水工混凝土生产使用中的通病成因及防治措施

1 前 言

水工混凝土施工生产过程中,受材料、施工、温度、气候等多种因素的影响,产生蜂窝麻面、裂缝、渗漏、冻融、变形等质量通病,降低水工混凝土质量等级,严重影响其结构安全,缩短了水工混凝土使用寿命。为此,通过对以下几种常见质量通病成因的分析研究,结合成功经验和实际做法,提出相应的防治措施,有效解决水工混凝土病害处理问题,对提高工程质量、延长工程使用寿命具有重要的现实意义。

2 水工混凝土质量通病成因分析

2.1 水工混凝土表面蜂窝麻面及气孔的成因。水工混凝土浇筑拆模后,结构局部出现表面酥软、缺浆凹坑、粗糙麻点、豆状小孔、石子多而漏深大于5mm、表面形成孔隙群类似蜂窝状的窟窿、结构内部有尺寸较大的空隙、钢筋局部或大部裸露等。成因主要是:①混凝土配合比和粗细骨料级配不当,造成石子多,砂浆少;②混凝土搅拌时间短,拌和不均匀,混凝土和易性差;振捣不密实或过振出现漏浆;③运距过长,装卸料、运料不当,混凝土石子、砂浆离析、严重跑浆;④混凝土施工过程振捣不密实,不均匀振捣中产生气泡未采取适当措施及时排出;⑤模板安装质量不合格,模板表面粗糙或新旧混凝土接茬处漏浆,拆模不当造成混凝土表面被粘坏;⑥架模时模板表面湿润不够,隔离剂涂刷不均或局部漏刷失效等;⑦钢筋配置较密,粗骨料粒径太大或混凝土坍落度过小,浇筑时掉入泥块等杂质;③浇筑基础、柱子、墙根部等结构部位时间歇时间不够,上层混凝土连续浇筑或预留的孔洞和埋件处混凝土下料搁空、振捣不到位等。

2.2 水工混凝土裂缝的成因。混凝土表面或内部由于混凝土硬化凝固时产生的大量水化热作用,或不均匀收缩变形、沉降、干缩、温度变化、结构应力变化、结构约束变化产生的微观裂缝和宏观裂缝现象。

混凝土在浇筑过程中,在尚未受荷载作用时,混凝土硬化产生不均匀的体积变形,形成黏着裂缝、水泥石裂缝、骨料裂缝等微细裂缝(宽度小于0.05mm)。当受压荷载在30%~70%极限强度时,微观裂缝逐渐开始扩展并增加,形成宏观裂缝;当荷载在70%~90%极限强度时,裂缝显著扩展并迅速增多,裂缝相互串联直至混凝土完全破坏。

2.3 水工混凝土渗漏的成因。混凝土的施工缺陷引起混凝土渗漏,长期作用会导致钢筋锈蚀和混凝土冻融破坏;漏水较大时会引起工程建筑物沉陷垮蹋、输水量损失等严重后果。一般混凝土渗漏有如下几种情况:施工过程振捣不密实;施工缝处理不当;产生裂缝;伸缩缝止水带漏设或埋设不良;沿模板贯穿钢拉杆渗漏等。

2.4 水工混凝土冻融破坏的成因。混凝土微孔隙中的水,在正负温度交替变化作用下,其中毛细孔内的水结冰产生很大冰压力,形成冻胀压力和渗透压力联合作用,使得混凝土材料产生疲劳应力,造成混凝土强度降低,内部微裂逐渐增加、扩展连通,产生由表及里的剥落破坏。影响混凝土抗冻融性的因素主要有以下几种:①材料影响。用量不当的外加剂和掺合料使混凝土强度降低,抗冻融性减弱。对不同使用要求的混凝土,其外加剂和掺合料要通过科学实验合理确定。②混凝土配合比的影响。混凝土抗冻融性随水灰比的增大而降低;在相同水灰比条件下,混凝土抗冻融性随骨灰比的增大而降低;影响混凝土抗冻融性的主要因素是水灰比。③施工工艺影响。混凝土施工过程中,拌和工艺、成型工艺、混凝土养护均对混凝土抗冻性有不同影响。

2.5 水工混凝土建筑物地基变形的成因。混凝土建筑物地基条件不良,软硬不均,温差过大导致强冻胀,或因环境水、渗漏水造成局部地基产生不均匀沉陷、地基冻胀引起建筑物结构变形、裂缝破坏等,严重时影响混凝土建筑物安全运行。

3 水工混凝土质量通病的防治措施

3.1 水工混凝土表面蜂窝麻面及气孔的防治措施

3.1.1 防止蜂窝麻面积及气孔的主要措施。改善施工工艺,提高模板制作安装质量;认真设计、严格控制混凝土配合比、坍落度;粗细骨料计量准确,拌和均匀;运料过程中避免混凝土泌水离析;振捣时应均匀分层振捣,防止穿层过振、移位漏振等。浇筑过程中要防止出现漏浆;对基础、柱、墙根部等特殊部位浇筑时应控制1~1.50h的间歇时间,待沉实后再浇筑上层混凝土,防止出现烂脖子现象和尽蜂窝麻面、气孔和孔洞等。

3.1.2 蜂窝麻面的补强处理。混凝土表面蜂窝麻面的处理多采用改性水泥砂浆修补,方法简便,价格便宜。施工时先将蜂窝麻面清理干净,涂一层体积比为1:2的水泥与聚合物胶乳黏结层,在其潮湿状态下立即修补聚合物改性水泥砂浆,补平即可。聚合物常用丙烯酸胶乳和丁苯胶乳等,聚合物在聚合物改性水泥砂浆中的含量为10%,水泥与砂子的比为1.25:3,一般合格的建筑用砂即可。有特殊要求混凝土修补可采用环氧砂浆抹面修补。

3.1.3 表面气孔和孔洞的补强处理。对混凝土拆模后表面出现的豆状小孔、轻微少量的孔洞,多由于模板表面积留的水或空气引起,或不均匀振捣、漏浆严重所致。浇筑时主要通过调整混凝土配合比,提高混凝土的和易性;加强均匀振捣;加用减水剂、可吸收性模板、改变脱模剂等,避免气孔、孔洞产生。其补强处理一般采用改性水泥砂浆修补。

4 结 语

上述几种水工混凝土常见通病的防治措施,经过水利工程施工多年来的实践经验和外地施工单位的交流,成为实际解决水工混凝土通病的有效措施,对延长水工混凝土使用寿命,节省工程费用。实现经济、安全、高效的工程建设管理目标,其实用性和借鉴价值是显而易见的。