向家壩水電站混凝土襯砌外觀缺陷處理措施

　　摘要: 混凝土的外觀質(zhì)量是混凝土質(zhì)量的直觀體現(xiàn)，搞好混凝土的外觀質(zhì)量對(duì)混凝土工程有其重要意義。向家壩水電站是金沙江梯級(jí)開發(fā)中的最后一個(gè)梯級(jí)，上壩交通洞是前期右岸地下廠房及輔助洞室合同項(xiàng)目中的一分部工程，由于是一條永久交通洞，為此襯砌施工的外觀質(zhì)量保證就尤顯重要。隧洞襯砌的外觀質(zhì)量存在許多問題，大致可以歸納為如下4個(gè)方面:①表面裂縫;②表面破損;③表面顏色不均勻;④表面露筋。經(jīng)過實(shí)踐的摸索，現(xiàn)場總結(jié)分析，逐步完善整改措施，使襯砌的外觀質(zhì)量得到有效控制，收到了滿意的實(shí)施效果。

　　關(guān) 鍵 詞: 混凝土；外觀；缺陷；處理措施；向家壩水電站

　　1 工程簡介

　　向家壩水電站是金沙江梯級(jí)開發(fā)中的最后一個(gè)梯級(jí)，位于四川省與云南省交界處的金沙江下游河段，工程的開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，同時(shí)改善通航條件，結(jié)合防洪和攔沙，兼顧灌溉，并且具有為上游梯級(jí)進(jìn)行反調(diào)節(jié)的作用。上壩交通洞是前期右岸地下廠房及輔助洞室合同項(xiàng)目中的一分部工程，由于是一條永久交通洞，為此襯砌施工的外觀質(zhì)量保證就尤顯重要。

　　2 表面缺陷分類

　　總的來說，混凝土的表面缺陷大致可以歸納為如下4個(gè)方面:①表面裂縫;②表面破損;③表面顏色不均勻;④表面露筋。不管是哪一種缺陷，都會(huì)對(duì)混凝土的外觀質(zhì)量帶來不利的影響。所以，找到混凝土產(chǎn)生表面缺陷的原因，在施工中有針對(duì)性的采取預(yù)防措施，對(duì)既有的缺陷加以必要的修復(fù)處理，以提高混凝土的外觀質(zhì)量。

　　3 表面缺陷的原因分析及修補(bǔ)方法

　　3.1 混凝土表面裂縫

　　混凝土表面的裂縫大都是因?yàn)槭湛s而產(chǎn)生的，主要有2大類:①澆筑完成的混凝土表面水分蒸發(fā)變干而引起;②混凝土硬化時(shí)水化熱使混凝土產(chǎn)生內(nèi)外溫差而引起。

　　剛剛澆筑完成的混凝土，往往因?yàn)橥饨鐨鉁剌^高，空氣中相對(duì)濕度較小，表面蒸發(fā)變干，而其內(nèi)部仍是塑性體，因塑性收縮產(chǎn)生裂縫。這類裂縫通常不連續(xù)，且很少發(fā)展到邊緣，一般呈對(duì)角斜線狀，長度不超過30cm，但較嚴(yán)重時(shí)，裂縫之間也會(huì)相互貫通。對(duì)這類裂縫最有效的預(yù)防措施是在混凝土澆筑時(shí)保護(hù)好混凝土澆筑面，避免風(fēng)吹日曬，混凝土澆筑完畢后要立即將表面加以覆蓋，并及時(shí)灑水養(yǎng)生。另外，在混凝土中摻加適量的引氣劑也有助于減少收縮裂縫。

　　對(duì)于襯砌頂拱部位的混凝土，在上層混凝土澆筑的過程中，會(huì)在自重作用下不斷沉降。當(dāng)混凝土開始初凝但未終凝前，如果遇到鋼筋或者模板的連接螺栓等東西時(shí)，這種沉降受到阻撓會(huì)立即產(chǎn)生裂縫。特別是當(dāng)模板表面不平整，或脫模劑涂刷不均勻時(shí)，模板的摩擦力阻止這種沉降，會(huì)在混凝土的垂直表面產(chǎn)生裂縫。在混凝土初凝前進(jìn)行第2次振搗是避免出現(xiàn)這種缺陷的最好方法。

　　混凝土在硬化過程中，會(huì)釋放大量的水化熱，使混凝土內(nèi)部溫度不斷上升，在大體積混凝土中，水化熱使溫度上升更加明顯，在混凝土表面與內(nèi)部之間形成很高的溫度差?，F(xiàn)場實(shí)測混凝土內(nèi)外溫差有時(shí)會(huì)達(dá)到50℃以上。表層混凝土收縮時(shí)受到阻礙，混凝土將受拉，一旦超過混凝土的應(yīng)變能力，將產(chǎn)生裂縫。為了盡可能減少收縮約束以使混凝土能有足夠強(qiáng)度抵抗所引起的應(yīng)力，就必須有效控制混凝土內(nèi)部升溫速率。在混凝土中摻加適量的礦粉煤灰，能使水化熱釋放速度減緩;控制原材料的溫度，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部采用冷卻管通以循環(huán)水也能及時(shí)釋放水化熱能。

