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水工建筑物混凝土工程在施工过程中易出现蜂窝、麻面、错台、表面裂缝等质量问题。在建筑物运行过程中常常导致渗漏、冻融、化学侵蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,过流建筑物容易导致空蚀破坏。严重影响混凝土建筑物的外观、耐久性和工程正常运行。
1、常见混凝土表面缺陷的成因
混凝土表面不平整,平整度没有达到设计或规范的要求,包括表面凹凸、突坎、错台、挂帘等。这类缺陷产生的主要原因是模板安装不牢固,相邻模板之间(混凝土分缝处模板)拼接不牢靠。在混凝土浇筑过程中漏浆,模板松动或变形,没有被及时处理或处理不彻底造成。
模板表面粗糙或清理不干净,模板脱模剂涂刷不均匀或漏刷,拆模时有少量混凝土粘结模板容易引起麻面。混凝土浇筑过程中欠振,气体未被彻底排出,小气泡集中停留在混凝土与模板之间,容易产生蜂窝。狗洞产生的主要原因有混凝土和易性较差,仓面设备配备或覆盖范围不够、下料顺序方式不当、产生骨料分离现象,平仓振捣跟不一上或不充分;混凝土内外温差较大,温度收缩应力引起在混凝土表面出现裂缝。
2、处理方法
2.1 不平整缺陷的处理方法
以设计、规范要求为控制标准,对平整度达不到标准的突坎、错台采用手持式电动砂轮打磨平顺;对深度较深,用手持式切割机将凹坑边缘切割成整齐榫式坡口,凿挖深度必须满足修补材料的最低要求。
2.2 蜂窝、麻面、狗洞的处理方法
对蜂窝、麻面先用手持式切割机配人工进行凿除,再清洗干净填补面,涂刷相应的粘结剂或高标号水泥浆,然后用与深度相匹配的材料填补后压实抹平。
2.3 表面裂缝的处理方法
对于裂缝首先探明原因、缝宽、缝深,做好记录。对于已查明原因缝宽小于0.5mm大于0.1mm且经论证观察缝宽不在增大,沿外露缝长度向凿成嵌槽形式(宽30mm,深50mm)采用预缩砂浆或小石混凝土进行填补。
3、填补材料及施工工艺
3.1 小石混凝土
3.1.1 适用条件及要求
适应缺陷深度大于等于150mm。采用42.5普通硅酸盐水泥,砂子细度2.4～2.8,小石最大粒径10mm,配合比通过试验确定。28d抗压强度应比母混凝土高一级且不低于30MPa,抗冻等级不小Fl50,抗渗等级不小于W8。
3.1.2 施工工艺
①基面准备:将缺陷部位混凝土凿至密实混凝土,并保证外露混凝土钢筋有1.5d(d为钢筋直径)的握裹厚度,以便钢筋与新浇混凝土充分结合,浇筑前对钢筋进行除锈处理,用高压水冲洗,清除松散颗粒。
②插筋施工:为保证新老混凝土充分结合,在老混凝土上布置ф12插筋,间排距20cm或40cm(侧墙20cm,底板40cm),插入老混凝土深度50cm,外露深度以该处缺陷深度控制,至少保证有2.5cm的保护层,插筋按一定规律(一般采用梅花型)布置。
③立模:采用新钢模和定型木模开敞式立模。每次立模高度20～30cm,依次往上加模板,最后一层需安装“牛腿式”模板,牛腿高度不小于20cm,浇筑前4～6h基面上刷一层BARRA57界面胶,若无界面胶,则可刷0.4～0.5:1高标号水泥浆,以增加新老混凝土的粘结度,该工序用于侧墙施工。
