談水利工程混凝土施工質(zhì)量缺陷的成因及處理方法
根據(jù)本人多年水利工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)對施工中常易出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷形成原因作出分析,并提出預(yù)防和處理措施,避免或減少、消除質(zhì)量缺陷,以滿足工程質(zhì)量和使用要求。
1 氣泡
拆模后在混凝土表面會(huì)看到一些小凹坑,是由于混凝土施工中的一些氣泡未被排出而破裂后形成的,稱之為氣泡。
1.1原因分析氣泡的形成主要是由于砂子偏細(xì)、引氣劑摻量不當(dāng)、鋪料厚度過大、振搗間距較大或振搗時(shí)間不夠等原因,使混凝土中的氣泡未被完全排出而造成,在一些混凝土斜面或曲面部位,由于上部支有模板,使混凝土振搗困難和氣泡排出困難,出現(xiàn)的氣泡現(xiàn)象較多。
1.2預(yù)防措施采用細(xì)度模數(shù)2.0-3.0范圍的天然砂或人工砂,保證其各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求;嚴(yán)格進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)并按確定的混凝土配合比施工,控制外加劑摻量;認(rèn)真進(jìn)行混凝土攤鋪、振搗作業(yè),每層混凝土攤鋪厚度控制在30~50era間,振搗時(shí)振搗棒應(yīng)緩慢拔出,不欠振或漏振。
1.3處理措施氣泡影響混凝土外觀,個(gè)別氣泡一般不必處理,局部較多或大面積應(yīng)予處理,拆模后要盡早處理,將產(chǎn)生氣泡部位刷毛或鑿毛,用水清洗濕潤,用相同或高于結(jié)構(gòu)物混凝土強(qiáng)度等級的水泥砂漿填補(bǔ)并壓光,采取覆蓋養(yǎng)護(hù)措施,防止水流沖刷。對斜面和曲面部位可在混凝土澆筑完6h后拆模處理氣泡,其處理效果較好,但拆模時(shí)要避免擾動(dòng)已澆混凝土。
1.4 工程實(shí)例某水庫溢洪道墻體澆筑中曾出現(xiàn)分層混凝土頂部30cm左右氣泡集中現(xiàn)象,其主要原因是采用粗細(xì)砂混合料,其細(xì)砂為西池天然砂,細(xì)度模數(shù)小于1.6,粗砂為主開天然砂,細(xì)度模數(shù)大于3.0,粗細(xì)砂摻合比例不當(dāng),混凝土拌和物抗分離性差,振搗后頂部細(xì)砂在頂部集中較多,影響氣泡排出。經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn),對粗細(xì)砂摻和比例進(jìn)行調(diào)整,并改善振搗工藝,基本上解決了氣泡集中現(xiàn)象。
2 蜂窩、麻面
在混凝土表面出現(xiàn)脫皮、剝落、疏松、粗糙、石子微露、石子間有空隙、局部漏漿等現(xiàn)象,稱為蜂窩、麻面。蜂窩、麻面使混凝土空隙率增加,混凝土強(qiáng)度局部減少,可形成各種有害離子通道,造成鋼筋銹蝕,直接影響結(jié)構(gòu)物壽命。
2.1形成原因配筋間距過密,混凝土拌和物離析、混凝土流動(dòng)性小,混凝土級配大,混凝土拌和物放置時(shí)間過長,局部漏振或欠振,模板有縫隙或跑模形成漏漿等。
2.2預(yù)防措施對配筋過密的結(jié)構(gòu)物采用較小級配混凝土,混凝土拌和物應(yīng)均勻,混凝土和易性好,縮短混凝土澆筑時(shí)間,模板縫隙堵塞密實(shí),模板支撐穩(wěn)固,混凝土入倉要防止骨料集中,振搗均勻,不過振、漏振、欠振。
2. 3 處理方法對蜂窩、麻面部位進(jìn)行鑿除,鑿探2cm左右,清洗干凈后用干硬性預(yù)縮砂漿填補(bǔ) 干硬性預(yù)縮砂漿即普通水泥砂漿拌好后,碼堆存放預(yù)縮0.5-1.5h,使其預(yù)先收縮一部分,以減少修補(bǔ)后的體積收縮,避免與基材脫開,其水灰比小,強(qiáng)度較高,砂漿配合比為水:水泥:砂:(0.28~0.32):1:(2.0~2.5)。填補(bǔ)前先用水濕潤,使其處于飽和面干狀態(tài),接著涂刷水灰比為0.4-0.45的濃水泥漿或勃結(jié)劑,再填補(bǔ)預(yù)縮砂漿,拌平壓實(shí)后覆蓋保濕。
3 孔洞
孔洞是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部有空腔,局部沒有混凝土或蜂窩缺陷過多,大部分孔洞是指超過鋼筋保護(hù)層厚度,但不超過物件截面尺寸1\3的缺陷??锥词菇Y(jié)構(gòu)物斷面減少,降低結(jié)構(gòu)物承載能力,蓄水結(jié)構(gòu)物還可能形成滲漏通道。
