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摘要:混凝土的施工不是每次都能在非常理想的条件下进行的,大多数情况下,由于工期、工艺等原因的限制,在混凝土的浇筑过程中或刚刚施工完不久产生诸如:表面裂缝、表面起砂、表面破损、表面颜色不均匀、表面露筋等缺陷。本文通过分析混凝土缺陷产生的原因,提出了一些修补方法。
关键词:混凝土;缺陷;修补;
一、概述
混凝土缺陷虽然不会对混凝土内在质量产生影响,但是会对混凝土的外观质量带来不利的影响。所以,找到混凝土产生表面缺陷的原因,在施工中采取预防措施,对混凝土表面的缺陷加以必要的修复处理,才能提高混凝土的外观质量。分析混凝土外观产生缺陷的原因,以及对缺陷处理的方法。
可以说,外观缺陷是混凝土施工中的通病,而正是这种通病存在的普遍性,使得我们很多项目部及其施工人员对其重视不够,小小的通病对以后工程的质量产生了很坏的影响。
混凝土施工中可能存在以下外观缺陷:
错台、表面气孔、麻面、烂脚、拉条孔、局部凹凸不平、裂缝等,对于上述混凝土表面缺陷,必须进行处理。
二、混凝土表面缺陷产生原因分析
1、混凝土外观错台
混凝土表面错台主要是模板安装时相邻两板面不平或在混凝土浇筑过程中由于模板受力不均造成接缝处变形、走模或者是上层模板与下层混凝土面接缝处贴合不严造成的,所以在模板安装过程中一定要注意模板的安装精度,尽量避免模板接缝不平造成混凝土外观面错台。
2、气泡、蜂窝、麻面
气泡是由于混凝土在浇筑过程中振捣不足,气泡没有完全排出而造成的,在施工过程中要加强振捣;
蜂窝是指混凝土表面无水泥浆、形成蜂窝状的孔洞,形状不规则,分布不均匀,露出石子深度大于5㎜,不露主筋,但有时可能露箍筋。
麻面是指混凝土表面上呈现出无数绿豆大小的不规则的小凹点。凹点直径通常小于5㎜。
产生原因:由于漏振、欠捣或模板漏浆等原因造成的,往往表现为石子窝,石子间没有砂浆充填而架空或者是水泥浆漏出造成混凝土面露砂形成糙面等。
3、混凝土泌水是由于混凝土拌和物保水性差(主要是骨料级配不合理)或是混凝土拌和物中水量过多(主要是骨料含水率)造成的,需及时对骨料级配及含水量进行检测,对施工配合比进行适当调整;在浇筑过程中,若仓面泌水,必须派专人即时用小桶清除。由于混凝土拌和物泌水将造成混凝土表面露砂,出现大面积的水迹,处理比较困难。
4、烂脚
烂脚发生在承台模板底口与地面垫层混凝土结合处和墩身第一层模板与承台上表面结合处,主要是由于结合处缝隙不严造成漏浆形成烂脚。在施工过程中一定要处理好结合处模板缝隙,可在模板外侧用砂浆进行封堵,也可用砂子或棉纱进行封填。
5、新旧混凝土接缝处缺陷
墩身混凝土采用分层施工,层面模板结合不紧密可能会造成错台、挂帘、漏浆等,所以在施工过程中要注意对模板与老混凝土面的搭接和结合,如若出现蜂窝需进行凿除处理,出现错台进行研磨处理,出现挂帘进行清面处理,出现麻面进行腻子刮抹处理。
6、局部凹凸不平
局部凹凸不平主要是模板刚度不符合要求或人工收面的混凝土表面。
7、穿墙螺栓孔
模板均采用穿墙螺杆固定,在混凝土外表面将留下螺栓孔,对螺栓孔需进行处理。
8、裂缝
(1)干缩裂缝(网状、龟裂状)
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大;内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05~0.2mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。
虽然细裂缝不影响混凝土的结构整体性,不影响其耐久性和耐磨性,但它十分显眼,影响美观。
造成网状细裂缝原因有:
①养护方法不当或不够;
②在高温或多风气候下进行浇筑作业时,水份蒸发太快导致在塑性状混凝土的表面“结壳”,最后产生龟裂;
③过大的坍落度,过度的振捣都会使粗骨料下沉,导致水泥浆和细骨料过度集中于表面。这种表面砂浆过富是产生龟裂的主要原因;
④混凝土抹面时的表面渗出水(从混凝土内部)会使水灰比增加,造成脆弱面层,使表面易于龟裂和起尘;
⑤为使过湿表面干燥而加洒水泥灰也会产生龟裂;