④填补:分层填补混凝土。混凝土坍落度应适宜,每层填补的厚度20～30cm,采用直径ф30mm的软轴振捣器充分振捣,振捣器不能伸及的部位,用钢筋捣实,并用木锤敲击模板外侧。“牛腿”部位的混凝土24h后人工铲除并磨平。
3.2 预缩砂浆
3.2.1 适用条件及要求适应缺陷深度25～150mm。采用42.5普通硅酸盐水泥,砂子细度2.4～2.8。配合比可用水:水泥:砂=(0.28～0.32):1:(2.0～2.5),夏季施工宜适量掺缓凝剂(或引气剂),最终配合比通过试验确定。28d抗压强度应比母混凝土高一级且不低于30MPa,抗拉强度不低于2.0MPa,与混凝土粘结强度不低于1.5MPa。
3.2.2 施工工艺
填补前先对基面凿毛、清污、冲洗、湿润,使其表面处于饱和面干状态。然后刷一道水灰比0.4～0.45的水泥浆,再分层填补预缩砂浆(砂浆拌好后用塑料袋装好,夏天存放40min～1h,冬天存放1～1.5h),每层厚2.5～4cm,用机制木锤捣实,直至微泛浆。各修补层间用竹刷或钢刷轻轻刷毛,对修补厚度大于8cm者,除表面4cm外,内部应填补预缩混凝土,即砂浆中加入直径5～10mm的小石。修补完成后8h内用湿草袋覆盖保湿、保温。
3.3 环氧砂浆及环氧胶泥
3.3.1 适用条件及要求环氧砂浆适应缺陷深度不大于25mm。环氧胶泥适应缺陷深度不大于5mm。28d抗压强度不低于30MPa,混凝土粘结强度不低于2.5MPa。不适宜于对水质有要求
3.3.2 施工工艺
①环氧砂浆修补的工艺流程为:先对填补面凿毛,清洗干净,然后表面烤干,再刷基液,分层填补砂浆,并拍打密实至表面泛浆。最后进行养护,养护温度不低于15℃,且7d内禁止水泡或外力冲击。
②环氧胶泥修补的工艺流程为:先清除气泡表面薄层,用高压水枪(15～30MPa)清除气泡孔内的污垢乳皮,并清洗干净,然后表面烤干,再针对缺陷逐层嵌补胶泥,直至修补面平整、光洁。
1、常见混凝土表面缺陷的成因
混凝土表面不平整,平整度没有达到设计或规范的要求,包括表面凹凸、突坎、错台、挂帘等。这类缺陷产生的主要原因是模板安装不牢固,相邻模板之间(混凝土分缝处模板)拼接不牢靠。在混凝土浇筑过程中漏浆,模板松动或变形,没有被及时处理或处理不彻底造成。
模板表面粗糙或清理不干净,模板脱模剂涂刷不均匀或漏刷,拆模时有少量混凝土粘结模板容易引起麻面。混凝土浇筑过程中欠振,气体未被彻底排出,小气泡集中停留在混凝土与模板之间,容易产生蜂窝。狗洞产生的主要原因有混凝土和易性较差,仓面设备配备或覆盖范围不够、下料顺序方式不当、产生骨料分离现象,平仓振捣跟不一上或不充分;混凝土内外温差较大,温度收缩应力引起在混凝土表面出现裂缝。
2、处理方法
2.1 不平整缺陷的处理方法
以设计、规范要求为控制标准,对平整度达不到标准的突坎、错台采用手持式电动砂轮打磨平顺;对深度较深,用手持式切割机将凹坑边缘切割成整齐榫式坡口,凿挖深度必须满足修补材料的最低要求。
2.2 蜂窝、麻面、狗洞的处理方法
对蜂窝、麻面先用手持式切割机配人工进行凿除,再清洗干净填补面,涂刷相应的粘结剂或高标号水泥浆,然后用与深度相匹配的材料填补后压实抹平。
2.3 表面裂缝的处理方法
对于裂缝首先探明原因、缝宽、缝深,做好记录。对于已查明原因缝宽小于0.5mm大于0.1mm且经论证观察缝宽不在增大,沿外露缝长度向凿成嵌槽形式(宽30mm,深50mm)采用预缩砂浆或小石混凝土进行填补。
