关于大体积混凝土产生蜂窝原因及质量控制对策研究

2023-02-27蔡家淮

中国建筑装饰装修 2023年3期

蔡家淮

随着大体积混凝土在我国现代建筑施工中的利用率加大，施工工艺质量上更加关注构造物规模、体量等标准的统一。基于经济效益和实用价值考虑，研究大体积混凝土施工质量的控制问题很有必要，但就目前情况来看，我国关于大体积混凝土施工技术的运用尚不成熟。大体积混凝土具有体积大、设计强度高以及用量多等特点，但是由于存在水化热现象，容易引起混凝土内部温度较高，因此需要在结构断面内设置较多的配筋。当施工要求相对较高，尤其是基础结构设置在地下部位时，对于大体积混凝土的抗渗和抗裂性要求更为严格。在施工的整体质量影响因素中，有人员技术水平的内部因素，也有环境、材料等外界因素影响，使得大体积混凝土施工质量难以把控，容易出现裂缝、麻面、蜂窝状及孔洞等通病。为了提高建筑单位的工作效率，避免经济损失，提高工程施工质量，关键任务是控制好以混凝土裂缝为主的质量通病问题[1]。

1 大体积混凝土的内涵与特征

1.1 大体积混凝土的定义

我国《大体积混凝土施工标准》（GB 50496——2018）中定义，混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1 m 的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称为大体积混凝土[2]。

1.2 大体积混凝土的特点

大体积混凝土的主要特点表现为结构厚实、现浇量大以及施工难度高，同时存在水泥水化热问题，更容易导致大体积混凝土结构因温度影响而产生变形或裂缝等问题[3]。

1.2.1 结构体工程量大

在实际施工过程中，大体积混凝土常用于构筑物的关键部位，如大中型桥梁的基础部分及桩基承台部位，还有高层和超高层建筑的基础底板及结构转换层等部位，在水坝工程中的使用也较为广泛。通常情况下，这些构筑物所需的混凝土量较多，结构体工程量较大[4]。

1.2.2 水泥水化热问题

大体积混凝土在硬化期间，当混凝土的水化热发展到3 ～7 d，达到温度最高点时，混凝土的表面和边界温度相对较低，会形成较大温差，使混凝土内部形成压应力，表面形成拉应力，从而出现膨胀现象。后期随着温度降低减少收缩，一旦温度过低收缩过大、过快，就容易产生贯穿性裂缝，其整体性和抗渗能力等均会受到较大影响[5]。

1.2.3 工程条件复杂

一般来讲，大体积混凝土构筑物的结构形式都比较复杂，因此在施工过程中，工程条件也呈复杂多样化特点。例如，当大体积混凝土设置在岩石类地基上时，需要在混凝土垫层上布置滑动层；另外，在设计时还需要进一步采取减少外部约束的技术措施等，这些必要条件均给工程施工带来了一定难度。

1.2.4 对裂缝控制要求高

通常情况下，如果裂缝宽度控制在0.1 ～0.2 mm，虽然会出现渗水，但是一段时间后裂缝可自愈。如果裂缝超过0.2 ～0.3 mm，则认为裂缝过宽，其渗漏水量将会迅速加大，从而影响整个建筑物的施工质量。

2 大体积混凝土产生蜂窝的质量控制

2.1 蜂窝产生的原因

众所周知，混凝土的和易性较差，容易出现离析泌水。因此在施工过程中，为了进一步防止混凝土产生分层现象，混凝土入模后应充分振捣，以便及时排出内部的大量气泡。但是有些水泥厂为了达到增大水泥细度的指标，会提高水泥早期的强度系数，在磨粉时加入一部分助磨剂，如木钙、二乙二醇等。这些助磨剂存在引气性能，气泡会呈现出不均匀的现象，甚至造成部分气泡偏大，导致混凝土表面出现蜂窝现象[6]。

仔细分析其产生原因，主要有以下几方面。一是混凝土配合比计算有误，导致水泥少、砂石多。二是水泥拌和时间不足，未能拌和均匀，和易性差。三是下料不良或不足，未设串筒造成砂石聚集，导致砂石与水泥离析；水泥未分级下料，振捣不实、漏振或振捣时间不够。四是混凝土施工时，基面无坐浆或接缝密封过严，水泥砂浆大量流失。

2.2 蜂窝与麻面的处理措施

严格控制好混凝土的配合比、拌和时间以及浇筑高度，若高度超过2 m，则应设串筒或留槽。混凝土分层浇筑时，需要充分振捣、防止漏振，并经常检查，保证材料计量准确，防止漏浆。同时，要做好混凝土缺陷外观的修复工作。由于种种原因，混凝土表面会产生瑕疵，存在较多的蜂窝麻面等问题，进行人工修复十分必要，可在一定程度上起到美化效果。

