钢筋混凝土质量通病现象及防治论.docx

钢筋混凝土质量通病现象及防治摘要:混凝土工程是建筑物的重要组成部分，也是建筑物承受荷载的主要部位，其质量的好坏，常直接关系到整个建筑物的安危和寿命。因此，对混凝土工程的施工质量必须特别重视，保证不出现任何足以影响混凝土结构性能的缺陷。其中，混凝土裂缝是建筑物最为常见的病害之一，产生的原因是多种多样的。裂缝对建筑物的危害程度不一，还可能诱发其他病害的发生和发展，对建筑物的耐久性产生巨大的危害，因此，必须对此加以重视，并采取措施加以解决。对此加以深入的研究与探讨，以预防和加固控制裂缝的产生。现就钢筋混凝土质量通病防治措施略谈以下心得，望各位同仁指点。关键词：裂缝 蜂窝 孔洞 露筋 错台钢筋混凝土质量通病分析及防治：混凝土结构设计规范GB50010 2010及建筑工程质量通病防治手册的有关规定，结合工程建设的实践经验，特别是针对混凝土结构或构件出现裂缝，有的破坏结构整体性，降低刚度，使变形增大，不同程度地影响结构承载力、耐久性；有的虽对承载力无多大影响，但会引起刚进锈蚀，耐久性，或发生渗漏，影响使用功能，因此根据混凝土出现的质量通病，区别情况进行治理。1裂缝裂缝是混凝土工程中常遇的一种质量通病，裂缝的种类甚多，有荷载（包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载）引起的裂缝；物理因素（包括温度、湿度变换、不均匀沉降、冻胀）引起的裂缝；化学因素（钢筋腐蚀、化学反应膨胀等）引起的裂缝；施工操作（如脱模撞击、养护）引起的裂缝。裂缝的方向、形状有：水平、垂直、横向、斜向裂缝；按照裂缝深浅有表面裂缝、深进裂缝和贯穿性裂缝。1.1干缩裂缝1.1.1产生干缩裂缝的现象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，裂缝宽度多在0.050.2mm之间，走向纵横交错，没有规律性，裂缝不均匀。但对于基础墙、较薄的梁、板类结构，多沿短方向分布；整体变截面结构多发生在变截面处，大体积混凝土中平面部位多见，侧面有时也出现，且随湿度的变化而变化。这类裂缝一般在混凝土露天养护完毕经一段时间后，在表面或侧面出现，并随湿度的变化而变化。 （图1.1）1.1.2产生干缩裂缝的原因混凝土成型后，没有覆盖养护，受到风吹日晒表面水分散失快，内部湿度变化较小，收缩也小。较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大的拉应力而产生裂缝。混凝土结构长期裸露在露天，未及时回填或封闭，处于时干时湿状态，使表面湿度经常发生剧烈变化。采用含泥量大的粉砂配制混凝土，收缩大，抗拉强度低。混凝土经过振捣，表面形成水泥含量较大的砂浆层，使收缩量增大。1.1.3干缩裂缝的预防措施干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下，裂缝孔隙增大从而影响混凝土的承载力等等，其主要预防措施有：选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量；浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透；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；混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大，干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺入适量的减水剂；严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量；加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护；在混凝土结构中设置合适的收缩缝。1.1.4产生干缩裂缝的原因治理方法如果混凝土已硬化，可向裂缝内装入干水泥粉，然后加水湿润，或在表面抹薄层水泥砂浆进行处理。1.2塑性收缩裂缝1.2.1现象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，多在新浇注的基础、墙、梁、板（暴露于空气的上表面）出现，形状接近直线，长短不一，互不连贯，裂缝较浅，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2030cm，较长的裂缝可达23m，宽15mm,类似干燥的泥浆面，大多在混凝土初凝后（四小时左右），特别是气温高，风速大，气候干燥的时候出现。