混凝土外观质量缺陷的预防与处理

2014-03-20宋士忠

河南建材 2014年1期

关键词：离析孔洞外观

宋士忠

黄冈职业技术学院（438002）

混凝土外观质量缺陷的预防与处理

宋士忠

黄冈职业技术学院（438002）

随着高速公路建设的快速发展，质量要求从单纯的内在质量逐渐向内外双修方向拓展，即不光重视内在强度、耐久性等方面的要求，还对外在质量外观提出更高的要求，一些地方提出的“内实外光”，就是对这一趋势的最好体现，这里从强化混凝土过程控制提高外观质量，以及外观缺陷的处理方式探讨等方面提出了自己的见解。

混凝土外观;质量缺陷;预防;处理

0 引言

混凝土是公路施工桥梁、涵洞及其附属结构最常用的材料之一,施工质量的好坏直接关系着对工程整体质量的评价。长期以来，人们在施工过程中对混凝土内在的质量比如强度、耐久性等方面分外重视,一般认为只要混凝土内在质量没有问题，整个工程质量就没有问题。可是随着社会经济的发展，人们在对于高速公路满足使用功能的同时，对相关附属功能（比如景观化）提出了更高的要求,混凝土外观质量就是在这样的形式下逐渐被提出来的。科技的进步、新的工艺及材料的应用为这种要求提供了拓展的空间，但是在具体的实施过程当中，很多施工单位由于多种原因经常返工或被迫补救，致使高速公路出现外观质量问题，给国家造成很大的浪费。下面结合笔者的一些工程实践及思考对外观质量缺陷的预防以及处理谈一些个人的看法。

1 外观质量缺陷产生的原因及预防

混凝土外观质量缺陷主要有：蜂窝、麻面、孔洞、裂缝、夹(分)层、色差、露筋等。混凝土出现质量缺陷不仅直接影响外观评价，而且对于混凝土结构的整体强度、使用耐久性、防渗防漏等指标均有较大的影响，所以要将外观放在提高混凝土整体使用质量的高度去处理。

1.1 蜂窝产生的原因及预防

蜂窝指的是在混凝土表面形成的或多或少大小如蜂窝的窟窿，形状呈不规则状，骨料间少水泥浆，石子外露的混凝土病害。产生的原因主要有以下几个方面：①配合比设计有问题，石多砂少；②拌和数量控制不准或拌和不充分；③运输或浇筑时发生离析；④模板漏浆及过度振捣；⑤混凝土坍落度过小及振捣不力。

针对蜂窝产生的原因，可以采取如下的预防措施：

①对于配合比设计有问题的，应当对配合比进行优化设计，配合比的砂率不宜太小。混凝土砂率影响因素有骨料粒径的大小、砂的种类、水灰比的大小、碎石的种类等多种因素,具体可以参考《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2000）表4.0.2有关规定及说明进行配比优化设计。

②对于拌和数量控制不准或拌和不充分的问题,可以对拌和机供料计量设备进行重新标定，定期检查。对于集中拌和混凝土水泥材料偏差应当控制在±1%，粗细骨料应当控制在±2%，水外加剂应当控制在±1%。在计量准确的前提下，拌和过程中作好最大投料量的控制，避免贪多求快超负荷工作影响拌和质量。为保证充分拌和，可以对最小拌和时间进行控制，根据混凝土坍落度以及拌和设备的不同控制最短拌和时间（见表1）。

表1 不同控制下最短拌和时间

如果有外加剂加入应当将搅拌时间适当延长1～2 min。

③对于运输或浇筑时发生离析的问题，避免办法主要从运输工具以及浇筑过程进行预防。混凝土运输要采用搅拌运输车在运输过程中保持不停地慢速搅拌，在等待浇筑过程中亦应当保持慢速搅拌状态。对于不具备条件时应采用不漏浆、不吸水、有顶盖且能直接将混凝土倾入混凝土浇筑位置的器具，运输距离不能太远，运输距离以运输时间控制（见表2）。

表2 运输距离与时间控制

混凝土运到现场后如发生离析或者严重泌水，应当进行二次搅拌。在浇筑过程为防止离析现象发生，应当注意卸料自由倾泻高度不大于2 m，大于2 m时应当设串筒、溜管等，大于10 m时应当设置减速装置，下料堆积高度以小于1 m为宜。