3.1形成原因混凝土拌和物嚴(yán)重離析,混凝土料干硬,入倉混凝土料架空或骨料集中,混凝土攤鋪料太厚,漏振,模板嚴(yán)重漏漿等。
3.2預(yù)防措施混凝土拌和物應(yīng)均勻,混凝土和易性好,分層攤鋪、振搗、平倉及時(shí),振搗均勻,不漏振,模板縫隙密合,模板支撐牢固。
3.3 處理方法對面積較小、深度較淺的孔洞采用蜂窩、麻面的處理方式,將孔洞部位的松散物鑿除干凈,用干硬性預(yù)縮砂漿或聚合物砂漿、細(xì)石混凝土填塞處理。對面積較大、深度較深的孔洞,將孔洞鑿除徹底,打錨筋和架設(shè)鋼筋網(wǎng),用細(xì)石混凝土填塞,并進(jìn)行灌漿。
3.4 工程實(shí)例某工程一級站主廠房前墻混凝土有幾處較大的孔洞,迎水面圍堰拆除后發(fā)現(xiàn)前墻漏水嚴(yán)重,隨后進(jìn)行處理。處理方法為鑿除孔洞,填塞細(xì)石混凝土,預(yù)埋灌漿管、環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿。處理后墻體不再漏水 效果明顯。
4 露筋
露筋是指混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的主筋、架立筋、箍筋等沒有混凝土包裹而外露的缺陷。舊建筑物的露筋是由于混凝土表面腐蝕、浸蝕、凍融破壞,使混凝土保護(hù)層脫落或受到各種意外撞擊所致。露筋不處理,可使鋼筋產(chǎn)生銹蝕破壞影響結(jié)構(gòu)物受力,或形成滲水通道。
4.1 形成原因鋼筋安裝偏移 混凝土保護(hù)層無墊塊,混凝土澆筑過程中鋼筋移位,模板拉筋同結(jié)構(gòu)筋焊接在一起并外露,混凝土振搗漏振,模板嚴(yán)重漏漿等。
4.2 預(yù)防措施鋼筋安裝位置準(zhǔn)確,鋼筋綁扎、焊接牢固,混凝土保護(hù)層墊塊均勻牢固i澆筑中禁止人員隨意搬動(dòng)、踩踏鋼筋,防止機(jī)械碰撞,混凝土入倉防止一儇lJ集中下料將鋼筋擠偏,防止漏振和漏漿。
4.3 處理方法鑿除漏筋處混凝土,將鋼筋搗入混凝土內(nèi),留足混凝土保護(hù)層,清除干凈外露鋼筋上的銹斑,沖洗干凈后填補(bǔ)砂漿,抹平壓光,覆蓋養(yǎng)護(hù)。在一些不影響混凝土使用空間或外觀的部位,可鑿除露筋處混凝土后,支模澆筑混凝土加厚將外露鋼筋包裹起來。
5 裂縫
裂縫是混凝土中最常見的缺陷之一,裂縫的形式多種多樣,有表層的、深層的、貫穿的、縱向的、橫向的、斜向的等,表面的微裂縫有的呈網(wǎng)狀、有的呈放射狀、有的呈平行狀,深層或貫穿的裂縫有的外寬內(nèi)窄、有的內(nèi)寬外窄。按照縫寬、縫深、縫長及裂縫成因,可將裂縫分為不同類型,對大體積混凝土,I類即龜裂或細(xì)微裂縫,一般縫寬≤0. 2ram,縫深h≤30cm;1類系表面(淺層)裂縫,一般縫寬0.2ram≤h<0.3ram,縫深30cm<h≤l00cm,縫長3m<L<5m;1I類指深層裂縫,縫寬0.3ITlm≤≤0.5ram,縫深100cm<h~<500;1V類即貫穿裂縫,縫寬>0.5ram,縫深h>500cm。
5.1形成原因混凝土澆筑后,由于水泥在水化凝結(jié)過程中,產(chǎn)生大量的水化熱,使混凝土體積膨脹,待達(dá)到最高溫度以后,隨著熱量向外部介質(zhì)散發(fā),溫度將由最高溫度降至一個(gè)穩(wěn)定溫度或準(zhǔn)穩(wěn)定溫度場,產(chǎn)生一個(gè)溫差。降溫時(shí)混凝土將發(fā)生體積收縮,在基礎(chǔ)部位混凝土收縮受基巖約束,將發(fā)生很大的拉應(yīng)力,如果超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度,就將出現(xiàn)基礎(chǔ)貫穿裂縫;在脫離基巖約束部位,如果混凝土的最高溫度與外部介質(zhì)的溫差過大,內(nèi)部熱的混凝土約束外部冷混凝土的收縮,即混凝土內(nèi)部溫度場呈非線性分布,就可能出現(xiàn)表面裂縫或深層裂縫,因此溫度應(yīng)力是產(chǎn)生裂縫的主要原因。此外,混凝土強(qiáng)度低,抗裂性就低,容易產(chǎn)生裂縫;基礎(chǔ)不均勻,導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生沉陷裂縫;混凝土中骨料含有某些活性物質(zhì),同水泥中的堿發(fā)生反應(yīng),使混凝土體積膨脹,導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)裂縫;混凝土初期養(yǎng)護(hù)不當(dāng),混凝土因散失水分弓f起體積收縮變形,形成干縮裂縫;鋼筋銹蝕,對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力,產(chǎn)生鋼筋銹蝕裂縫;混凝土承受荷載、凍融等,也會(huì)產(chǎn)生裂縫。
