度又较大，在浇筑上层混凝土时，模板受到极限侧压力，整体微量位移，在模板与混凝土的接壤处产生空隙，而这时下层混凝土还处于流塑状态，水沿着模板与混凝土间的空隙渗流，导致脱模后出现鱼鳞状的斑纹。建议使用大块整体模板，减少模板间的拼装缝。

3 表面颜色不均匀

施工中想要混凝土表面颜色完全一致几乎是不可能的，许多因素都会引起混凝土表面颜色发生变化，比如原材料的种类、施工配合比、混凝土的养护条件、混凝土的振捣情况、脱模剂的使用情况、模板的表面结构、模板的吸附性能等，还有拆模时人为造成的颜色变化，都会给人的感官上带来不悦。

决定混凝土颜色的原材料主要是水泥或掺加的矿粉、粉煤灰等粘结料，一旦粘结料的品种或粘结料的用量发生变化，都会导致混凝土颜色发生改变。当混凝土和易性欠佳，或在下料过程中混凝土粗、细骨料发生离析，或振捣不均匀等，导致某些部位粗骨料集中，某些部位砂浆过于丰富，待混凝土硬化后颜色不一致。

混凝土表面的锈迹也是常见影响混凝土颜色的一个因素，锈迹的产生有四种可能:第一种可能是由于含有黄铁矿(硫化铁)的骨料引起的，骨料中的黄铁矿与空气接触后会发生氧化反应生成铁锈;第二种可能是从混凝土结构中伸出钢筋(比如模板拉杆钢筋、混凝土表面漏筋)以及绑扎钢筋用的铁丝，暴露在外面一段时间后也会产生锈迹;第三种可能是由于模板表面本身产生了锈迹;第四种可能是由于混凝土结构上表面露出的钢筋长时间暴露在空气中产生的铁锈随雨水或养护水顺混凝土表面流下时，污染了混凝土面而产生锈迹。

在拆模时，由于一些人为的因素也会导致混凝土表面颜色发生变化。特别是气割用的氧炔焰，其温度很高，施工中往往由于操作不当将氧炔焰对着混凝土面熏烤，养生水质差，破坏了混凝土表面原有的颜色。

对于颜色不均匀的混凝土表面首要考虑的处理方式是采用稀释的酸性溶液进行清洗，然后再将处理后的表面用水彻底冲洗。当清洗确实无法产生明显效果时，再考虑使用表面涂层处理。