清水混凝土性能控制與缺陷修補(bǔ)

1、清水混凝土性能控制與缺陷修補(bǔ)1清水混凝土因性能原因容易產(chǎn)生的問題清水混凝土因性能不能滿足施工需要，容易導(dǎo)致色差、砂痕、毛細(xì)裂縫、 氣泡、蜂窩麻面、花斑或粗骨料透明層等外觀質(zhì)量的問題出現(xiàn)并可能影響 混凝土強(qiáng)度。1.1 色差混凝土生產(chǎn)時(shí)水計(jì)量不準(zhǔn)或控制不嚴(yán)導(dǎo)致坍落度忽大忽小，或因?yàn)樵?材料使用不一致。水計(jì)量裝置出現(xiàn)問題或粗細(xì)骨料堆放場因堆放高度、瞬 間天氣變化等原因?qū)е潞坎町愄?，又未及時(shí)調(diào)整用水量,不同攪拌車 次間坍落度值差異太大，使得混凝土出現(xiàn)外表面水紋;當(dāng)原材料在使用過程 中出現(xiàn)變化,對(duì)混凝土色澤影響更是顯而易見的，特別是水泥與外摻料的變 化,水泥與外摻料與水反應(yīng)在混凝土中形成包裹骨料的

2、漿體,當(dāng)水泥與外摻 料因生產(chǎn)廠家、規(guī)格型號(hào)、強(qiáng)度等級(jí)等出現(xiàn)變化時(shí)使用不同原材料的混凝 土明顯有色澤上的差異。1.2砂痕混凝土中所用細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)較小、粗骨料級(jí)配不均、或摻加大量的 玻璃質(zhì)礦物料所致。所用細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)小，比表面積增大，或粗骨料級(jí)配 不均，填充料增加,用水量均會(huì)相應(yīng)增大,振搗后混凝土表層形成游離水層; 或因摻加大量的玻璃質(zhì)礦物料,其顆粒呈球形,表面光潔,不保水,容易產(chǎn)生 泌水，同樣在混凝土表層形成游離水層,混凝土泌水后的大量表層水因振搗 由表面向下部滲透沖洗骨料，漿體稀釋后流失，層致砂痕的出現(xiàn)。1.3毛細(xì)裂縫為提高混凝土的可泵性,摻加大量比重較小的外摻料、水泥用量過多或 砂率過高

3、所致。清水混凝土中摻加外摻料可以改善混凝土工作性能調(diào)節(jié)混 凝土凝結(jié)時(shí)間，并可部分取代水泥，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，但外摻料一般比重較小, 當(dāng)摻量過多時(shí),部分未能完全作為粗骨料的填隙料，形成混凝土表層局部浮 漿，導(dǎo)致毛細(xì)裂縫的產(chǎn)生；水泥用量越大,混凝土工作性能越好，但水泥用量 過高，水化熱大，當(dāng)混凝土表面達(dá)到不強(qiáng)度發(fā)展所需要的環(huán)境溫度和濕度時(shí), 也容易產(chǎn)生毛細(xì)裂縫；砂率過高,膠凝漿體不能完全包裹細(xì)骨料,混凝土表 層水化不均，同樣可以導(dǎo)致毛細(xì)裂縫的出現(xiàn)。1.4花斑或粗骨料透明層混凝土中砂率偏低或粗骨料色澤不均所致。砂率偏低，細(xì)骨料填充不足, 漿體未能完全包裹粗骨料，成型后混凝土表面可肉眼觀察到若干似鱗狀或

4、線型的粗骨料體，形成花斑或粗骨料透明層,當(dāng)9012006年3月第2期粗骨料原材為玻璃狀或細(xì)粒斑狀的巖石時(shí)（如玄武巖）,混凝土表層花斑或粗骨 料透明層則更為明顯。1.5蜂窩麻面混凝土中砂率過低所致。粗骨料含量過多或針、片狀含量大細(xì)骨料含 量嚴(yán)重不足，在混凝土中粗骨料之間沒有足夠的填充料，形成蜂窩狀的麻面。1.6氣泡混凝土坍落度過大或含氣量過多所致。清水混凝土一般應(yīng)摻入適量的 泵送劑或高效減水劑,提高工作性能,減少用水量,當(dāng)用水量過大,在振搗過 程中，部分游離水不能完全排出，拆模后混凝土表面游離水水氣蒸發(fā)，形成 細(xì)小的氣泡;含氣量過大,部分不能釋放的存在于混凝土表面的空氣在拆模后揮發(fā)，同樣形成混凝