5.2預(yù)防措施混凝土表面裂縫多發(fā)生在澆筑初期,主要是由于表面溫度驟降引起的,因此對混凝土表面進(jìn)行防護(hù),防止溫差過大是主要的預(yù)防措施。拆模后混凝土突然暴露在較冷空氣中,也相當(dāng)于一次氣溫驟降,因而必須立即保溫。養(yǎng)護(hù)是預(yù)防混凝土產(chǎn)生裂縫的又一措施,在混凝土齡期內(nèi)應(yīng)保持混凝土表面濕潤。
5.3 處理方法裂縫補(bǔ)強(qiáng)處理可分為三種,即表面修補(bǔ)、內(nèi)部處理、錨固處理。
表面修補(bǔ)主要是進(jìn)行縫口封閉,防止?jié)B漏和鋼筋銹蝕。處理方法包括沿縫口鑿縫嵌縫、縫口貼橡膠皮板和做防滲層、縫口涂刷環(huán)氧玻璃絲布、高分子聚合物縫口浸漬等。
內(nèi)部處理主要是恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性,用于深層裂縫及貫穿裂縫。常用方法為水泥灌漿和化學(xué)灌漿。以堵漏為目的的,常選用丙凝、水玻璃、水溶性聚氨酷漿材;以恢復(fù)結(jié)構(gòu)整體性為目的的,常選用粘結(jié)強(qiáng)度高的環(huán)氧、甲凝類漿材。
錨固處理主要是恢復(fù)結(jié)構(gòu)整體性和原受力狀態(tài),主要方法是采用預(yù)應(yīng)力錨索加固措施。
5.4 工程實(shí)例某工程引黃總干7號(hào)洞采用TBM施工,預(yù)制混凝土管片裂縫處理,對裂縫寬度小于0.2ram的進(jìn)行表面封閉處理,即打毛、清洗、涂刷柔性防滲涂料;對裂縫寬度大于0.2ram的進(jìn)行化學(xué)灌漿,即鉆孔、清洗、裂縫表面封閉、試壓、灌注改性聚氨醋化灌材料、封孔。
缺陷處理后可按《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評定規(guī)程》
重新評定質(zhì)量等級:
(1)全部返工重做的,可重新評定質(zhì)量等級。
(2)經(jīng)加固補(bǔ)強(qiáng)并經(jīng)設(shè)計(jì)和監(jiān)理單位簽定能達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí),其質(zhì)量評為合格。
(3)處理后的工程部位質(zhì)量仍達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí),經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)核,項(xiàng)目法人及監(jiān)理單位確認(rèn)能滿足安全和使用功能要求,可不處理;或經(jīng)加固補(bǔ)強(qiáng)后,改變了外形尺寸或造成工程永久性缺陷的,經(jīng)項(xiàng)目法人、監(jiān)理及設(shè)計(jì)單位確認(rèn)能基本滿足設(shè)計(jì)要求,其質(zhì)量可定為合格,但應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量缺陷備案。
6 結(jié)束語
在水利工程混凝土施工中,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求,加強(qiáng)對混凝土工程的這些要點(diǎn)質(zhì)量控制,對延長水工混凝土使用壽命,節(jié)省工程費(fèi)用,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、安全、高效的工程建設(shè)管理目標(biāo)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
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