1.2.2产生塑性收缩裂缝的原因 混凝土浇注后，表面未做任何覆盖，受风吹日晒，表面游离水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而混凝土早期强度较低，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。特别是浇注筏板垫层、防水保护层（砼面积大且薄）中容易出现。使用收缩较大的水泥，水泥用量过多，使用过量的粉砂，或混凝土水灰比过大。混凝土流动度过大，模板（如砖胎模吸水）、垫层过于干燥，吸水大。浇注斜坡上的混凝土（如斜屋面），由于重力作用有向下流动的趋向也是导致裂缝出现的因素。（图1.2）1.2.3塑性收缩裂缝的预防措施选用干缩值较小、早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥；严格控制水灰比，掺入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；浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透；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；在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。1.2.4治理方法如果混凝土仍然保持塑性，可采取及时压抹一遍或重新振捣的办法来消除，并加强覆盖和养护。如果混凝土已硬化，可向裂缝内装入干水泥粉，然后加水湿润，或在表面抹薄层水泥砂浆进行处理。1.3沉陷裂缝1.3.1现象 裂缝多出现在基础、墙结构部位，大多属于深进或贯穿性裂缝，其他走向与沉陷情况有关，有的在上部，有的在下部，一般与地面垂直或呈3045角方向发展。较大的贯穿性沉陷，往往上下有一定的错距，裂缝宽度受温度变化影响很小，因荷载大小而异，且与不均匀沉降成比例。1.3.2 产生沉陷裂缝的原因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；或者因模板刚度不够，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； （图1.3）结构各部分荷载悬殊，未作必要的加强处理，混凝土浇注后，地基局部产生不均匀沉降，造成结 构应力集中，而导致裂缝出现。 1.3.3沉陷裂缝的预防措施对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固；保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀；防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡；模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序；在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。1.3.4治理方法不均匀沉陷裂缝对结构的承载力、整体性、耐久性有较大的影响，因此根据裂缝不同位置和严重程度，会同设计等有关部门对结构进行适当的加固处理（如加钢筋套箍）。1.4温度裂缝1.4.1 现象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；深入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（一般在0.5mm 图（1.4）以下），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。 1.4.2产生温度裂缝的原因表面裂缝，多由于温差较大而引起。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，形成内外部较大的温差。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2526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的中后期。