⑥在抹面时为了光整,对干撒表面另外加水,这也是产生龟裂的另一重要原因。
为了防止龟裂,必须做到 :
①在表面混凝土终凝时,尽快按养护程序进行养护;
②采用适当的坍落度;
③不在表面喷洒水泥灰或水;
④清除去多余的渗出水,不要迫使它返回混凝土内;
⑤当渗出水还留在表面时,不要做表面磨光;
(2)塑性收缩开裂
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。
主要预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿润。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。
为尽可能减少塑性开裂,应:
①对基础和模壳进行湿润以便降低它们的吸水;
②在棚顶下工作,或给混凝土遮阳;
③搭立临时墙以减弱吹过混凝土的风速;
④安排清晨或黄昏施工;
⑤适当使用人力和设备对混凝土做快速抹面,磨光;
⑥当施工延长时,用湿麻袋或养护薄膜覆盖混凝土;
⑦抹面结束立刻开始养护程序。
(3)沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深层或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
(4)温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热(当水泥用量在350~550 kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500~27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到25℃~26℃时,混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力)。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。
温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深层和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
三、质量缺陷的具体修补组织及程序
混凝土出现质量缺陷及裂缝需严格《南水北调中线工程混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定》(试行)之相关技术进行处理。
混凝土结构质量缺陷的处理工作包括:缺陷检查、缺陷原因分析、缺陷分类、缺陷处理程序、缺陷处理、缺陷质量检测及验收等工作。
四、混凝土表面缺陷的具体修补步骤
(1)气孔 高压水清洁表面→保湿→用麻布擦抹法填补→养护72h。
(2)麻面 高压水清洁表面→保湿→用麻布擦抹法填补→养护72h。
(3)蜂窝 凿至坚硬完整的混凝土面→高压水清洁→预浸→待表面湿润→用不收缩水泥砂浆(预缩)干填→刮平表面并保湿养护。
(4)模板定位销孔 取出定位锥→除掉表面周围的薄弱区→高压水清洗→保湿→用不收缩干填砂浆法填筑修补→刮平表面并湿养护。
(5)表面残留钢筋头 贴面锯断钢筋→用砂轮机打磨,使之距表面凹进0.2㎝→用麻布擦抹法填补。或钢筋头割除后孔深大于2.5cm、且孔宽大于或等于孔深时,需用干填砂浆修补。
五、施工工艺及材料
(1)麻布擦抹法
(2)干填砂浆
(3)干硬性预缩砂浆
(4)环氧材料
六、混凝土缺陷处理方法
1、混凝土外观错台处理方法
表面各种突体或错台,则要打磨至规定的平整度和坡度要求。
当混凝土表观错台2~30mm时,错台需用手提砂轮机研磨。
先将表面突出部分的混凝土仔细凿除,使表面平整度符合允许偏差要求。混凝土表面修磨平整后应充分浇水湿润,湿润后的混凝土表面用磨石、砂轮片等材料手工研磨,也可用手提砂轮机等工具研磨,直到混凝土表面磨平、磨光为止。但不允许在修磨过程中在混凝土表面浇水,以避免将研磨出来的稀浆冲刷掉。待修磨处混凝土表面干燥后,可用废水泥袋、细砂纸或干黄砂擦拭一遍,使表面色泽趋于一致。修磨时严禁用细砂皮进行大面积打磨,不需修磨的地方和清理混凝土表面污渍时也严禁用细砂皮打磨。
