混凝土外观质量成因分析及防治措施

混凝土外观质量成因分析及防治措施威乳项目【摘要】通过对影响混凝土外观质量的各种因素进行分析，提出了凝土外观质量的常见问题及解决方法。【关键词】混凝土外观质量成因分析防治措施施工1引言近年来，随着高速公路建设市场的成熟化和人们质量意识的提高，人们不仅对结构混凝土内在质量要求愈来愈严格，对结构混凝土外观质量要求也愈来愈高，过去的外观质量要求仅仅局限于是否漏振，是否有蜂窝麻面等标准，而今更偏重于外观是否光滑，颜色是否均匀，是否气泡较少等标准，混凝土作为最大宗的建筑材料由于各种原因总或多或少地存在一些诸如气孔、麻面、蜂窝及颜色不一致等缺陷，使人们对其评价大打折扣，体现了人们不仅要求各类混凝土构筑物的“内实”，而且更加注重其“外美”。同时，结构混凝土外观质量的好坏，从一定程度上讲也反映了一个施工企业技术水平的高低。一次性浇筑成型好的混凝土，拆模后其结构外形轮廓分明、线性流畅而又不乏挺拔，表面平整、光洁、色泽自然、均匀一致，它能给人产生朴素、自然、美观的视觉感受，这是混凝土应该达到的效果。本文主要结合我公司混凝土常见通病（如气孔、麻面、蜂窝、颜色不一致、色斑、锈迹、析霜等现象）的成因，分别介绍了各自的防治措施及修补方案。仅供施工时参考。2混凝土外观质量通病、成因及防治措施2.1气孔、麻面和蜂窝2.1.1成因分析由于混凝土中砂、石级配不佳，配合比不合理，模板表面不光滑，脱模剂性能不佳，混凝土与模板间产生粘结，有些复杂结构拐角处（如T梁倒角处、马蹄部位；板梁端部翼板锐角部分等）出现“窝气”现象，表面气体不易排除，以及混凝土施工坍落度过小，造成下料受阻或过大造成混凝土离析和分层，加之振捣不密实、漏振，布振不合理等原因，可能造成混凝土在拆模后出现气孔、麻面、蜂窝，甚至“狗洞”等缺陷。2.1.2防治措施气孔、麻面、蜂窝主要的防治措施有：（1）合理选择混凝土所用原材料及配合比；（2）模板表面应光滑平整、不得有麻、锈斑等；（3）脱模剂应洁净、粘度小，对暴露在外面结构不能用废机油，可采用色拉油；（4）结构物拐角处的“窝气”现象除加强振捣外，还可采用模板上打孔，建立排气孔道的方法，但排气孔不宜过大，以直径3mm为宜；（5）对于钢筋网密集的结构如现浇箱梁，混凝土施工坍落度不宜过大或过小，一般入模坍落度以9-11cm为宜；（6）对某些难于振捣或无法以进行振捣施工的工程可采用免振捣型高性能混凝土，（高性能混凝土HPC源于80年代末90年代初，以高强混凝土、高流动性混凝土和超耐久性混凝土为代表，大致可分为三种类型：北美型高强混凝土、日本型免振捣型混凝土和欧洲型超耐久性混凝土）替代普通混凝土；（7）应用消泡脱模剂和混凝土光亮剂可以有效地消除混凝土表面的气孔、麻面、蜂窝，其机理如下：消泡脱模剂可以降低混凝土与模板界面液相的表面张力，使湿润角变小，减少气-固相界面的粘结力，有利于气泡排出或破灭。采用此种新技术，能使混凝土表面“平如镜面，光彩照人”。2.2、混凝土表面色斑及污斑2.2.1成因分析混凝土表面的色斑及污斑都可能造成混凝土局部表面颜色与其它部分不同。一般多数色班及污斑对混凝土本身无害，但严重影响混凝土外观质量。产生色斑及污斑的原因大致有：（1）撒干水泥在潮湿的混凝土表面，以加快抹面操作，引起色变；（2）过度抹面，引起混凝土表面的“烧环”现象；（3）在同一层使用坍落度变化过大的混凝土；（4）混凝土中加入氯化钙，以延缓水化，而影响混凝土颜色。一般掺氯化钙的混凝土颜色要比没掺的深；（5）砂来源的变化，可能引起混凝土颜色的变化，混凝土拌合用砂一般有河砂与江砂两种，颜色上有黄砂、青砂之分。江砂往往偏细，达不到中粗砂的标准，使用偏细的砂，容易造成混凝土和易性变差，易离析，使混凝土中的石料容易堆集于外露面处而发生色斑、麻面等缺陷。青砂浇筑出的混凝土颜色偏暗，易出现杂色，黄砂浇筑出的混凝土颜色偏暗，易出现杂色，黄砂浇筑出的混凝土颜色较亮，外观好看；（6）高温季节浇注的混凝土，初凝时间过短等等均能引起混凝土表面色斑。