④模板漏浆及过度振捣导致水泥浆流失,预防方法主要为混凝土浇筑前加强模板拼缝的密闭性检查,在浇筑过程中发现漏浆及时进行封闭处理。

⑤混凝土坍落度过小及振捣不力，预防措施应当从加大坍落度及强化振捣两个方面入手。在夏季施工坍落度应当在试验提供数值的基础上,根据温度、风力等外界条件以及振捣条件适当提高1～3 cm。振捣应当注意分层厚度(一般控制在振捣器棒长的0.95倍左右)不宜过大，振捣器移动距离不应超过其作用半径的1.5倍，并插入下层混凝土50～100 cm。

1.2 麻面产生的原因及预防

麻面指在混凝土表面形成的像绿豆大小（一般在5 mm左右）不规则的凹点的混凝土病害，其产生的原因主要有以下几个方面：①由模板问题引起；②未及时进行振捣或振捣不足；③模板漏浆或振捣后未很好进行养护。

针对麻面产生的原因，可以采取如下的预防措施：

①模板问题引起的麻面主要表现在模板表面粗糙不平，脱膜剂过厚造成液体残留，模板过度吸水或未进行充分润湿。处理方法：针对不同原因分别采取模板修饰整平；更换脱膜剂或改变脱膜剂涂刷方法；混凝土浇筑前对模板充分进行润湿。

②未及时进行振捣或振捣不足造成麻面预防，首先应当保证混凝土的浇筑连续进行，间断时间不应当超过前一层混凝土的初凝时间，以确保混凝土振捣有效性。初凝时间根据试验确定。振捣应当确保不漏振,每一部位应当振捣至混凝土明显下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆为止。

③模板漏浆或振捣后未很好进行养护造成麻面预防，加强模板密闭性的检查及过程检查，避免漏浆，混凝土浇筑完成后要及时进行覆盖及洒水保湿，避免湿气蒸发过快造成麻面。

1.3 孔洞产生的原因及预防

孔洞基本上是蜂窝现象扩大化的产物,主要现象为混凝土结构内部存在空隙，局部或全部没有混凝土，属于较严重的质量事故。产生的原因主要有以下几个方面：①混凝土在运输或浇筑过程中发生离析；②钢筋密集，骨料被钢筋卡住无法顺利下泻，加上振捣不力引起；③混凝土捣空，砂浆严重分离，石子成堆造成孔洞；④混凝土受冻及冰块等掺入。

针对孔洞产生的原因，可以采取如下的预防措施：

①混凝土在运输或浇筑过程中发生离析预防,可以依据上面1.1预防措施③有关方法进行控制。

②钢筋密集，出现骨料被钢筋卡住无法顺利下泻，应当首先加强拌和站骨料的控制，严格使用试验规定规格的石料，避免骨料过大卡料形成孔洞。另外，在振捣过程中除加强振捣工的相关技术交底外,设专人进行检查，用专门工具进行疏导，也可在模板外侧用小木槌进行敲打协助振捣，对于重点部位尤其要重点控制。在征得监理工程师同意前提下，也可在钢筋密集处及复杂部位，采用细石混凝土浇灌，在模扳内充满，认真分层振捣密实。

③避免混凝土捣空，砂浆严重分离，石子成堆造成孔洞,主要应强化拌和，避免离析，同时加强施工振捣控制。

④避免混凝土受冻及冰块等掺入形成孔洞,要加强冬季施工原材料的防雨雪覆盖以及混凝土的防冻措施,避免原材料雨雪淋湿后形成冰块混入。对拌和用水进行加热，延长拌和时间，在混凝土运输过程中要采取防冻措施。

1.4 裂缝产生的原因及预防

裂缝是指在施工或使用阶段混凝土表面出现的开裂，其产生的原因主要有以下几个方面：①收缩原因引起收缩裂缝；②温差原因产生裂缝；③水泥安定性原因引起的裂缝；④过早施加外应力引起的裂缝。