2、气泡、蜂窝、麻面处理
气孔和麻面的小缺陷区域,用麻布擦抹法修补;
对于蜂窝,需用铁钎将架空部分全部凿除,直到混凝土密实面,然后用水将凿除面清洗干净,用预先拌制好的预缩砂浆进行封填;封填时必须用小锤或铁棒夯实,表面用铁板抹子抹平压光,注意养护。
对于麻面,由于模板漏浆造成混凝土面露砂,形成糙面,处理时先将麻面用水清洗干净,然后再用调配好的腻子刮抹。
3、混凝土泌水造成的麻点和返砂处理
(1)清洗、打磨。混凝土表面出现麻点和返砂时,用钢丝刷子刷除后再用清水冲洗,把附在混凝土表面的泥皮、尘土或浮砂等杂物刷洗干净,尤其是麻点内杂物必须清洗干净。面层返砂时,可用纤维刷清扫,或用纤维刷沾水刷洗。对混凝土表面由于模板连接形成的模板缝进行打磨,使之平整光滑。
(2)修补表面缺陷。用107粘结胶与水泥按一定比例拌制成水泥素浆,调配比例视混凝土表面麻点、凹陷和返砂程度而定,一般采用1:5~7调配。在施工中为了保证修补颜色与原混凝土颜色一致,采用同标号白水泥进行调色,修补时应使混凝土表面平整,补料干硬后用细砂纸进行打磨。对混凝土表面缺陷较严重的可采用分层法进行修补。
(3)配料及刮抹试验。配料时107与水泥按1:5进行调配,调配时先将称量好的粘结胶倒入搅拌容器内,再将称量好的水泥倒入其内搅拌,使混合物搅拌成均匀胶体即可放置备用(成品料在1-2h内用完为宜)。在非外露混凝土面做涂刷试验,根据试验情况调整白水泥用量,使涂浆颜色与墙体颜色一致。
(4)刮抹。刮抹时采用倒退法施工,按试验好的配比进行配料,使用橡胶刮抹(或钢片刮抹)时一定要刮抹均匀,且一段墙体(或地面)要一次施工完成,避免颜色不一致。
(5)表面打磨。混凝土表面刮抹一次后,待水泥达到一定强度后用砂纸对表面进行打磨,使之平整,同时把表面浮尘清理干净。
(6)第二次刮抹。混凝土表面打磨后,对混凝土表面进行二次刮抹。采用1:3~4的比例配料进行刮抹,使混凝土表面平整光洁,与墙体(或地面)颜色一致。施工中如表现出现少量气泡可适当增加刮抹次数,气泡即可消除。如两次刮抹后效果不佳,可再增加一至两次面层刮抹,一般气温在18~25℃时,刮抹间隔时间为1~2h。
若混凝土泌水造成的麻点和返砂范围不大,且模板拆除较及时,也可采用抹布法进行修补。
4、烂脚
烂脚主要是漏浆,形成石子窝,主要方法是用铁钎将架空石子窝凿除,直到密实混凝土面,清洗干净后,用拌制好的砂浆进行锤压封填,表面抹平压光。
5、新旧混凝土接缝处蜂窝处理
出现蜂窝需进行凿除处理;出现错台进行研磨处理;出现挂帘需用小铁板进行清面处理;出现麻面进行腻子刮抹处理。
6、局部凹凸不平处理
当局部凹凸不平在2mm以内(用2m直尺检查)可不作处理;当超过2mm后需用磨石、砂轮片等材料手工研磨,也可用手提砂轮机等工具研磨。研磨过程中,混凝土表面应浇水湿润。
修磨时严禁用细砂皮进行大面积打磨,不需修磨的地方和清理混凝土表面污渍时也严禁用细砂皮打磨。
7、混凝土结构裂缝处理
1)裂缝类型
从裂缝外观可分成微观裂缝和宏观裂缝两大类。
微观裂缝是指肉眼看不到的、混凝土内部固有的一种裂缝,它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下。这种混凝土本身固有的微观裂缝,在荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害。用实体显微镜观察、X射线或超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝。另外一种最直接的方法就是用渗水观察,一定压力的水可以从混凝土内部的裂缝中渗透出来。
宏观裂缝宽度在0.05mm以上,并且认为宽度小于0.2~0.3mm的裂缝是无害的,但是这里必须有个前提,即裂缝不再扩展,为最终宽度。
2)裂缝的成因
混凝土裂缝成因很多,但可以主要归纳为以下几点:
(1)混凝土的收缩
(2)温度应力
(3)混凝土材料及配合比
(4)养护条件
(5)施工质量
4)混凝土裂缝常见修补方法
(1)压力注浆法修补裂缝
a.机械动力法:利用压送设备(压力0.2~0.4Mpa)将补缝浆液注入混凝土裂隙,达到闭塞的目的,该方法属传统方法,效果很好。