　　不同品牌水泥的混用也會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫。不同品牌的水泥，其細(xì)度、強(qiáng)度、初終凝時(shí)間、安定性、化學(xué)成分等不盡相同，且還存在相容性問題。在混凝土施工時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)禁不同品牌、不同標(biāo)號(hào)的水泥混在一起使用。

　　堿骨料反應(yīng)也會(huì)使混凝土產(chǎn)生開裂。由于硅酸鹽水泥中含有堿性金屬成份（鈉和鉀），因此，混凝土內(nèi)孔隙的液體中氫氧根離子的含量較高，這種高堿溶液能和某些骨料中的活性二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，生成堿硅膠，堿硅膠吸水膨脹后產(chǎn)生的膨脹力使混凝土開裂。

　　對(duì)于淺層裂縫的修補(bǔ)，通常是涂刷水泥漿或低粘度聚合物封堵，以防止水份侵入;對(duì)于較深或較寬的裂縫，就必須采用壓力灌漿技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)。

　　3.2 混凝土表面破損

　　混凝土表面破損包括:峰窩、麻面、氣孔、沖蝕等，至于表面蜂窩，是因?yàn)檎駬v不到位所至，在施工中只要增強(qiáng)責(zé)任心就能避免，在這里就表面麻面、氣孔、沖蝕談幾點(diǎn)看法。脫模后的混凝土表面麻面起粉，主要原因是因?yàn)榛炷帘砻娉霈F(xiàn)緩凝現(xiàn)象所致，這可能是由于使用了不合格的脫模劑或脫模劑使用不當(dāng)造成的。當(dāng)脫模劑用量過大時(shí)，既浪費(fèi)又會(huì)引起混凝土表面緩凝，還會(huì)污染已經(jīng)澆筑好的混凝土表面。另外，當(dāng)使用木制模板時(shí)，有些木頭在日曬下會(huì)析出糖分，而糖分有延緩水泥水化的作用，從而產(chǎn)生混凝土表面緩凝?；炷帘砻媛槊媾c模板拼縫不嚴(yán)也有關(guān)系。

　　混凝土表面的氣孔主要是模板表面攜帶的水、氣泡引起的。如果模板表面有一定吸附性或透氣性的話（如采用木制模板），氣孔可以減少;若采用抗?jié)B透性強(qiáng)的鋼模板，則氣孔一般都是因?yàn)檎駬v不充分所致。即使振搗充分，也還會(huì)有氣孔，特別是在混凝土的上層表面或模板向內(nèi)傾斜的情況下，氣孔很難避免。另外，所使用的脫模劑和混凝土配合比對(duì)產(chǎn)生氣孔也有很大的影響，一般情況下，粘性大的混凝土比粘性小的更容易產(chǎn)生氣孔。 [Page]

　　水在模板與混凝土澆筑面之間滲流時(shí)，水泥漿隨水一同流走，會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)的垂直面產(chǎn)生似河流三角洲沖刷圖形。其主要原因是因?yàn)榛炷撂涠忍蠡蚝鸵仔蕴?，或使用的外摻劑不?dāng)有泌水現(xiàn)象，大多屬于混凝土配合比設(shè)計(jì)上的問題。這種沖蝕雖然發(fā)生在混凝土結(jié)構(gòu)的淺層表面，對(duì)混凝土強(qiáng)度一般不會(huì)產(chǎn)生多大影響，但影響了混凝土外觀，特別是當(dāng)沖蝕破損較深或鋼筋保護(hù)層較薄時(shí)，必須要進(jìn)行很好的修補(bǔ)。

　　混凝土表面產(chǎn)生魚鱗斑也可以歸結(jié)為表面的沖蝕破壞，這往往同模板的剛度有關(guān)系。當(dāng)模板的剛度不足，混凝土結(jié)構(gòu)物的澆筑高度又較大，在澆筑上層混凝土?xí)r，模板受到極限側(cè)壓力，整體微量位移，在模板與混凝土的接觸處產(chǎn)生空隙，而這時(shí)下層混凝土還處于流塑狀態(tài)，水沿著模板與混凝土間的空隙滲流，導(dǎo)致脫模后出現(xiàn)魚鱗狀的斑紋。

　　混凝土的這種缺陷修補(bǔ)時(shí)，為了獲得可以接受的混凝土表面顏色，可以通過試驗(yàn)之后，把白水泥與灰色普通水泥按一定比例混在一起使用，砂子應(yīng)使用篩除了粗顆粒的細(xì)砂，砂漿中要摻用聚合物（比如環(huán)氧樹脂、白乳膠等），用砂漿塊或光滑的石板抹面以獲得光滑的表面。

