刍议水利工程中混凝土质量缺陷的成因及处理措施

2014-04-02白晶

黑龙江水利科技 2014年11期

白晶

(吉林市永舒灌区管理局，吉林省吉林市132617)

水利工程建设中，混凝土施工常出现一些质量缺陷，影响工程的结构性能、使用功能、耐久性和美观，给工程带来较大的安全隐患。为提高结构物混凝土外观质量，确保达到相关规范标准要求，工程技术人员必须从重视这项工作，结合工程的实际情况采取有效措施加强对结构物混凝土外观质量的控制，最大限度预防和消除质量缺陷，保证工程结构安全与美观，使混凝土工程施工的质量得到有效控制。

1 混凝土工程质量缺陷的现象

混凝土工程质量缺陷分表面外观缺陷和内在缺陷。具体现象如下:

1)混凝土表面局部缺浆粗糙，有许多小凹坑。俗称“麻面”。

2)结构内部的主筋、副筋或箍筋外露。俗称“露筋”。

3)混凝土局部缺浆石子多，形成蜂窝状孔洞。

4)混凝土内部有空腔，局部无混凝土，蜂窝特别大。

5)施工缝处混凝土结合不好，有缝隙或夹有杂物，造成结构整体不好。

6)缺棱掉角，梁、板、柱、墙及洞口直角初，混凝土局部掉落，不规整，棱角有缺陷。

7)混凝土强度偏低、匀质性差。同批混凝土试块的抗压强度的平均值＜0.85 或0.90 设计强度等级;同批混凝土中最低一组试块强度值＜0.90 设计强度等级;同批混凝土中个别试块强度值过高或过低，出现异常［1］。

8)混凝土保护层破坏或混凝土保护性能不良，当结构的保护层混凝土遭破坏或保护性能不良时，钢筋会锈蚀、铁锈膨胀导致混凝土开裂。

9)混凝土收缩裂缝，裂缝多在新浇筑并暴露于空气中的结构构件表面出现，有塑态收缩、沉陷收缩、干燥收缩、碳化收缩、凝结收缩等收缩裂缝，这种裂缝不深也不宽。

2 混凝土缺陷的系统性原因

2.1 设计方面

因设计造成水工混凝土缺陷，常见的有设计方案选择不当、设计因素考虑不周、数据引用不准、计算出现错误等。

设计方面的原因如下:①结构形式选择不当;②设计尺寸选择不当③受力因素考虑不周;④环境因素考虑不周;⑤设计计算出现错误;⑥更改设计考虑不周。

2.2 施工方面

施工是造成水工混凝土质量问题的最重要原因，常见的有施工过程中在衡量、拌和、运输、平仓、振捣、养护和表面保护等环节上，未能认真操作，出现失误和差错，都可能成为混凝土缺陷的直接原因。

2.3 运行管理方面

运行管理方面的原因主要包括运行操作不善，对危害建筑物安全的环境未予重视、对建筑物或辅助设施的维修不及时等。运行管理不当而造成水工混凝土缺陷的情况不多，而且大都和设计施工有密切的联系。

3 预防缺陷的基本措施

这些措施，涉及设计、施工、运行等各个环节，归纳起来基本上可分为以下几个方面:

3.1 合理选用原材料

合理选择混凝土的原材料及其配合比，能有效地改善混凝土的热血性能和力学性能，提高混凝土容重和密实性，是预防混凝土缺陷的基础。

水泥的选用不仅强度指标要符合要求，而且品种要符合耐久性要求，如大体积混凝土，要选用低热水泥;在有硫酸盐侵蚀的工程，要选用看硫酸盐水泥。

骨料的岩性对混凝土的热膨胀系数起着决定作用，为了降低温度应力，在条件允许下，应尽量选用热膨胀系数小的骨料，如石灰岩、玄武岩等。

在混凝土中掺用优质外加剂(如引气剂)并保证合理的含气量和严格控制水灰比，是提高混凝土的抗冻性和抗渗性行之有效的措施。为防止裂缝，掺用氧化镁等微膨胀原料，促使混凝土微膨胀，已被实践证明相当有效。因此合理采用外加剂、掺合料对防止混凝土缺陷也是有用的。除了原材料的种类和特性外，材料的配合比也是影响缺陷的重要内容。优秀的配合比能提高混凝土的性能，增强抗缺陷的能力。

3.2 优化结构形式

混凝土结构形成对建筑物的应力状态有很大的影响，过流面的形状对气蚀形成起重要的作用，采用合理的结构形式将为预防和减轻混凝土缺陷提供有利的内在条件。例如:为了减小应力集中，应尽量控制结构中孔洞的数量和控制断面的突变，采用合理的形状;为了减少暴露面，宜优先选用体重力坝、拱坝等坝型。我国混凝土坝的实践证明，合理的坝型和结构形式能有效地减小裂缝的发生的机率。