针对裂缝产生的原因，可以采取如下的预防措施：

①收缩裂缝产生是由于混凝土的逐渐散热和硬化过程引起的收缩，会产生很大的收缩应力，如果产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度,在混凝土中产生收缩裂缝。预防的主要办法是控制水泥与水的用量,要认真进行配合比设计，用改善骨料级配、降低水灰比、掺加混合材料、掺加外加剂等方法，在满足设计强度和施工的前提下，尽量减少水泥和水的用量。也可根据试验掺入10%～15%的粉煤灰。加强混凝土的养护。

②温差裂缝的主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大，特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。预防主要采取设置系统的测温设备、降温设备，掺入缓凝型减水剂，推迟水化热峰值出现，使升温期延长，有足够的时间让混凝土强度增长,提高混凝土的抗拉强度，减少裂缝产生。另外，要加强早期的养护，拆模时间不宜过早,特别是昼夜温差较大和冬天更应注意。模板拆除后，宜进行覆盖，加强混凝土的养护，使混凝土表面保持潮湿状态。

③由于水泥安定性原因引起裂缝主要是由于水泥材料安定性不合格引起的,解决办法就是更换安定性合格的水泥。

通过协议明确界定学校、企业、学生（家长）三方各自的职责与义务。学校与企业要签订联合培养的合作协议，学生要与企业签订三年的学徒协议。

④过早施加外应力主要是指拆除模板不当,施加张拉应力过早、意外荷载施加等。预防主要注意支承模板与支架要有足够的强度与刚度,避免由于支架模板扰动使结构过早承力。模板拆除过程必须按照规定的时间文明拆除，避免提前拆模及野蛮作业。施加张拉应力应按照设计规定进行，未具体规定的张拉应力时混凝土强度不得低于设计强度的75%。意外荷载主要指构件支放不稳或吊装搬运违反规定产生意外应力超过允许值引起，预防办法是规范构件存放及搬运。

1.5 夹(分)层产生的原因及预防

夹(分)层是指在混凝土内部夹带松散混凝土或杂物以及形成几个颜色级配不相同的层状缝隙带，分层又称作冷缝。产生的原因主要有以下几个方面：①分次浇筑未对接口进行清理或处理以及在浇筑过程中混入杂物;②施工缝留茬或接茬时振捣不足；③混合料离析；④分层浇筑时间间隔过大，又未及时处理。

针对夹(分)层产生的原因，可以采取如下的预防措施：

①分次浇筑要对接口进行彻底清理,应将接茬处凿毛至全部露出新混凝土为止。对于茬口部位软弱部分一定要彻底清除，浇筑前对接口进行充分润湿。在浇筑过程中严禁混入杂物，如有及时进行清理,风沙天气施工应当采取防沙措施。

②避免施工缝留茬或接茬时振捣不足，应当注意先捣固距茬口20～30 cm处部位,然后捣固接缝部位。

④混凝土分层浇筑拌合运输设备要与前场浇筑施工能力匹配，供料能力要充足，保证连续浇筑避免等料下锅的情况，夏季或温度较高坍落度损失大时应当适当加大坍落度值。如果发生前后衔接脱节，前一层混凝土超过初凝时间，应当按照接缝方式进行处理,具体方法参照本项①的方法进行。

1.6 色差产生的原因及预防

色差指在混凝土表面形成的分块或分层颜色深浅不同、光洁度差异的现象，呈带状或斑状。产生的原因主要有：①模板材质不同或材料差异引起;②配合比差异或外加剂使用不当引起；③施工振捣不规范或离析造成。

针对色差产生的原因，可以采取如下的预防措施：

①由于模板材质不同，表面光洁度不同,混凝土在浇筑过程中失水会出现差异,模板表面光洁度差异影响到混凝土表面的光洁度不同，直接造成表面视觉差异，出现色差。解决办法是尽可能采用同质的材料作模板,最起码在外露侧保持同类材料。材料差异主要表现在水泥、碎石方面，不同品种的水泥在形成混凝土时会表现为不同的颜色差异，有时同品种的水泥不同批次也会有颜色差异,碎石不同石质的材料在形成混凝土后也会产生不同的颜色差异。解决办法是将不同种类及批次的水泥、碎石材料尽可能分开使用,避免混杂使用。

②配合比设计水泥用量、操作水灰比及塌落度不同都会造成颜色差异，解决办法就施工过程中严格操作，保持施工配合比的稳定，具体可参照1.1第②的有关方法加强拌和控制。此外，外加剂使用不当也会引起色差，原因是没有严格按照规范“外加剂应先调成适当浓度的溶液再掺入”规定执行或者掺入控制不准,造成外加剂掺入不均或反应不充分，影响混凝土外观质量。