污斑通常由青苔、沥青、涂料、环氧树脂等污染源形成。2.2.2防治措施混凝土表面色斑通常采用磷酸溶液清洗，擦洗工具一般为硬毛刷。擦洗后的混凝土表面往往成白色，以后渐消失。如果颜色变化很细微，可以采用漂白剂，有时效果也很不错。青苔污斑还可以用氨硫酸铵清除；沥青污斑用浸在二甲凡矾和水按1：1配成的溶液中，使棉布饱和，然后贴在污斑表面，一小时后用硬毛刷擦洗干净即可。锈斑用1：10草酸溶液擦洗即可，环氧树脂用喷砂法处理等等。结构工程外露面混凝土用砂尽量选用合格的中粗黄砂。2.3混凝土表面出现非受力性裂缝2.3.1成因分析混凝土表面的非受力性裂缝大都因为收缩而产生的，主要有两大类，一类是刚刚浇筑完成的混凝土表面水分蒸发变干而引起，另一类是因为混凝土硬化时水化热使混凝土产生内外温差而引起。（1）第一类裂缝：刚刚浇筑完成的混凝土，往往因为外界气温较高，空气中相对湿度较小，表面蒸发变干，而其内部仍是塑性体，因塑性收缩产生裂缝。这类裂缝通常不连续，且很少发展到边缘，一般呈对角斜线状，长度不超过30cm，但较严重时，裂缝之间也会相互贯通；（2）第二类裂缝：对于较深层的混凝土，在上层混凝土浇筑的过程中，会在自重作用下不断沉降。当混凝土开始初凝但未终凝前，如果遇到钢筋或者模板的连接螺栓等东西时，这种沉降受到阻挠会立即产生裂缝。特别是当模板表面不平整，或脱模剂涂刷不均匀时，模板的摩擦力阻止这种沉降，会在混凝土的垂直表面产生裂缝。这种情况一般容易发生在混凝土柱或其它窄长结构的边角部位；（3）第三类裂缝：混凝土在硬化过程中，会释放大量的水化热，使混凝土内部温度不断上升，在大体积混凝土中，水化热使温度上升更加明显，在混凝土表面与内部之间形成很高的温度差，特别是在特大桥大体积承台施工中，现场实测混凝土内外温差有时会达到50℃以上。表层混凝土收缩时受到阻碍，混凝土将受拉，一旦超过混凝土的应变能力，将产生裂缝；（4）第四类裂缝：值得特别一提的是不同品牌水泥的混用也会使混凝土产生裂缝。不同品牌的水泥，其细度、强度、初终凝时间、安定性、化学成分等不尽相同，且还存在相容性问题；（5）第五类裂缝：碱骨料反应也会使混凝土产生开裂。由于硅酸盐水泥中含有碱性金属成份（钠和钾），因此，混凝土内孔隙的液体中氢氧根离子的含量较高，这种高碱溶液能和某些骨料中的活性二氧化硅发生反应，生成碱硅胶，碱硅胶吸水水分膨胀后产生的膨胀力使混凝土开裂。2.3.2防治措施（1）对于第一类裂缝最有效的预防措施是在混凝土浇筑时保护好混凝土浇筑面，避免风吹日晒，混凝土浇筑完毕后要立即将表面加以覆盖，并及时洒水养生。另外，在混凝土中掺加适量的引气剂也有助于减少收缩裂缝；（2）对于第二类裂缝，在混凝土初凝前进行第二次振捣是避免出现这种缺陷的最好方法；（3）对于第三类裂缝而言，为了尽可能减少收缩约束以使混凝土能有足够强度抵抗所引起的应力，就必须有效控制混凝土内部升温速率，在混凝土中掺加适量的矿粉煤灰，能使水化热释放速度减缓；控制原材料的温度，在混凝土结构内部采用冷却管通以循环水也能及时释放水化热能；（4）对于第四类裂缝，在混凝土施工时，应该严禁不同品牌、不同标号的水泥混在一起使用；（5）就第五类裂缝而言，对于浅层裂缝的修补，通常是涂刷水泥浆或低粘度聚合物封堵，以防止水份侵入；对于较深或较宽的裂缝，就必须采用压力灌浆技术进行修补。2.4、混凝土施工缝处理质量差2.4.1成因分析混凝土施工缝处理质量差形成主要原因是（1）施工缝未凿毛；（2）用钢筋拉毛代替凿毛；（3）施工缝时间过早导致混凝土表面松散。2.4.2防治措施（1）待混凝土强度达到2.5Mpa后进行凿毛；（2）凿毛后毛面应用清水洗刷干净。2.5、混凝土表面漏浆、表面平整度差2.5.1成因分析混凝土表面漏浆、平面平整度差形成主要原因是（1）模板周转次数较多表面不平整；（2）模板刚度不够而造成变形；（3）相邻模板拼缝过宽且未做有效处理；（4）模板的榫槽嵌接不紧密造成跑模。