3.3 严格控制浇筑质量

混凝土的质量优劣是混凝土产生缺陷与否的关键，加强混凝土全面质量管理，保证混凝土质量达到设计要求，是防止或最大限度地消除缺陷的最重要措施。尤其是搞好混凝土施工期间的质量控制，更是关键之关键。

混凝土施工质量控制与管理应该贯穿于混凝土浇筑的全过程，包括原材料配备、拌和、运输、入仓、平仓、振捣、养护及立模拆模等。每一个环节、每一道工序都必须注意做到精心施工，一丝不苟。往往有些工程很注重混凝土原材料本身的品质，注重配合比设计，但在施工的某些环节上却未能严格控制、以致造成混凝土质量低劣，其结果或者是直接造成缺陷，如架空、低强等，或者导致发生裂缝、渗漏等。

在质检过程中，一旦发现问题，要立刻引起高度重视，一方面分析原因，找出症结所在，采取措施，防止重复出现同样的质量问题，一方面对缺陷及时处理，把缺陷消灭在萌芽之中，不使其发展扩大，控制和减少缺陷造成的危害。

3.4 采用先进技术

在加强混凝土质量控制的同时，积极推广应用新技术、新材料、新工艺，是提高混凝土质量、最大限度地避免混凝土缺陷的重要一环。科学技术发展日新月异，科技成果层出不穷，这些都为提高混凝土工程的技术水平创造了条件。水工混凝土设计、施工、运行各方面、各部门都有责任积极推广应用先进技术来预防缺陷。

4 混凝土工程施工中质量缺陷的补救措施

4.1 麻面处理

混凝土表面局部缺浆粗糙，有许多小凹坑形成麻面。施工中可将麻面局部用清水刷洗，充分湿润后，用水泥浆或水泥砂浆抹平。

4.2 钢筋外露处理

将外漏钢筋上混凝土和铁锈清洗干净，再用水泥砂浆(1∶2比例)抹压平整。如露筋较深，应将薄弱混凝土剔除，清理干净，用高一级的细石混凝土捣实，认真养护。

4.3 蜂窝、挂帘处理

小蜂窝可先用水冲洗干净，用1∶2 水泥砂浆修补;大蜂窝，先将松动的石子和突出颗粒剔除，并剔成喇叭口，然后用清水清洗干净湿透，在用高一级配细石混凝土捣实，认真养护。挂帘用扁平凿和砂轮凿除、磨平、磨光。

4.4 外露钢筋头、管件头

外漏钢筋头、管件头全部采用电动砂轮进行切割，并切除至混凝土表面以下20 ～30 mm，采用预缩砂浆或环氧砂浆填补。严禁用电焊或气焊进行切割，以免损坏表层混凝土。

4.4 错台修补

对错台＞2 cm的部分，先用扁平凿按1∶30(垂直水流方向错台)和1∶20(顺水流向错台)坡度凿平顺，混凝土保持平顺连接;错台＜2.0 cm的部位，直接用电动砂轮按相同坡度打磨平整。对错台的处理在混凝土强度达到70%后进行。

4.5 悬臂模板孔洞回填

用钢丝刷将孔洞周边刷毛，冲洗干净后再回填微膨胀砂浆。

4.6 回填混凝土

较大缺陷部位采用回填修补，回填修补与被修补的混凝土使用相同的材料和配比。修补时使用新模支托，以保证修补后表面平整度满足要求，修补后在一周内连续保持潮湿养护，温度≥10 ℃。

4.7 不平整表面处理

凸出于规定表面的不平整表面用凿子凿出和砂轮打磨。凹入表面以下的不平整表面用凿子除掉缺陷的混凝土，形成供填充和修补用的足够深的坑、槽。在进行清理、填补和抹平。采用砂浆和混凝土修补时，在待修补处和周围至少1.5 m范围内用水使之湿润，以防附近混凝土区域从新填补的砂浆或混凝土中吸收水份。在准备的部位湿润以后，先用干净水泥浆在该区域涂刷一遍，然后用预缩砂浆或混凝土进行回填修补。

对于有美观要求的混凝土修补，在水泥里混入一定比例的白水泥使修补后混凝土的颜色与周围混凝土相协调。当充填的砂浆凝结后，擦掉表面多余的砂浆。填料与周围混凝土齐平，在表面上不留有材料和粉粒。

其余尚有做好孔洞处理、施工缝处理、缺棱掉角处理、匀质性差处理、保护层处理、裂缝处理等，本文不再赘述。