3、填补材料及施工工艺
3.1 小石混凝土
3.1.1 适用条件及要求
适应缺陷深度大于等于150mm。采用42.5普通硅酸盐水泥,砂子细度2.4～2.8,小石最大粒径10mm,配合比通过试验确定。28d抗压强度应比母混凝土高一级且不低于30MPa,抗冻等级不小Fl50,抗渗等级不小于W8。
3.1.2 施工工艺
①基面准备:将缺陷部位混凝土凿至密实混凝土,并保证外露混凝土钢筋有1.5d(d为钢筋直径)的握裹厚度,以便钢筋与新浇混凝土充分结合,浇筑前对钢筋进行除锈处理,用高压水冲洗,清除松散颗粒。
②插筋施工:为保证新老混凝土充分结合,在老混凝土上布置ф12插筋,间排距20cm或40cm(侧墙20cm,底板40cm),插入老混凝土深度50cm,外露深度以该处缺陷深度控制,至少保证有2.5cm的保护层,插筋按一定规律(一般采用梅花型)布置。
③立模:采用新钢模和定型木模开敞式立模。每次立模高度20～30cm,依次往上加模板,最后一层需安装“牛腿式”模板,牛腿高度不小于20cm,浇筑前4～6h基面上刷一层BARRA57界面胶,若无界面胶,则可刷0.4～0.5:1高标号水泥浆,以增加新老混凝土的粘结度,该工序用于侧墙施工。
④填补:分层填补混凝土。混凝土坍落度应适宜,每层填补的厚度20～30cm,采用直径ф30mm的软轴振捣器充分振捣,振捣器不能伸及的部位,用钢筋捣实,并用木锤敲击模板外侧。“牛腿”部位的混凝土24h后人工铲除并磨平。
3.2 预缩砂浆
3.2.1 适用条件及要求适应缺陷深度25～150mm。采用42.5普通硅酸盐水泥,砂子细度2.4～2.8。配合比可用水:水泥:砂=(0.28～0.32):1:(2.0～2.5),夏季施工宜适量掺缓凝剂(或引气剂),最终配合比通过试验确定。28d抗压强度应比母混凝土高一级且不低于30MPa,抗拉强度不低于2.0MPa,与混凝土粘结强度不低于1.5MPa。
3.2.2 施工工艺
填补前先对基面凿毛、清污、冲洗、湿润,使其表面处于饱和面干状态。然后刷一道水灰比0.4～0.45的水泥浆,再分层填补预缩砂浆(砂浆拌好后用塑料袋装好,夏天存放40min～1h,冬天存放1～1.5h),每层厚2.5～4cm,用机制木锤捣实,直至微泛浆。各修补层间用竹刷或钢刷轻轻刷毛,对修补厚度大于8cm者,除表面4cm外,内部应填补预缩混凝土,即砂浆中加入直径5～10mm的小石。修补完成后8h内用湿草袋覆盖保湿、保温。
3.3 环氧砂浆及环氧胶泥
3.3.1 适用条件及要求环氧砂浆适应缺陷深度不大于25mm。环氧胶泥适应缺陷深度不大于5mm。28d抗压强度不低于30MPa,混凝土粘结强度不低于2.5MPa。不适宜于对水质有要求
3.3.2 施工工艺
①环氧砂浆修补的工艺流程为:先对填补面凿毛,清洗干净,然后表面烤干,再刷基液,分层填补砂浆,并拍打密实至表面泛浆。最后进行养护,养护温度不低于15℃,且7d内禁止水泡或外力冲击。
②环氧胶泥修补的工艺流程为:先清除气泡表面薄层,用高压水枪(15～30MPa)清除气泡孔内的污垢乳皮,并清洗干净,然后表面烤干,再针对缺陷逐层嵌补胶泥,直至修补面平整、光洁。