b.低压注浆法:利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝,不用电力,十分方便效果也很理想。
(2)开槽填补法修补裂缝
沿混凝土裂缝开凿成槽,用聚合物水泥砂浆将其填补封闭的方法称为开槽填补修补法。适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝。
(3)涂膜封闭法修补裂缝
在混凝土表面涂刷防水涂膜以封闭微细裂缝的修补方法称涂膜封闭法,适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补
七、 外观缺陷处理质量要求
1)施工前,对所有参加修补人员,进行技术培训,使参建人员熟知规范要求,技术要求,质量标准要求,施工工艺要求。
2)根据生产性试验选定和准备与之相应的各种修补工机具,现场缺陷修补必须按照混凝土质量缺陷处理方案的施工工艺和流程进行。
3)用于质量缺陷修补的各种原材料、产品必须经检验、试验合格后方可投入使用,严格控制修补材料质量。
4)各种类型质量缺陷,经现场监理检验后,方可进行消缺处理。
5)施工作业过程,对各种类型的质量缺陷修补,必须待上道工序完成,经现场监理工程师对基面质量检查后,方可进行下道修补作业。
6)施工作业过程中,建立健全三级质检组织,严格实行“三检”制度,加强技术管理,做好原始资料的记录,管理和施工总结工作。
八、修补质量要求
1、修补区域的颜色与混凝土外表面一致(采用白水泥调制);平整度满足设计及规范要求;
2、对于结构外表面要满足抗冲要求;
3、修补完成后必须按照施工技术要求里面的养护方式和养护时间进行养护。
九、结束语
随着建筑业的进一步发展,人们越来越注重混凝土外观质量问题。混凝土的外观质量问题虽然是通病,但是通过人为的努力,大多数问题还是可以避免的。只要我们找出问题的所在,提出相应的解决之道,通过对出现的外观问题精心修补,对施工工艺的进一步完善,对工程施工人员的責任心进行进一步的提高,混凝土的外观问题一定会得到很大的解决。希望全体的工程建设者不断进取,对混凝土内部质量紧抓不放的同时充分注意到外观质量的效应,加强施工技术与施工各环节的质量控制,确保工程质量,为企业的发展做出自己的贡献。
关键词:混凝土;缺陷;修补;
一、概述
混凝土缺陷虽然不会对混凝土内在质量产生影响,但是会对混凝土的外观质量带来不利的影响。所以,找到混凝土产生表面缺陷的原因,在施工中采取预防措施,对混凝土表面的缺陷加以必要的修复处理,才能提高混凝土的外观质量。分析混凝土外观产生缺陷的原因,以及对缺陷处理的方法。
可以说,外观缺陷是混凝土施工中的通病,而正是这种通病存在的普遍性,使得我们很多项目部及其施工人员对其重视不够,小小的通病对以后工程的质量产生了很坏的影响。
混凝土施工中可能存在以下外观缺陷:
错台、表面气孔、麻面、烂脚、拉条孔、局部凹凸不平、裂缝等,对于上述混凝土表面缺陷,必须进行处理。
二、混凝土表面缺陷产生原因分析
1、混凝土外观错台
混凝土表面错台主要是模板安装时相邻两板面不平或在混凝土浇筑过程中由于模板受力不均造成接缝处变形、走模或者是上层模板与下层混凝土面接缝处贴合不严造成的,所以在模板安装过程中一定要注意模板的安装精度,尽量避免模板接缝不平造成混凝土外观面错台。
2、气泡、蜂窝、麻面
气泡是由于混凝土在浇筑过程中振捣不足,气泡没有完全排出而造成的,在施工过程中要加强振捣;
蜂窝是指混凝土表面无水泥浆、形成蜂窝状的孔洞,形状不规则,分布不均匀,露出石子深度大于5㎜,不露主筋,但有时可能露箍筋。
麻面是指混凝土表面上呈现出无数绿豆大小的不规则的小凹点。凹点直径通常小于5㎜。
产生原因:由于漏振、欠捣或模板漏浆等原因造成的,往往表现为石子窝,石子间没有砂浆充填而架空或者是水泥浆漏出造成混凝土面露砂形成糙面等。
3、混凝土泌水是由于混凝土拌和物保水性差(主要是骨料级配不合理)或是混凝土拌和物中水量过多(主要是骨料含水率)造成的,需及时对骨料级配及含水量进行检测,对施工配合比进行适当调整;在浇筑过程中,若仓面泌水,必须派专人即时用小桶清除。由于混凝土拌和物泌水将造成混凝土表面露砂,出现大面积的水迹,处理比较困难。