对于麻面问题，由于混凝土表面涂有油性脱模剂，修复时应先在麻面的外表喷洒稀草酸液，用毛刷擦洗，去掉油脂，然后用清水冲刷一遍，使其表面湿润。修复所用的混凝土种类应与原混凝土相同，用粒径不超过1 mm 的细砂调制，但很难将混凝土砂浆的色泽调至和原混凝土相同。推荐使用7 ∶3 黑白混凝土，砂浆配比为1 ∶2 或1 ∶2.5，在修复时调试至色泽一致即可。在小灰桶中搅拌，然后采用漆工刮腻子的方式，将水泥用刮刀强力压入麻点，即压即平，再根据养护程序加以养护。待水泥终凝硬化达到一定硬度时，用细砂纸研磨，然后用水冲净表面灰尘，使其表面光洁平整且色泽统一。

蜂窝的表现形式为混凝土构件局部呈现疏松、水泥少、石块多、石块中间产生缝隙或形似蜂窝状的小窟窿（深度基本未见钢筋）等；对于墙柱下部，与底层相接触部位的蜂窝，常常称为“烂根”。针对建筑物外表产生的蜂窝，若洞口较小则可按麻面进行；若较大可先挖去蜂窝状、疏松的软弱区域，用钢刷或压力水除去表层灰尘，直至其外表完全湿润后，用比设计强度大一级的细石膨胀水泥，沿着斜沟塞入蜂窝中。若混凝土施工还未完成，则应间隔一段时间分多次压入，待混凝土稍凝固后，再按麻面的方法进行修补。施工中一旦发现蜂窝现象，不得随意处理，要经工程师检查后，安排有修补经验的人员实施修补[7]。

根据上述研究可知，结构的外观设计中，原材料级配是混凝土外观品质的依据，混凝土浇筑和养护是外观品质的保障，外部处理是混凝土外观品质的提高措施。同时，在混凝土浇筑时，要以预防为主，严格按照施工工艺方法进行，并做好施工管理工作，从而提高混凝土的外观品质。

3 大体积混凝土产生孔洞的质量控制

3.1 孔洞产生的原因

首先，部分水泥出厂时的质量相对较差，有些代销商为了降低成本、提高利润，会以次充好，掺杂在优质商品中蒙混过关。其次，在保管时，水泥材料堆积过多，存贮条件差或时间长，导致水泥产生结块现象，大大降低其活性。若将这种材料运用到大体积混凝土的施工中，势必会影响水泥的强度，导致出现裂缝问题（图1）。另外，出厂时的骨料（砂、石）质量不合格，外加剂质量较差等，也会影响混凝土的强度。

图1 大体积混凝土的孔洞裂缝（来源：网络）

3.2 孔洞的处理措施

通常情况下，发现孔洞问题后需要经过监理和技术负责人的确定和检查，商议出具体的处理方案，再进行孔洞处理。对于需要支模的孔洞，若存在露筋较多的情况，则应先清理钢筋上的铁锈等杂物，再用水冲洗。如孔洞非常严重，必须经过监理和相关部门研究后，再根据处理方案进行施工。在孔洞防治的过程中，要充分了解孔洞的特点（图2）。

图2 孔洞裂缝细节图（来源：网络）

4 大体积混凝土的质量控制相关对策

（1）科技方面。目前，关于大体积混凝土的施工质量控制问题，常用的施工设施和机械都是基于传统的设备技术层面上进行的，并未出现能够完全解决材料通病的科技设施，工程师和施工人员仅能根据材料的自身性能，尽量弥补施工质量问题，但无法彻底解决。因此，需要加大科技投入，研发既环保又实用的新型合成材料，进而生产出满足各种施工工艺要求的材料，从根本上解决大体积混凝土的质量通病问题。

（2）材料方面。针对大体积混凝土的质量问题，要密切关注建筑原材料出厂时的质量监控，做好质量保障，这不仅关系着建筑单位的工程成本，也关系着我国未来建筑的使用寿命。

（3）施工技术方面。大体积混凝土在建筑施工方面存在很多难以把控和解决的技术通病问题，需要工程师利用经验和知识着重处理。通过对施工工艺的改革和创新，或者对材料之间的优化配置，寻找出最适用的施工技术，从而在根本上解决施工质量通病。

（4）加强人才培养与技术提升策略。目前，我国的建筑施工技术发展进程缓慢，应加大对于建筑材料和土木工程方向创新型人才的培养，打破以往的被动式质量控制局面，更好地把控构筑物的施工质量[8]。尤其是针对大体积混凝土的应用，一般会用于市政等大型工程项目中，需要更多人才提供技术力量支持。另外，设计单位、监理单位以及施工单位需要共同努力，充分发挥人的主观能动性，提高设计人员的设计理念和施工人员的技术水平，确保每一个环节都能够合理无误，真正提高和保证我国大体积混凝土的施工质量。