　　3.3 混凝土表面顏色不均勻

　　較多因素都會(huì)引起混凝土表面顏色發(fā)生變化，比如原材料的種類、施工配合比、混凝土的養(yǎng)護(hù)條件、混凝土的振搗情況、脫模劑的使用情況、模板的表面結(jié)構(gòu)、模板的吸附性能等，還有拆模時(shí)人為造成的顏色變化，都會(huì)造成顏色不均勻。

　　決定混凝土顏色的原材料主要是水泥或摻加的礦粉、粉煤灰等粘結(jié)料，一旦粘結(jié)料的品種或粘結(jié)料的用量發(fā)生變化，都會(huì)導(dǎo)致混凝土顏色發(fā)生改變。當(dāng)混凝土和易性欠佳，或在下料過程中混凝土粗細(xì)骨料發(fā)生離析，或振搗不均勻等，導(dǎo)致某些部位粗骨料集中，某些部位砂漿過于豐富，待混凝土硬化后顏色往往不一致。

　　混凝土表面的銹跡也是常見影響混凝土顏色的一個(gè)因素，銹跡的產(chǎn)生有4種可能:第1種可能是由于含有黃鐵礦（硫化鐵）的骨料引起的，骨料中的黃鐵礦與空氣接觸后會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)生成鐵銹;第2種可能是從混凝土結(jié)構(gòu)中伸出鋼筋（比如模板拉桿鋼筋、混凝土表面漏筋）以及扎鋼筋用的鐵絲，暴露在外面一段時(shí)間后也會(huì)產(chǎn)生銹跡;第3種可能是由于模板表面本身產(chǎn)生了銹跡;第4種可能是由于混凝土結(jié)構(gòu)上表面露出的鋼筋長時(shí)間暴露在空氣中產(chǎn)生的鐵銹隨雨水或養(yǎng)護(hù)水順混凝土表面流下時(shí)，污染了混凝土面而產(chǎn)生銹跡。

　　在拆模時(shí)，由于一些人為的因素也會(huì)導(dǎo)致混凝土表面顏色發(fā)生變化。特別是氧焊氣割用的氧炔焰，其溫度很高，施工中往往由于操作不當(dāng)將氧炔焰對(duì)著混凝土面熏烤，破壞了混凝土表面原有的顏色。

　　對(duì)于顏色不均勻的混凝土表面首要考慮的處理方式是采用稀釋的酸性溶液進(jìn)行清洗，然后再將處理后的表面用水徹底沖洗。當(dāng)清洗確實(shí)無法產(chǎn)生明顯效果時(shí)，再考慮使用表面涂層處理。

　　3.4 混凝土表面露筋

　　混凝土表面露筋主要是因?yàn)殇摻罱壴焕?，或保護(hù)層墊塊安置不規(guī)范，在混凝土澆筑過程中鋼筋移位，有時(shí)候是在混凝土澆筑完成后才發(fā)現(xiàn)鋼筋位置放得不對(duì)，致使混凝土表面至少一個(gè)面的鋼筋保護(hù)層厚度不夠，甚至完全沒有了保護(hù)層。

　　表面露筋的另一個(gè)方面是因?yàn)榛炷谅┱駥?dǎo)致嚴(yán)重蜂窩，鋼筋暴露在外。

　　避免表面露筋的有效措施是提高操作人員的質(zhì)量意識(shí)，加強(qiáng)監(jiān)控力度，保證鋼筋布位準(zhǔn)確、綁扎牢靠，保護(hù)層墊塊安置穩(wěn)固，澆筑振搗中操作細(xì)致。

　　如果出現(xiàn)表面露筋，首先應(yīng)分析露筋的原因和嚴(yán)重程度，再考慮修補(bǔ)所需要達(dá)到的目的，修補(bǔ)后不得影響混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和正常使用。

　　露筋的修補(bǔ)一般都是先切槽，劃定需要處理的范圍，形成整齊而規(guī)則的邊緣，再用沖擊工具對(duì)處理范圍內(nèi)的疏松混凝土進(jìn)行清除。如果鋼筋保護(hù)層厚度不夠，必須要將鋼筋向里移動(dòng)。準(zhǔn)備工作做完后，可以采用噴射混凝土工藝或壓力灌漿技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)。

　　4 結(jié)語

　　向家壩水電站右岸上壩交通洞在襯砌過程中部分出現(xiàn)了表面破損及露筋現(xiàn)象，經(jīng)過精心分析及補(bǔ)救處理，取得了很好的效果，也得到了一致好評(píng)。

　　混凝土的外觀質(zhì)量問題還有很多方面，比如因模板剛度不足引起混凝土表面鼓脹，因模板精度不夠引起混凝土接縫處錯(cuò)牙等等。 　 原作者： 楊明   
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