4、烂脚
烂脚发生在承台模板底口与地面垫层混凝土结合处和墩身第一层模板与承台上表面结合处,主要是由于结合处缝隙不严造成漏浆形成烂脚。在施工过程中一定要处理好结合处模板缝隙,可在模板外侧用砂浆进行封堵,也可用砂子或棉纱进行封填。
5、新旧混凝土接缝处缺陷
墩身混凝土采用分层施工,层面模板结合不紧密可能会造成错台、挂帘、漏浆等,所以在施工过程中要注意对模板与老混凝土面的搭接和结合,如若出现蜂窝需进行凿除处理,出现错台进行研磨处理,出现挂帘进行清面处理,出现麻面进行腻子刮抹处理。
6、局部凹凸不平
局部凹凸不平主要是模板刚度不符合要求或人工收面的混凝土表面。
7、穿墙螺栓孔
模板均采用穿墙螺杆固定,在混凝土外表面将留下螺栓孔,对螺栓孔需进行处理。
8、裂缝
(1)干缩裂缝(网状、龟裂状)
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大;内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05~0.2mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。
虽然细裂缝不影响混凝土的结构整体性,不影响其耐久性和耐磨性,但它十分显眼,影响美观。
造成网状细裂缝原因有:
①养护方法不当或不够;
②在高温或多风气候下进行浇筑作业时,水份蒸发太快导致在塑性状混凝土的表面“结壳”,最后产生龟裂;
③过大的坍落度,过度的振捣都会使粗骨料下沉,导致水泥浆和细骨料过度集中于表面。这种表面砂浆过富是产生龟裂的主要原因;
④混凝土抹面时的表面渗出水(从混凝土内部)会使水灰比增加,造成脆弱面层,使表面易于龟裂和起尘;
⑤为使过湿表面干燥而加洒水泥灰也会产生龟裂;
⑥在抹面时为了光整,对干撒表面另外加水,这也是产生龟裂的另一重要原因。
为了防止龟裂,必须做到 :
①在表面混凝土终凝时,尽快按养护程序进行养护;
②采用适当的坍落度;
③不在表面喷洒水泥灰或水;
④清除去多余的渗出水,不要迫使它返回混凝土内;
⑤当渗出水还留在表面时,不要做表面磨光;
(2)塑性收缩开裂
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。
主要预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿润。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。
为尽可能减少塑性开裂,应:
①对基础和模壳进行湿润以便降低它们的吸水;
②在棚顶下工作,或给混凝土遮阳;
③搭立临时墙以减弱吹过混凝土的风速;
④安排清晨或黄昏施工;
⑤适当使用人力和设备对混凝土做快速抹面,磨光;
⑥当施工延长时,用湿麻袋或养护薄膜覆盖混凝土;
⑦抹面结束立刻开始养护程序。
(3)沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深层或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
(4)温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热(当水泥用量在350~550 kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500~27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到25℃~26℃时,混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力)。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。
温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深层和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