2.5.2防治措施（1）采用平整度好、刚度符合要求的模板；（2）处理好模板拼缝；（3）将模板的榫槽嵌接紧密。2.6、混凝土构件表面有泌水现象，色差大2.6.1成因分析混凝土构件表面有泌水现象，色差大形成主要原因是：（1）矿渣水泥泌水性大，导致混凝土保水性差，一般矿渣水泥泌水性较普通硅酸盐水泥严重，且添加的矿渣在混凝土表面形成不均匀的花带；（2）振捣过度；（3）由于模板接缝不严，水在模板与混凝土浇筑面之间渗流时，水泥浆随水一同流走，会使混凝土结构的垂直面产生像河流三角区一样的图形。其主要原因是因为混凝土坍落度太大或和易性太差，或使用的外掺剂不当有泌水现象，大多属于混凝土配合比设计上的问题。这种冲“蚀虽”现象然发生在混凝土结构的浅层表面，对混凝土强度一般不会产生多大影响，但是，极大地影响了混凝土外观；（4）石料本身颜色的影响。现在工程常用的石料有带微绿色的辉绿岩，有颜色发黑的石灰岩，有颜色发白的花岗岩等等。随着石料颜色的不同，混凝土颜色也相应轻微发绿，发黑或发白。特别是两种石料混用的情况下更加明显；（5）粗骨料的级配对混凝土外观的影响。从理论上说，根据取样的粗骨料级配设计的混凝土配合比在施工中不会影响到混凝土外观，但由于实际中石料的级配不可能十分稳定，小差异不影响混凝土外观，若由于料源或混凝土搅拌机上料过程中发生石料级配较大变化而配合比没有相应调整，那么可能发生混凝土局部石料堆积过多而砂浆相对不足，使混凝土外观出现颜色花斑，所以实际施工中应控制料源及做好现场的监控工作；2.6.2防治措施（1）对于同一座桥梁来说最好始终选用同一料场、同一开采地点的石料，以免造成混凝土颜色不一致；（2）应确保砂、石料具有良好的级配；（3）采用泌水率小的水泥；（4）振捣恰当；（5）外露混凝土尽量选用普通硅酸盐水泥；（6）在修饰混凝土的“冲蚀”缺陷时，为了获得可以接受的混凝土表面颜色，可以通过试验之后，把白水泥与灰色普通水泥按一定比例混在一起使用，砂子应使用筛除了粗颗粒的细砂，砂浆中要掺用聚合物（比如环氧树脂、白乳胶等），用砂浆块或光滑的石板抹面以获得光滑的表面。2.7、混凝土的“锈迹”现象2.7.1成因分析锈迹的产生有四种可能：（1）第一种可能是由于含有黄铁矿（硫化铁）的骨料引起的，骨料中的黄铁矿与空气接触后会发生氧化反应生成铁锈；（2）第二种可能是从混凝土结构中伸出钢筋（比如模板拉杆钢筋、混凝土表面漏筋）以及扎钢筋用的铁丝，暴露在外面一段时间后也会产生锈迹；（3）第三种可能是由于模板表面本身产生了锈迹；（4）第四种可能是由于混凝土结构上表面露出的钢筋长时间暴露在空气中产生的铁锈随雨水或养护水顺混凝土表面流下时，污染了混凝土面而产生锈迹。在拆模时，由于一些人为的因素也会导致混凝土表面颜色发生变化。特别是氧焊气割用的氧炔焰，其温度很高，施工中往往由于操作不当将氧炔焰对着混凝土面熏烤，破坏了混凝土表面原有的颜色。2.7.2防治措施对于这类锈迹现象的处理通常的做法是：采用稀释的酸性溶液进行清洗，然后再将处理后的表面用水彻底冲洗。当清洗确实无法产生明显效果时，再考虑使用表面涂层处理的方法。2.8、混凝土表面“露筋”现象2.8.1成因分析混凝土表面露筋的主要原因是：（1）混凝土表面露筋主要是因为钢筋绑扎不牢，或保护层垫块安置不规范，在混凝土浇筑过程中钢筋移位，有时候是在混凝土浇筑完成后才发现钢筋位置放得不对，致使混凝土表面至少一个面的钢筋保护层厚度不够，甚至完全没有了保护层；（2）混凝土漏振导致严重蜂窝，钢筋暴露在外。2.8.2防治措施使用具有高度责任感的操作工人，提高操作人员的质量意识，加强监控力度，保证钢筋布位准确、绑扎牢靠，保护层垫块安置稳固，在混凝土振捣中操作细致；（2）如果出现表面露筋，首先应分析露筋的原因和严重程度，再考虑修补所需要达到的目的，修补后不得影响混凝土结构的强度和正常使用。露筋的修补一般都是先用锯切槽，划定需要处理的范围，形成整齐而规则的边缘，再用冲击工具对处理范围内的疏松混凝土进行清除。如果钢筋保护层厚度不够，必须要将钢筋向里移动。