混凝土质量缺陷原因分析及对策.docx
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混凝土质量缺陷原因分析及对策
混凝土质量缺陷原因分析及对策
摘要:
本文从施工的角度,对混凝土工程中经常遇到的质量通病原因做了介绍和分析,对治理这些质量通病提出了对策和处理办法。
关键词:
混凝土质量缺陷通病对策
1.概述:
公路交通工程中,砼是最主要的建筑材料之一,砼工程始终是每个工程中最重要的分项工程之一。
在十几年工程实践中,本人在砼施工方面积累了一定的经验,也干过较多质量优良的砼工程。
但质量问题,特别是表面质量问题,一直是在不断提高工程质量过程中存在的主要障碍。
这一问题的解决是一个庞大的系统工程,想要在短时间内解决是不现实的,但对砼施工经验进行总结,特别是对砼质量缺陷原因进行分析,并找出解决的对策和办法,对于提高砼工程质量无疑是是非常必要的。
2.常见混凝土质量缺陷:
砼质量缺陷可以分为:
内在质量缺陷、表面质量缺陷和裂缝等三个方面。
2.1内在质量缺陷包括:
2.1.1强度不足:
是指砼实际强度低于设计强度标准值。
2.1.2耐久性不足:
是指砼耐久性指标低于耐久性指标设计值。
2.2表面质量缺陷包括:
2.2.1麻面:
结构或构件表面呈现许多小凹点。
2.2.2蜂窝:
砼结构或构件形成许多有蜂窝状的窟窿,骨料间有空隙存在。
2.2.3露筋:
是指钢筋露在砼外。
2.2.4孔洞:
砼结构或构件中存在空隙,局部或全部没有砼。
2.2.5缝隙及夹层:
缝隙及薄夹层将砼结构或构件分成几个不相连接的部分。
2.2.6缺棱掉角:
是指结构或构件及孔洞直角边上的砼局部残损掉落。
2.2.7板面不平整:
砼板的表面不平整。
2.2.8变形:
砼构件或结构外形竖向变形和表面平整度超过允许偏差值。
2.2.9结构或构件位移:
是指基础中心线对定位轴线的位移,墙、梁、柱轴线的位移,以及预埋件等的位移超过允许偏差值。
2.3砼裂缝:
2.3.1干缩裂缝:
多为表面性,宽度多在0.05~0.2mm之间,其走向没有规律性。
一般在砼经过一段时间的露天养护后,在表面或侧面出现,并随温度和湿度的变化而逐渐发展。
2.3.2温度裂缝:
温度裂缝多发生在施工期间,裂缝的宽度受温度的影响较大,冬季较宽,夏季较窄。
裂缝走向无规律性,深进和贯穿的温度裂缝对砼有很大的破坏。
宽度一般在0.5mm以下。
2.3.3不均匀沉降裂缝:
大多数属于贯穿性的,其走向与沉降情况有关,一般与地面呈40~90度方向发展。
裂缝的宽度与荷载的大小有较大关系,并且与不均匀沉降值成正比例。
3.砼质量缺陷的原因分析
3.1内在质量缺陷的原因分析:
3.1.1强度不足。
主要由配合比设计、搅拌、现场振捣和养护等四个方面的原因造成。
⑴配合比设计问题:
a.对原材料,特别是水泥和掺和料的实际活性掌握不够,影响了配合比的正确性;
b.套用配合比时,选择不当;
c.对外加剂掺量控制不准确。
⑵搅拌操作问题:
a.任意增加用水量,加大了水灰比;
b.配合比的重量比错认为是体积比,造成称料不准;