三、质量缺陷的具体修补组织及程序
混凝土出现质量缺陷及裂缝需严格《南水北调中线工程混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定》(试行)之相关技术进行处理。
混凝土结构质量缺陷的处理工作包括:缺陷检查、缺陷原因分析、缺陷分类、缺陷处理程序、缺陷处理、缺陷质量检测及验收等工作。
四、混凝土表面缺陷的具体修补步骤
(1)气孔 高压水清洁表面→保湿→用麻布擦抹法填补→养护72h。
(2)麻面 高压水清洁表面→保湿→用麻布擦抹法填补→养护72h。
(3)蜂窝 凿至坚硬完整的混凝土面→高压水清洁→预浸→待表面湿润→用不收缩水泥砂浆(预缩)干填→刮平表面并保湿养护。
(4)模板定位销孔 取出定位锥→除掉表面周围的薄弱区→高压水清洗→保湿→用不收缩干填砂浆法填筑修补→刮平表面并湿养护。
(5)表面残留钢筋头 贴面锯断钢筋→用砂轮机打磨,使之距表面凹进0.2㎝→用麻布擦抹法填补。或钢筋头割除后孔深大于2.5cm、且孔宽大于或等于孔深时,需用干填砂浆修补。
五、施工工艺及材料
(1)麻布擦抹法
(2)干填砂浆
(3)干硬性预缩砂浆
(4)环氧材料
六、混凝土缺陷处理方法
1、混凝土外观错台处理方法
表面各种突体或错台,则要打磨至规定的平整度和坡度要求。
当混凝土表观错台2~30mm时,错台需用手提砂轮机研磨。
先将表面突出部分的混凝土仔细凿除,使表面平整度符合允许偏差要求。混凝土表面修磨平整后应充分浇水湿润,湿润后的混凝土表面用磨石、砂轮片等材料手工研磨,也可用手提砂轮机等工具研磨,直到混凝土表面磨平、磨光为止。但不允许在修磨过程中在混凝土表面浇水,以避免将研磨出来的稀浆冲刷掉。待修磨处混凝土表面干燥后,可用废水泥袋、细砂纸或干黄砂擦拭一遍,使表面色泽趋于一致。修磨时严禁用细砂皮进行大面积打磨,不需修磨的地方和清理混凝土表面污渍时也严禁用细砂皮打磨。
2、气泡、蜂窝、麻面处理
气孔和麻面的小缺陷区域,用麻布擦抹法修补;
对于蜂窝,需用铁钎将架空部分全部凿除,直到混凝土密实面,然后用水将凿除面清洗干净,用预先拌制好的预缩砂浆进行封填;封填时必须用小锤或铁棒夯实,表面用铁板抹子抹平压光,注意养护。
对于麻面,由于模板漏浆造成混凝土面露砂,形成糙面,处理时先将麻面用水清洗干净,然后再用调配好的腻子刮抹。
3、混凝土泌水造成的麻点和返砂处理
(1)清洗、打磨。混凝土表面出现麻点和返砂时,用钢丝刷子刷除后再用清水冲洗,把附在混凝土表面的泥皮、尘土或浮砂等杂物刷洗干净,尤其是麻点内杂物必须清洗干净。面层返砂时,可用纤维刷清扫,或用纤维刷沾水刷洗。对混凝土表面由于模板连接形成的模板缝进行打磨,使之平整光滑。
(2)修补表面缺陷。用107粘结胶与水泥按一定比例拌制成水泥素浆,调配比例视混凝土表面麻点、凹陷和返砂程度而定,一般采用1:5~7调配。在施工中为了保证修补颜色与原混凝土颜色一致,采用同标号白水泥进行调色,修补时应使混凝土表面平整,补料干硬后用细砂纸进行打磨。对混凝土表面缺陷较严重的可采用分层法进行修补。
(3)配料及刮抹试验。配料时107与水泥按1:5进行调配,调配时先将称量好的粘结胶倒入搅拌容器内,再将称量好的水泥倒入其内搅拌,使混合物搅拌成均匀胶体即可放置备用(成品料在1-2h内用完为宜)。在非外露混凝土面做涂刷试验,根据试验情况调整白水泥用量,使涂浆颜色与墙体颜色一致。
(4)刮抹。刮抹时采用倒退法施工,按试验好的配比进行配料,使用橡胶刮抹(或钢片刮抹)时一定要刮抹均匀,且一段墙体(或地面)要一次施工完成,避免颜色不一致。
(5)表面打磨。混凝土表面刮抹一次后,待水泥达到一定强度后用砂纸对表面进行打磨,使之平整,同时把表面浮尘清理干净。
(6)第二次刮抹。混凝土表面打磨后,对混凝土表面进行二次刮抹。采用1:3~4的比例配料进行刮抹,使混凝土表面平整光洁,与墙体(或地面)颜色一致。施工中如表现出现少量气泡可适当增加刮抹次数,气泡即可消除。如两次刮抹后效果不佳,可再增加一至两次面层刮抹,一般气温在18~25℃时,刮抹间隔时间为1~2h。
若混凝土泌水造成的麻点和返砂范围不大,且模板拆除较及时,也可采用抹布法进行修补。
4、烂脚