5、土氣泡。2基于清水混凝土性能需要的原材料選擇般泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)需要考慮泵送性能和成本節(jié)約兩個(gè)方面，而對(duì)于清水混凝土要消除外觀質(zhì)量問題，在選擇原材料進(jìn)行混凝土優(yōu)化設(shè) 計(jì)時(shí),就要優(yōu)先考慮如何實(shí)現(xiàn)良好的可泵性能下對(duì)混凝土中水的最佳控制。2.1水泥混凝土強(qiáng)度取決于水泥特性和水泥用量,用較高的水泥用量可增加混 凝土的工作性能。在非高強(qiáng)混凝土的配合比設(shè)計(jì)中采用與混凝土強(qiáng)度同等 級(jí)的水泥在經(jīng)濟(jì)和工作性能方面均較佳。水泥品種的選擇，一般不宜采用火 山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥,因?yàn)榛鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥需水量大、 易收縮，而礦渣硅酸鹽水泥保水性差、易泌水。適宜采用粉煤灰硅酸鹽水泥、 硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽

6、水泥,首選為硅酸鹽水泥,要求定生產(chǎn)廠商、定標(biāo) 號(hào)、定批號(hào)，最好能做到同一熟料。2.2細(xì)骨料采用I區(qū)砂,需提高砂率并保持足夠的水泥用量,以滿足混凝土的和易 性,則成本增加;而采用III區(qū)砂時(shí)，因0.65mm以下的細(xì)顆粒含量偏多，比表面 積增大，混凝土需水量增加，用灰量也偏高,干縮性大,容易泌水和產(chǎn)生微裂 縫;一般適宜采用細(xì)度模數(shù)為2.33.0的II區(qū)中砂，含泥量和泥塊含量按國 標(biāo)分別控制在3.0%和1.0%以內(nèi)，要求定產(chǎn)地、定細(xì)度模數(shù)、定顏色。2.3粗骨料選擇立方形、石質(zhì)好、強(qiáng)度高、色差一致、最大公稱粒徑上限在31.5mm 以下的連續(xù)級(jí)配碎石，含泥量和泥塊含量按國標(biāo)分別控制在1.0%和0.5%以

7、 內(nèi)，特別對(duì)影響混凝土和易性的針、片狀含量在國標(biāo)15%的基礎(chǔ)上提高至控 制在8%以內(nèi)，要求定產(chǎn)地、定規(guī)格、定顏色。2.4活性摻合料般預(yù)拌泵送混凝土均選擇礦渣膠結(jié)材料和粉煤灰等細(xì)粉末礦物作為摻合料。主要成份為玻璃質(zhì)顆粒的礦渣膠結(jié)材料,其保水性能差，容易泌水, 此特點(diǎn)決定了在清水混凝土中不宜使用；而適當(dāng)摻用粉煤灰,既可以改善混 凝土流動(dòng)性，提高混凝土后期強(qiáng)度,節(jié)約水泥用量,又可以調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié) 時(shí)間，在非高強(qiáng)清水混凝土施工中是適用的，粉煤灰宜選用細(xì)度按 GBJ146290規(guī)定II級(jí)粉煤灰以上產(chǎn)品,要求定供應(yīng)廠商、定細(xì)度，且不得含有 任何雜物。2.5外加劑與一般泵送混凝土相比，清水混凝土對(duì)于外加劑的

8、選擇尤為重要。首先 它必須高效減水，盡量減少用水量,與水泥匹配,不泌水,又能極大改善混凝 土的工作性能，提高混凝土的性能價(jià)格比,要求定廠商、定品牌、定摻量。2.6水拌合用水中的有害物質(zhì)會(huì)影響混凝土的和易性及凝結(jié)時(shí)間，有損強(qiáng)度 發(fā)展，并可能降低混凝土耐久性,加速鋼筋腐蝕。非飲用水須經(jīng)檢驗(yàn)合格后 方可使用，但考慮非飲用水特別是流動(dòng)河水潛在的可能污染,一般選擇符合 國家標(biāo)準(zhǔn)的生活飲用水，以保證質(zhì)量。在磁懸浮項(xiàng)目清水混凝土配合比設(shè)計(jì) 中，經(jīng)大量的試驗(yàn)對(duì)比，水泥選用了強(qiáng)度富余系數(shù)較高的南京龍?zhí)端鄰S “雙猴”牌含堿量小于0.6%的普通硅酸鹽水泥,C30和C40混凝土分別采用 32.5和42.5等級(jí);骨料

9、采用在上海預(yù)拌混凝土攪拌站大量使用的浙江湖州 531.5mm連續(xù)級(jí)配碎石和湖北巴河中砂;摻合料選用需水量小的上海吳涇 熱電廠II級(jí)粉煤灰；外加劑選用上海浦華廠PH高效減水劑;攪拌站緊靠黃浦 江的支流川楊河,其水質(zhì)經(jīng)化驗(yàn)符合拌合用水標(biāo)準(zhǔn)，但考慮到川楊河系重要 水上航道易受污染，最終選用自來水作為拌合用水。3施工過程中的清水混凝土性能控制在材料和澆筑方法允許的條件下，盡可能采用低的坍落度和水灰比。對(duì) 于泵送混凝土，坍落度一般為10020mm，水灰比不應(yīng)大于0.65，以減少泌 0112006年3月第2期水的可能性。同時(shí)要求混凝土含氣量不超過5.0%,砂 率控制在40%50%。對(duì)首批進(jìn)場的原材料經(jīng)試驗(yàn)