③在施工过程中，振捣不规范会形成混凝土或密或疏，会造成颜色密深疏浅的情况，直接影响混凝土颜色的一致性。离析造成材料均匀性差异，直接造成颜色深浅不一。解决办法是规范浇筑施工过程，具体可参照上面1.1预防措施③有关方法进行控制。

1.7 露筋产生的原因及预防

露筋指主筋没有被混凝土包裹外露或混凝土孔洞中露出钢筋的质量缺陷,属于严重的质量缺陷。产生的原因主要有：①垫块移位或漏放导致保护层不足钢筋外露;②保护层外混凝土振捣不密实；③混凝土边角脱落。

针对露筋产生的原因，可以采取如下的预防措施：

①模板支放及混凝土浇筑前进行严格检查,在混凝土浇筑过程中作好观察，杜绝垫块移位或漏放事件发生。

②加强保护层附近混凝土的振捣工作,确保保护层外混凝土振捣密实。

③避免混凝土边角脱落，一方面对构件搬运加强保护，避免碰撞,另一方面对于边角部分在混凝土浇筑过程中作好模板的湿润，避免模板湿润不够吸水过多影响边角部分强度，造成掉角。

2 混凝土常见外观缺陷的处理

以上是混凝土外观常见病害的形成原因及一般预防措施，但是很多时候虽然我们采取了很多保证措施，还是会有问题出现。对于影响使用质量的可以推倒重来，但对于一些小的外部缺陷，可以通过一定的方式进行处理，如同类材料(混凝土)修补、外观颜色处理、胶类材料填充黏合等缺陷处理方法。处理混凝土外观缺陷，首先要征得监理或监督管理部门的同意，然后在保证结构安全、结构功能、结构耐久等性能不降低的前提下进行。下面就常用的处理的方法作一个简单的介绍。

2.1 蜂窝处理

一般采用同类材料修补的办法,较小的蜂窝处理采取先将蜂窝洗刷干净后，用1：2或1：2.5水泥砂浆抹平压实；对于较大蜂窝，凿去蜂窝处薄弱松散颗粒，刷洗后支模，用高一级细石混凝土仔细填塞捣实。对于较深的蜂窝，如果清除困难，可埋压浆管、排气管，表面抹砂浆或灌筑混凝土封闭后，进行水泥压浆处理，

2.2 麻面的处理

如果表面作粉刷的，一般不进行处理。表面无粉刷的，应在麻面部位浇水充分湿润后，用原混凝土配合比去石子砂浆，将麻面抹平压光既可。

2.3 孔洞处理

将孔洞周围的松散混凝土和软弱浆膜凿除,用压力水冲洗，湿润后用高强度等级细石混凝土仔细浇灌、捣实。需要说明的是，孔洞属于比较严重的质量缺陷，笔者不赞成修复，建议推倒重来。

2.4 夹(分)层处理

缝隙夹层不深时，可将松散混凝土凿去，洗刷干净后，用1：2或1：2.5水泥砂浆填密实。缝隙夹层较深时，应清除松散部分混凝土和内部夹杂物，用压力水冲洗干净后支模，灌细石混凝土或将表面封闭后进行压浆处理。对于一些要求比较高的部位也可用环氧树脂或其他专门的缝隙修补胶进行灌缝处理，具体施工工艺参照相关产品使用说明。对于施工衔接处出现冷缝一般采用表面修饰的办法，可以参照下面2.5表面色差处理的方法。

2.5 表面色差处理

表面色差一般采用水泥加胶以一定的配比配合后，进行表面涂刷的处理方式，施工要点是颜色一致，一般优先选用浇筑混凝土同种水泥,特别是进行部分涂刷时一定要先进行多次试配颜色对比，确保颜色的一致性。进行颜色深浅调整可掺入白水泥,也可选用不同种类的胶。

2.6 露筋处理

表面漏筋处理。将漏筋部位刷洗净后，在表面抹1：2或1：2.5水泥砂浆，抹平。对漏筋较深的部位，凿去松散混凝土和突出颗粒,洗刷干净后,用比原来高一级的细石混凝土填塞压实。