c.搅拌时,颠倒加料顺序及缩短搅拌时间,赞成搅拌不均匀。
⑶现场浇捣问题:
a.施工中振捣不实;
b.发现砼有离析现象,而未能采取有效措施加以纠正。
⑷养护问题:
主要由于不按规定的方法、时间对砼进行妥善养护,以至于造成砼强度增长缓慢或停滞。
3.1.2耐久性不足。
砼的最终破坏或不能使用,基本上是由于其耐久性能达到极限而造成的。
因而,使砼的耐久性不足主要是由于以下原因:
⑴砼配合比设计中,未按规范规定确定最大水灰比和最低水泥用量;
⑵没有掺加必要的外加剂,有抗冻要求的砼未掺加引气剂,有抗渗要求的砼未掺加膨胀剂等;
⑶未延长搅拌时间,振捣不充分。
3.1.3保护性能不良。
主要由于:
⑴钢筋砼保护层严重不足;
⑵施工过程中,砼表面形成缺陷;
⑶掺用过量的氯盐外加剂,导致钢筋锈蚀,使保护层剥落,钢筋外露。
3.2砼表面缺陷原因分析
3.2.1产生“麻面”的主要原因是:
⑴模板未涂涮足够的脱模剂,造成拆模困难,使砼表面被部分粘下;
⑵模板不密实,振捣时发生漏浆;
⑶振捣不充分,气泡未完全排出,破裂后形成小的表面孔洞。
3.2.2产生“蜂窝”的原因:
⑴砼配合比设计不准确,造成砂浆太少,粗骨料太多;
⑵搅拌不均匀,使砂浆与粗骨料分离;
⑶浇筑方法不当,振捣不足及模板严重漏浆。
3.2.3造成“漏筋”的主要原因有:
⑴砼浇筑时垫块移位,使细筋紧贴模板,造成砼保护层不够;
⑵保护层的砼振捣不密实或模板润湿不够,吸水过多而造成掉角露筋。
3.2.4形成“孔洞”的主要原因:
⑴砼没经充分搅拌,砂浆严重分离,石子成堆;
⑵砼中混入泥块或其它杂物;
⑶砼在早期遭受冻害。
3.2.5缝隙及夹层产生的原因:
⑴砼内部没有处理好施工缝、温度缝和沉降缝;
⑵砼内部存在较多宽分布的杂物。
3.2.6“缺棱掉角”现象产生的原因:
⑴砼浇筑前,木模板未经充分润湿,知成棱角处砼因水分被吸取而水化不充分,强度降低,拆模时棱角被破坏;钢模板未涂隔离剂,拆模时棱角被粘掉。
⑵拆模过早或拆模后未保护好结构或构件。
3.2.7“板面不平整”的原因:
⑴振捣方式和表面处理不当;
⑵模板变形;
⑶砼未达到规定强度时,再其上操作,使板面留下印迹。
3.2.8“变形”产生的原因:
⑴模板安装和支撑不够好;
⑵模板本身的强度和刚度不够;
⑶浇筑时不按规定分层下料,造成跑模和较大的变形。
3.2.9“位移”的原因:
⑴模板及预埋件的支设和固定不牢固,使砼在振捣时产生位移;
⑵预埋件的位移超过其允许偏差值。
3.3砼裂缝产生的原因分析:
3.3.1干缩裂缝:
⑴砼成型后养护不当,表面水分蒸发过快,知成砼内外的不均收缩,引起砼表面开裂。
⑵砼的体积收缩受到地基或垫层的约束,而出现裂缝。
⑶砼构件在露天堆放时,砼内外材质的不均匀,或采用含泥量过大的特细砂配制,砼也容易产生干缩裂缝。
3.2.2温度裂缝:
⑴砼内外温差过大,受到外界的约束而产生裂缝;
⑵采用蒸汽养护的砼构件,降温控制不严,降温过快,使表面剧烈降温而受到约束时,易产生裂缝。
3.3.3不均匀沉降裂缝:
⑴结构和构件政面的地基未经夯实和必要的加固处理,或地基受到破坏,砼浇筑后地基产生不均匀沉降;