烂脚主要是漏浆,形成石子窝,主要方法是用铁钎将架空石子窝凿除,直到密实混凝土面,清洗干净后,用拌制好的砂浆进行锤压封填,表面抹平压光。
5、新旧混凝土接缝处蜂窝处理
出现蜂窝需进行凿除处理;出现错台进行研磨处理;出现挂帘需用小铁板进行清面处理;出现麻面进行腻子刮抹处理。
6、局部凹凸不平处理
当局部凹凸不平在2mm以内(用2m直尺检查)可不作处理;当超过2mm后需用磨石、砂轮片等材料手工研磨,也可用手提砂轮机等工具研磨。研磨过程中,混凝土表面应浇水湿润。
修磨时严禁用细砂皮进行大面积打磨,不需修磨的地方和清理混凝土表面污渍时也严禁用细砂皮打磨。
7、混凝土结构裂缝处理
1)裂缝类型
从裂缝外观可分成微观裂缝和宏观裂缝两大类。
微观裂缝是指肉眼看不到的、混凝土内部固有的一种裂缝,它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下。这种混凝土本身固有的微观裂缝,在荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害。用实体显微镜观察、X射线或超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝。另外一种最直接的方法就是用渗水观察,一定压力的水可以从混凝土内部的裂缝中渗透出来。
宏观裂缝宽度在0.05mm以上,并且认为宽度小于0.2~0.3mm的裂缝是无害的,但是这里必须有个前提,即裂缝不再扩展,为最终宽度。
2)裂缝的成因
混凝土裂缝成因很多,但可以主要归纳为以下几点:
(1)混凝土的收缩
(2)温度应力
(3)混凝土材料及配合比
(4)养护条件
(5)施工质量
4)混凝土裂缝常见修补方法
(1)压力注浆法修补裂缝
a.机械动力法:利用压送设备(压力0.2~0.4Mpa)将补缝浆液注入混凝土裂隙,达到闭塞的目的,该方法属传统方法,效果很好。
b.低压注浆法:利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝,不用电力,十分方便效果也很理想。
(2)开槽填补法修补裂缝
沿混凝土裂缝开凿成槽,用聚合物水泥砂浆将其填补封闭的方法称为开槽填补修补法。适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝。
(3)涂膜封闭法修补裂缝
在混凝土表面涂刷防水涂膜以封闭微细裂缝的修补方法称涂膜封闭法,适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补
七、 外观缺陷处理质量要求
1)施工前,对所有参加修补人员,进行技术培训,使参建人员熟知规范要求,技术要求,质量标准要求,施工工艺要求。
2)根据生产性试验选定和准备与之相应的各种修补工机具,现场缺陷修补必须按照混凝土质量缺陷处理方案的施工工艺和流程进行。
3)用于质量缺陷修补的各种原材料、产品必须经检验、试验合格后方可投入使用,严格控制修补材料质量。
4)各种类型质量缺陷,经现场监理检验后,方可进行消缺处理。
5)施工作业过程,对各种类型的质量缺陷修补,必须待上道工序完成,经现场监理工程师对基面质量检查后,方可进行下道修补作业。
6)施工作业过程中,建立健全三级质检组织,严格实行“三检”制度,加强技术管理,做好原始资料的记录,管理和施工总结工作。
八、修补质量要求
1、修补区域的颜色与混凝土外表面一致(采用白水泥调制);平整度满足设计及规范要求;
2、对于结构外表面要满足抗冲要求;
3、修补完成后必须按照施工技术要求里面的养护方式和养护时间进行养护。
九、结束语
随着建筑业的进一步发展,人们越来越注重混凝土外观质量问题。混凝土的外观质量问题虽然是通病,但是通过人为的努力,大多数问题还是可以避免的。只要我们找出问题的所在,提出相应的解决之道,通过对出现的外观问题精心修补,对施工工艺的进一步完善,对工程施工人员的責任心进行进一步的提高,混凝土的外观问题一定会得到很大的解决。希望全体的工程建设者不断进取,对混凝土内部质量紧抓不放的同时充分注意到外观质量的效应,加强施工技术与施工各环节的质量控制,确保工程质量,为企业的发展做出自己的贡献。