进深的和贯穿的温度裂缝多由于结构降温差较大，受到外界的约束而引起的。当大体积混凝土基础、墙体浇注在坚硬地基（特别是岩石基础）或厚大的旧混凝土垫层上时，没有采取隔离等放松约束措施，如果混凝土浇注时温度很高，加上水泥水化热的温升很大，使混凝土的温度很高，当混凝土降温收缩，全部或部分受到地基、混凝土垫层或其他外部结构约束，将会在混凝土内部出现很大的拉应力，产生降温收缩裂缝。这类裂缝较深，有时贯穿性的，将破坏结构整体性。基础工程长期不回填，受到风吹日晒或寒潮侵袭作用，框架结构的梁、墙、板基础梁，与刚度较大的柱、基础约束，降温时也会出现这类裂缝。1.4.3 温度裂缝的预防措施尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等；减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下；降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下；改善骨料级配，掺入粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热；改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺，降低混凝土的浇筑温度；在混凝土中掺入一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间；高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度；大体积混凝土要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束；在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差，预留温度收缩缝；在浇筑混凝土前宜在基岩或老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷，减小约束；混凝土浇筑后及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击；混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料，将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。1.4.4治理方法对表面裂缝，可采用途两遍环氧胶泥或贴环氧玻璃布，以及抹、喷水泥浆等方法处理。对有整体性防水、防渗漏要求的结构，缝宽大于0.1mm的深进或贯穿性裂缝，应根据裂缝可灌程度，采用灌水泥浆或化学浆液（环氧、甲凝）方法进行裂缝修补，或者灌浆与表面封闭同时采用。对于宽度不大于0.1mm的裂缝，由于后期水泥生成氧化钙、硫酸铝等类物质、碳化作用使裂缝自行愈合，可不处理或表面处理。2蜂窝2.1现象混凝土局部酥松，砂浆少、石子多，石子之间出现类似蜂窝状的大量孔隙、窟窿，使结构受力截面削弱，强度和耐力降低。2.2原因分析2.2.1 砼配合比不合理，或砂、石、水泥材料计量错误，加水量不准，造成砂浆少、石子多；2.2.2 砼搅拌时间短，未拌合均匀，和易性差，振捣不密实；2.2.3 未按操作规程灌注砼，下料不当，使石子集中，振不出水泥浆，造成砂 （图2.1） 浆离析；2.2.4 混凝土未分层分段下料，振捣不实或靠近模板处漏浆；下料与振捣未很好配合，未及时振捣就下料。因漏振而造成蜂窝；2.2.5 模板孔隙未堵严，振捣时水凝浆大量流失；模板支设不牢固，振捣砼时模板移位，造成严重漏浆。 2.3预防措施 2.3.1 砼配料时严格控制配合比，经常检查，保证材料计量准确；2.3.2 砼自由倾落高度一般不得超过2m。如超过，要采取串筒、溜槽等措施下料。砼的振捣分层捣固。灌注层的厚度不得超过振动器作用部分长度的1.25倍；2.3.3 捣实砼拌合物时，插入式振捣器移动间距不大于其作用半径的1.5倍；对细骨料砼拌合物，则不大于其作用半径的1倍。振捣器至模板的距离不大于振捣器有效作用半径的1/2。为保证上下层砼结合良好，振捣棒插入下层砼5cm；项次振捣混凝土的方法浇注层的厚度（mm）1插入式振捣振动器作用的1.25倍2表面振动2003人工捣固： 在基础、无筋混凝土或配筋稀疏的结构中 在梁、板、柱、墙结构中 在密集的结构中 250 200 1504轻骨料混凝土插入式振捣300表面振捣（振动时需加荷载） 2002.3.4 砼振捣时，必须掌握好每点的振捣时间。