⑵模板和支撑没有固定牢固,以及过早拆模,也会产生不均匀沉降裂缝。
4.质量缺陷的对策和处理方法。
4.1内在质量缺陷的预防措施及缺陷的处理。
4.1.1强度及耐久性不足:
⑴提高砼配合比设计的准确性,充分掌握原材料的各项检测指标。
⑵合理选用砼外加剂,严格掌握外加剂的掺量。
⑶对砼的原材料称量、搅拌、运输、浇筑、成型和养护的各个环节,严格按照施工规范。
有耐久性要求的砼要适当增加搅拌时间,早期要防止冻害。
⑷强度除采用试块检测外,还要积极采用回弹法和超声一回弹法,发现强度不足,及时查找原因,采取降级使用等措施;
⑸对耐久性不足的砼,可采用聚胺酯类制剂涂涮的方法进行处理。
4.1.2提高砼保护性能的措施有:
⑴提高施工管理水平,确保砼密实,表面光滑,消除表面质量通病;
⑵加强成品保护;
⑶严格控制氯盐外加剂的掺量,不超过水泥用量的1%,并加强振捣。
4.1.3对保护性能差的砼的处理办法:
⑴对砼表面缺陷和操作要及时修补,对钢筋砼的保护层可用环氧树脂灌注;
⑵对已锈蚀的钢筋要认真除锈;
⑶对砼表面剥裂面积较大的,要把剥落开裂的砼全部凿除,然后增设钢筋网,进行喷射砼。
4.2砼表面质量缺陷的预防和处理方法:
4.2.1“麻面”的预防措施:
⑴对模板认真清理,将杂物清除干净,并加以整理,便板面平整,棱角整齐;
⑵必须涂涮脱模剂,并涂刷均匀,木模板要浇水并充分润湿;
⑶模板要拼装严密,防止漏浆;
⑷严格遵守振捣的操作规程,充分捣实并排除气泡。
4.2.2“麻面”的处理方法:
⑴对需装修的砼表面,可以不做处理;
⑵对无装修要求的砼表面,采用水泥砂修补法;首长将麻面自用钢丝恻子刷干净,用压力水清洗,并湿润,然后用1:
2或2:
2.5的水泥砂浆压实抹平,认真养护。
4.2.3“蜂窝”的预防措施:
⑴认真计算砼的配合比,并确保准确;
⑵现场计量器具要符合要求,并经常校验;上料人员认真负责,确保计量准确;
⑶严格控制水灰比,使稠度适宜,和易性良好;
⑷搅拌要充分,使砼拌和均匀,色泽一致;
⑸防止离析。
落高>2m时,要使用导管或滑槽,按要求分层浇注和振捣;
⑹振捣要充分,切不要过度,至砼不再下沉,表面呈水平状态,不再出现气泡为宜。
4.2.4“蜂窝”的治理办法:
⑴面积小,深度较浅时,可采用1∶1~2∶5的水泥砂浆修补,修补前把蜂窝处松散灰块和石子剔凿干净,并用压力水清洗干净;填浆后压平、抹光,并认真养护;
⑵蜂窝面积大,深度较浅时,可采用喷射水泥砂浆方法修补。
先凿除松散灰块、石子,用压力水清洗并润湿。
喷射砂浆第一层的最佳水灰比为0.35,以后可用0.25。
喷层最佳厚度如下:
仰喷:
≤2cm
侧喷:
≤3cm
俯喷:
≤3—5cm
喷层最薄不小于0.5cm为宜。
⑶蜂窝较深时,可采用细石砼修补。
方法是:
先凿除松散石子、灰块,用压力水清洗,并润湿;然后只好模板,用比原砼高一级的细石砼浇筑,并认真养护。
4.2.5“露筋”的预防措施:
⑴在浇筑砼前,要仔细检查钢筋位置是否准确,绑扎、焊接是否牢固。
确认合格后方可浇筑砼;
⑵在浇筑砼前,要调整好垫块厚度、数量、位置,认真检查保护层厚度是否准确;