合适的振捣现象为：砼不再显著下沉，不再出现气泡。灌注砼时，经常观察模板、支架、堵缝等情况。发现有模板走动，立即停止灌注，并在砼初凝前修整完好。 混凝土振捣时间与塔落度、振捣有效作用半径的关系：塌落度（mm）030407080120130170180200200以上振捣时间（s)222817221317101371057振捣有效作用半径(cm)25253025303035354035402.4治理方法2.4.1 砼有小蜂窝，可先用水冲洗干净，然后用12或12.5水泥砂浆压实刷平；2.4.2 大蜂窝，则先将松动的石子和突出颗粒剔除，尽量形成喇叭口，外口大些，然后用清水冲洗干净湿润，再用高一级的细石砼捣实，加强养护；2.4.3 较深蜂窝如清除困难，可埋压浆管和排气管，表面抹砂浆或支模灌混凝土封闭后，进行水凝浆处理。3孔洞3.1现象砼结构内有空隙，局部没有砼，钢筋全部或部分裸漏；孔穴深度或者长度超过保护层。 图（3.1）3.2原因分析3.2.1 在钢筋密集处或预埋件处，砼灌注不畅通，不能充满模板间隙。3.2.2 未按顺序振捣砼，产生漏振。3.2.3 砼离析，砂浆分离，石子成堆，或严重跑浆。3.2.4 砼工程的施工组织不好，未按施工顺序和施工工艺认真操作。 3.2.5 砼中有硬块和杂物掺入，或木块等大件料具掉入砼中。3.2.6 不按规定下料，吊斗直接将砼卸入模板内，一次下料过多，下部因振捣器振动作用半径达不到，形成松散状态。 3.3预防措施3.3.1 在钢筋密集处，可采用细石砼灌注，使砼充满模板间隙，并认真振捣密实。机械振捣有困难时，可采用人工捣固配合,严防漏振。3.3.2 预留孔洞处在两侧同时下料。下部往往灌注不满，振捣不实，采取在侧面开口灌注的措施，振捣密实后再封好模板，然后往上灌注。3.3.3 控制好下料。要保证砼灌注时不产生离析，砼自由倾落高度不超过2m，大于2m时要用溜槽、串筒等下料。3.3.4 加强施工技术管理和质量检查工作。3.3.5 对砼孔洞的处理，要经有关单位共同研究，制定补强方案，经批准后方可处理。3.4处理方法将孔周围的松散混凝土和软弱浆膜凿除，用压力水冲洗，只设带盒子的模板，洒水充分湿润后，用高一级别半干硬性细石混凝土仔细分层浇注，强力振实，并养护突出结果表面的混凝土，须达到50%强度后再凿去，表面用1:2水凝砂浆抹光。4 露筋 4.1现象钢筋砼结构内的主筋、副筋或箍筋等露在砼表面。4.2原因分析4.2.1砼灌注振捣时，钢筋垫块移位或垫块太少甚至漏放，钢筋紧贴模板。4.2.2钢筋砼结构断面较小，钢筋过密，如遇大石子卡在钢筋上，砼水泥浆不能充满钢筋周围。4.2.3因配合比不当砼产生离析，浇捣部位缺浆或模板严重漏浆。4.2.4砼振捣时，振捣棒撞击钢筋，使钢筋移位。4.2.5砼保护层振捣不密实，或木模板湿润不够，砼表面失水过多，或拆模过早等，拆模时砼缺棱掉角。 4.3预防措施4.3.1 灌注砼前，检查钢筋位置和保护层厚度是否准确；4.3.2 为保证砼保护层的厚度，要注意固定好垫块。一般每隔1m左右在钢筋上绑一个水泥砂浆垫块；4.3.3 钢筋较密集时，选配适当的石子。石子最大颗粒尺寸不得超过结构截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋净距的3/4。结构截面较小，钢筋较密时，可用细石砼灌注；4.3.4 为防止钢筋移位，严禁振捣棒撞击钢筋。在钢筋密集处，可采用带刀片的振捣棒进行振捣。保护层砼要振捣密实。灌注砼前用清水将木模板充分湿润，并认真堵好缝隙；4.3.5 砼自由顺落高度超过2m时，要用串筒或溜槽等进行下料；4.3.6 拆模时间要根据试块试验结果确定，防止过早拆模；4.3.7 操作时不得踩踏钢筋，如钢筋有踩弯或脱扣者，及时调直，补扣绑好。4.4治理方法4.4.1 将外露钢筋上的砼残渣和铁锈清理干净，用水冲洗湿润，再用 12或12.5水泥砂浆抹压平整。4.4.2 如露筋较深，将薄弱砼剔除，冲刷干净湿润，用高一级的细石砼捣实，认真养护。5缺棱掉角5.1现象砼局部掉落，不规整，棱角有缺陷。5.2原因分析5.2.1 木模板在灌注砼前未湿润或湿润不够，灌注后砼养护不好，棱角处砼的水分被模板大量吸收，致使砼水化不好，强度降低。5.2.2 常温施工时，过早拆除承重模板。5.2.3 拆模时受外力作用或重物撞击，或保护不好，棱角被碰掉。