⑶采用合适的石子最大粒径,使其不大于结构截面尺寸的1/4和钢筋净距的3/4;
⑷合理选择振捣器,在钢筋密集处要使用片式振捣棒,加强插模捣固,是保护层砼密实;
⑸当自由倾落高度>2m时,必须使用窜筒或溜槽下料,防止砼产生离析和石子集中现象;
⑹模板要认真涂抹隔离剂,板缝必须严密,不准许漏浆;木模板要充分湿润。
4.2.6“露筋”的治理办法:
⑴水泥砂浆修补法。
如钢筋裸漏较浅、面积较小时,可将外漏钢筋上的残渣、灰浆及铁锈清除干净,用压力水冲洗,并润湿。
用1∶2或1∶2.5的水泥砂浆压实抹平,认真养护;
⑵细石砼修补法。
如露筋较深,面积较大时,可将松散石子、灰块剔凿干净,用压力水冲洗,并润湿,用高一级的细石砼浇筑并捣实,进行良好的养护。
⑶枪喷水泥砂浆修补法。
当露筋较大,特别当钢筋砼墙体或板面露筋时,可用此法。
应注意以下几点:
a.要正确掌握表面的湿度;
b.掌握好水灰比,一般0.25~0.50。
第一层一般应采用0.35。
以后的喷层可小些,一般采用0.25。
c.掌握好枪喷砂浆的厚度。
4.2.7“孔洞”的预防措施:
⑴各个环节中,要防止混入大石块、土块、砖头、木块等杂物,并严格按规范进行砼搅拌;
⑵加强振捣,在钢筋密实处、预留孔洞处、预埋件处等,开设专供捣固用的“天窗”。
必要时采用人工捣固。
⑶搅拌时,自由倾落高度一般要<2m;浇筑砼板时,应<=1m;如超过上述限度,必须采用溜槽或串筒,防止砼离析;
⑷冬季施工应采取防冻、早强等措施,防止砼遭受冻害。
4.2.8“孔洞”的治理办法:
孔洞是较严重的质量通病,应会同设计、建设单位共同,制订补强方案,一般分以下几个步骤:
⑴对孔洞部位进行检查、勘测和分析,制定补强方案;
⑵对孔洞部位要采取措施,要妥善进行支撑,以保证结构和操作人员的安全;
⑶将孔洞处松散石子和灰浆凿除干净,周边要凿成斜形,以避免死角,然后用压力水洗净,并保持三昼夜润湿;
⑷用比原设计砼高一级的细石砼充填孔洞,并振捣;细石砼水灰比应<=0.50,可掺用1/万的铝粉或适量的膨胀剂,以使新旧砼结合良好;
⑸妥善安装和拆除,精心养护。
4.2.9“缝隙及夹层”的预防措施:
⑴严格控制砼运输与浇筑时间,如超过砼的浇筑时间,要停止浇筑,要求按施工缝处理;
⑵在预留施工缝处浇筑砼时,原砼的抗压强度须>=1.2Mpa,并将水泥砂薄层和松动石子或软弱砼层清除干净,用水清洗,并充分润湿。
然后铺铺一层水泥砂浆或与厚砼配比相同的减半石砼;
⑶及时清除砼内部和表面的杂物,确认无杂物时,方可卸料。
4.2.10“缝隙及夹层”的处理办法:
⑴首先在有裂隙及夹层的部位搭设支撑加固防护,以策安全,然后将杂物凿除掉,视严重程度采取不同的加固补强措施。
⑵对砼表面较轻微的缝隙及夹层,先将缝隙的浮浆、松软石子及砼块凿除干净,用压力水冲洗并润湿,以1:
2或1:
2.5水泥砂浆修补,要填充密实。
压平抹光,并妥善养护。
⑶对较严重的缝隙和夹层,要采取有效的防护措施。
剔除杂物和空隙周围的松散石子、砼城等,用压力水冲洗并润湿,并用比原砼高一级的细石砼浇筑,捣实、压平、抹光,进行良好的养护。
4.2.11“缺棱掉角”的预防措施:
⑴对旧模板要进行清理、矫正、整修,涂抹隔离剂;木模板在浇筑砼前要用水充分润湿;
⑵在砼未达到规定强度前,要防止拆模工具划伤或撞损砼表面及棱角;
⑶加强成品防护。
一要加强对施工人员的教育,二要对施工人员流动多的砼部位的棱角用夹方或角钢等予以防护。
4.2.12“缺棱掉角”的解决办法:
⑴对需要装修的砼结构或构件,砼表面操作或棱角缺损较小时,先将缺损处用钢丝刷子刷净,剔除松动石子或灰浆,然后压力水冲洗,并润湿,用1:
2或1:
2.5水泥砂浆抹平压光;
⑵对不需整修的砼结构或构件,需用环氧树脂砂浆填补。
当砼表面干燥时。
配方(重量比)是:
E-44环氧树脂100
乙二胺8—2
邻苯二甲酸二丁酯5—10
普通水泥50—100
砂(粒径<25mm)100—300
当砼表面潮湿或处于水中,配方(重量比)如下:
E—44环氧树脂100
#600聚酰胺12—15
二甲氨甲基苯酚(DMP-30)1—3
乙二醇缩水甘油醚5—15
普通水泥100
砂(粒径<2.5mm)100
4.3砼裂缝的预防和治理:
砼裂缝人宽度方面划分为二种:
微观裂缝和宏观裂缝。
微观裂缝是小于0.05mm的裂缝,这样的裂缝肉眼无法看见。
它对建筑结构的防水、防蚀等均无危险性,故又称无害裂缝。
宏观裂缝是宽度>=0.05mm的裂缝,它对结构的安全和使用功能将产生不利影响,下面重点介绍宏观裂缝(以下简称裂缝)的预防和治理。
4.3.1砼裂缝的预防:
砼裂缝的预防应从原材料、施工和使用管理等方面着手。
⑴在砼原材料方面:
a.水泥尽量采用低、中水化热的粉煤灰水泥、矿渣水泥等。
其中的铁铝酸四钙(CA4F)含量高,而铝酸三钙(C3A)含量低。
水泥的早期强度要低,后期强度增加快,这样水泥的极限拉伸值较大,有良好的抗裂性能;
b.尽量不使用细砂,并严格控制砂的含泥量;
c.尽量采用碎石做粗骨料,它比卵石能提高极限拉伸值的30%。
用较轻粗骨料,如轻质凝灰岩和陶粒等,会获得最佳的抗裂性能。
⑵施工方面:
a.设科学设计砼的配合比,在满足设计强度要求的原则下,尽量降低水灰比和水泥用量,以减少水化热和收缩量。
为此,应尽量掺加性能良好的减水剂。
粗、细骨料应级配良好,以确保砼的密实性和抗拉强度。
在满足工作性能的前提下,尽量降低砂率。
b.对大体积砼浇筑,温度影响是很大,在炎热季节,应采取有效措施降低砼入模温度,如对原材料设遮阳设施,如喷洒等。
c.要分层浇筑砼,每层不超过30cm。
这样有利于热量散发,也有利于振捣。
振捣时间应以5-15s为宜。
提倡采用二次振捣技术。
d.模板及其支撑必须在强度、刚度和稳定性方面符合要求,以保证砼浇筑时不漏浆、不变形、稳固可靠。
木模板应S浇水润湿,钢模板要涂脱模剂。
e.严格控制施工期间的各种临时荷载,防止砼在未达到设计强度前因承受超限的荷载而产生裂缝;
f.砼在初凝后、终凝前要进行二次抹面。
这样,可提高砼抗拉强度,减少收缩量,以防止干缩裂缝;
g.对砼进行良好的养护,特别是早期养护。
h.拆模不得过早,防止由于承受不了自重或施工荷载而开裂;
i.地下结构的砼,不宜暴露时间过久,应尽早回填,这样对砼强度发展、防止裂缝都有好处。
⑶在使用与管理方面:
交付使用后,要严格按设计的使用功能进行使用和管理。
严禁改变使用功能,特别是加大钢筋砼结构的荷载,以防止严重裂缝事故。
4.3.2砼裂缝的治理应根据具体情况,采用表面法、内部治理法和结构加固法等方法进行。
⑴表面法:
a.水泥砂浆涂抹法。
适用于裂缝宽度小于0.2mm,对承载力无影响的裂缝。
方法是:
先将裂缝附近的砼表面凿毛,然后沿裂缝凿成深15—20mm,宽150—200mm的凹槽,用清水洗净并润湿,刷净浆一层,再涂抹1:
1~1:
2的水泥砂浆2~3层,压实抹光。
有防水要求时,砂浆中可掺入3%的氯化铁防水剂。
b.铺设薄膜法。
即沿裂缝铺设薄膜。
薄膜材料主要是环氧树脂胶泥和树佛浸渍玻璃布。
施工时,应首先浆砼表面清凿干净,用压缩气将灰尘和浮渣吹净,干燥后方可用毛刷或刮板蘸取胶泥涂抹。
树脂浸渍玻璃布的铺设,一般铺设两层,方法同防水材料操作法。
c.嵌塞法。
适用于裂缝较宽时。
首先沿裂缝凿一条沟槽,用钢丝刷刷清刷干净,用压缩气吹去浮灰、渣块等,再嵌塞填充料。
常用填充料有:
水泥砂浆、树脂砂浆、沥青、环氧胶泥和聚氯乙烯胶泥等。
嵌塞表面可做砂心保护层予以保护。
⑵内部法:
当裂缝宽度>0.2mm时,可采用此法治理。
方法是:
用压浆泵将胶结材料压入裂缝中,由于胶质材料在夹缝中硬化和凝结,而起到填充胶结裂缝的作用。
常用胶结材料有水泥净浆和低黏度的环氯树脂等。
⑶结构加固法:
适用于裂缝多,裂缝宽的情况下。
主要有以下几种方法:
a.钢筋砼箍套法。
把有砼裂缝的部位凿毛,并用清水冲洗润湿,然后将增加的细筋邦扎好,安装模板,用比原砼高一级的细石砼浇筑,并振捣密实,加强养护。
b.钢箍套法。
方法是与
(1)一个性质。
凿毛冲洗后,待干燥时,用建筑结构胶粘剂(如JGH型)将钢箍套与砼表面黏结起来。
c.预应拉杆法。
主要用来加固梁桁架结构。
方法是在梁或架的下部增设新的支点和预应力拉杆,提高结构承载力.
d.壁可法。
对开裂区域桥墩表面进行凿毛(深度1~2mm),并用高压空气把残渣吹净并用工业丙酮清洗缝后清洗干净。
对于裂缝宽度0.15mm<δ<1.5mm的静止独立裂缝、贯穿性裂缝采用注浆灌缝进行处理,注射器底座粘结:
粘贴注胶底座:
裂缝宽度在0.2mm以下时,底座间距为250mm;裂缝宽度在0.2mm以上时,底座间距为300~350mm,用修补剂将注射器底座粘贴在裂缝的中心(开口较大处)粘贴碳纤维布。
根据裂缝形成的原因以及成熟的桥梁加固经验,在裂缝范围内先竖向满贴碳纤维布一遍,然后水平满贴碳纤维布一遍。
5.结语
混凝土的质量问题还有很多方面。
比如因模板刚度不足引起混凝土表面鼓胀,因模板精度不够引起混凝土接缝处错牙等等。
我相信,在全体工程技术人员与施工操作者共同努力下,按以上所总结的措施去防范,严格按规程进行施工,严格管理,混凝土的质量会进一步得到提高。
参考文献
[1]市政桥涵验收规范(CJJ2-2008)
[2]公路桥涵施工技术规范[2011].
[3]混凝土材料类规范
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