5.2.4 冬季施工时，砼局部受冻。5.3预防措施木模板在灌注砼前充分湿润，砼灌注后认真浇水养护。拆除钢筋砼结构承重模板时，砼具有足够的强度，表面及棱角才不会受到损坏。拆模时不能用力过猛过急，注意保护棱角，吊运时，严禁模板撞击棱角。加强成品保护，对于处在人多、运料等通道处的砼阳角，拆模后要用槽钢等将阳角保护好，以免碰损。冬季砼灌注完毕，做好覆盖保温工作，加强测温，及时采取措施，防止受冻。5.4预防措施治理方法：缺棱掉角较小时，清水冲洗可将该处用钢丝刷刷净并充分湿润后，用12或12.5的水泥砂浆抹补齐正。可将不实的砼和突出的骨料颗粒凿除，用水冲刷干净湿润，然后用比原砼高一级的细石砼补好，认真养护。6 施工缝夹层6.1现象施工缝处砼结合不好，有缝隙或夹有杂物，造成结构整体性不良。6.2原因分析6.2.1在灌注砼前没有认真处理施工缝表面；灌注前，捣实不够。6.2.2灌注大体积砼结构时，往往分层分段施工。在施工停歇期间常有木块、锯末等杂物积存在砼表面，未认真检查清理，再次灌注砼时混入砼内，在施工缝处造成杂物夹层。 6.3预防措施在施工缝处继续灌注砼时，如间歇时间超过规定，则按施工缝处理，在砼抗压强度不小于1.2Mpa时，才允许继续灌注；在已硬化的砼表面上继续灌注砼前，除掉表面水泥薄膜和松动石子或软弱砼层，并充分湿润和冲洗干净，残留在砼表面的水需清除；在灌注前，施工缝宜先铺抹水泥浆或与砼相同的减石子砂浆一层；在模板上沿施工缝位置通条开口，以便清理杂物和冲洗。冬季施工时可采用高压风吹。全部清理干净后，再将通条开口封闭，并抹水泥浆或减石子砼砂浆，再灌注砼。6.4治理方法当表面缝隙较细时，可用清水将裂缝冲洗干净，充分湿润后抹水泥浆。对夹层的处理慎重。补强前，先搭临时支撑，加固后方可进行剔凿。将夹层中的杂物和松软砼清除，用清水冲洗干净，充分湿润，再灌注，采用提高一级强度等级的细石砼或砼减石子砂浆，捣实并认真养护。 图（7.1）7错台 7.1现象砼接缝处，板、墙、不在一条直线上。7.2错台的原因混凝土浇筑产生错台缺陷主要是由模板原因造成的。模板设计不合理、模板规格不统一、安装时模板加固不牢或在浇筑过程中不注意跟进调整，使模板间产生相对错动，都会引起错台。特别是模板下部与老混凝土搭接不严密或不牢固，留下缝隙，引起浇筑时漏浆，是产生错台的主要原因。 7.3预防措施 7.3.1 为避免混凝土表面出现错台现象，要求模板首先要有足够的刚度且边缘平整，对已经使用过的模板，安装前一定要进行校正。7.3.2模板安装时，须保证模板间拼接紧密、支撑牢固，整体刚度足够。特别需加强模板与老混凝土之间的紧固，因为这是错台的多发点。如浇筑高度大，最好在上一仓拆模时保留最上一块模板，与新浇筑仓模板拼接。7.3.3 须注意混凝土浇筑过程的跟进工作，对模板受力后的变形实时监测，对变形模板及时调整。当混凝土浇至1/3、1/2高度时，需对模板支撑件各紧固一次，待浇筑完成时再紧固一次，可有效防止错台、倒帘的现象发生。7.4治理方法主要采用凿成斜面，形成逐步过渡的形式，一般选用扁平凿和手砂轮作为工具，斜面的坡度一般大于1:201:30，最大不应大于1:10，否则修复的效果不理想。为降低处理难度和避免色差过大，错台的处理一般在混凝土拆模后或3天龄期前进行。这种办法其实是采用过渡的措施来改善观感，对有严重错台的缺陷处理效果不佳。8 烂边、烂根8.1现象墙根、柱根出现蜂窝及麻面。8.2原因“烂边”和“烂根”主要是由于模板拼缝不严密、接缝处止浆不好，振捣时混凝土表面失浆造成。漏浆较少时边角出现“毛边”，漏浆严重出现混凝土蜂窝麻面。 图（8.1）8.3预防措施8.3.1接缝处贴橡胶海绵条或土工布止浆，并用钢木压板、橡胶压条止浆；8.3.2拼缝两侧的振捣器起振时保持同步。 8.4治理方法漏浆较少时按麻面进行修复，漏浆严重时按蜂窝处理办法进行修复。将烂根处松散混凝土和软弱颗粒凿去，洗刷干净后支模，用专用灌浆料填塞严实，并捣实。9最终结论综上所述，混凝土结构质量缺陷产生的原因是多种的，我们可以通过改善施工环境，加强施工管理来防止和减少混凝土结构的质量缺陷，也可能在以后的施工中通过施工技术的提高或掺加新型的掺加剂来防止和减少混凝土结构的质量缺陷;这需要科研人员的不懈努力和工程技术人员的经验积累才能达到。最主要是在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝、空洞、漏筋等的出现，钢筋这样才能保证建筑物和构件安全、稳定的工作。