10、室取樣復(fù)試合格后,應(yīng)立即 進(jìn)行“封樣”，以后進(jìn)場的每批采料均與“封樣”進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)有明顯色 差的不得使用。在 清水混凝土的生產(chǎn)過程中，一定要嚴(yán)格按試驗(yàn)確定的 配合比投料，不得帶有任何一點(diǎn)隨意性，并嚴(yán)格控制水灰比和攪拌時(shí)間，隨 氣候變化隨時(shí)抽驗(yàn)砂、碎石的含水量，及時(shí)調(diào)整用水量。(1)嚴(yán)格碎石堆放 場堆放高度:攪拌站靠近河道，碎石堆放場采用皮帶輸送，31.5mm級(jí)配碎石 堆放高度控制在5m以下，因?yàn)槌^5m的高度產(chǎn)生顆粒離析使堆放場周邊大 顆粒大量集中，嚴(yán)重改變?cè)兴槭w粒比例，致使改變混凝土配比各物質(zhì)的 比例，影響混凝土和易性及其它性能。(2)嚴(yán)格監(jiān)控材料含水量變化:骨料的 含水量是隨堆放時(shí)間

11、、堆放高度、天氣變化而不斷變化的，現(xiàn)場試驗(yàn)表明， 堆放10m高度的細(xì)骨料因堆放時(shí)間的推移，上、下含水量差值可達(dá)5%以上。 如果骨料含水量控制不準(zhǔn)確,水灰比增大將直接影響混凝土性能和質(zhì)量?，F(xiàn) 在一些先進(jìn)的混凝土攪拌站可用紅外線照射方式在集料下料過程中直接計(jì) 算材料含水量并作拌合用水的相應(yīng)調(diào)整，含水量控制較準(zhǔn)確；但人工監(jiān)控只 要得力，根據(jù)各種變化及時(shí)調(diào)整用水量,同樣可以取得理想的效果。（3）現(xiàn)場 坍落度控制：泵送混凝土坍落度一般要求在120 30mm，但對(duì)于外觀質(zhì)量要 求較高的清水混凝土,要嚴(yán)格控制用水量，坍落度需要控制在10020mm。到 達(dá)施工現(xiàn)場的混凝土需逐車測量坍落度，嚴(yán)格控制在要求范圍內(nèi)

12、。（4）不同 部位間的色差控制：混凝土的外觀取決于漿體顏色，即水泥、摻合料品種及 膠體等之間的比例。同一攪拌站生產(chǎn)的混凝土因原材料一致，性能穩(wěn)定,澆 筑后的墩柱與墩柱、墩柱與蓋梁之間色澤一致，無部位間的色差。但現(xiàn)場施 工進(jìn)度快,不可避免出現(xiàn)同一時(shí)段多家攪拌站供應(yīng)澆筑混凝土的現(xiàn)象，因此 首先在選擇商品混凝土?xí)r協(xié)調(diào)好不同供應(yīng)廠家的膠體材料的品種及規(guī)格是 必要的。但混凝土配合比設(shè)計(jì)復(fù)雜，原材料出廠時(shí)間跨度長，要求統(tǒng)一原材 料及配合比不太實(shí)際，為此考慮在施工現(xiàn)場以河兩岸、路兩側(cè)等為標(biāo)準(zhǔn)劃分 不同的施工區(qū)間，通過視覺上的差異來抵消因不同廠家澆筑的混凝土引起 的色差。通過從原材料的選擇到施工過程中對(duì)混凝土

13、性能的控制從源頭上 確保了澆筑后的混凝土無色差、光潔平順的自然效果。4外觀缺陷的修補(bǔ)盡管從模板加工、配合比設(shè)計(jì)、到施工控制各個(gè)環(huán)節(jié)來保證澆筑后的 混凝土色澤自然光潔、線條平順優(yōu)美，但因?yàn)槭┕ぶ胁豢深A(yù)見的因素較多， 任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)都直接影響清水混凝土的外觀質(zhì)量，導(dǎo)致色差、毛細(xì) 裂縫、砂痕、氣泡、花斑、蜂窩、麻面等現(xiàn)象的出現(xiàn)。為此必須通過細(xì)致 的修補(bǔ)外觀缺陷來還原清水混凝土本來的自然美。4.1外觀缺陷修補(bǔ)工藝框外觀缺陷修補(bǔ)工藝框圖見圖1所示。圖1外觀缺陷修補(bǔ)流程框圖_L_S-I_L_S-I干樣水說局部填補(bǔ)圖1外觀缺陷修補(bǔ)流程框圖4.2色差、毛細(xì)裂縫,砂痕、花斑或粗骨料透明層等表面缺陷的修補(bǔ)混

14、凝土表面產(chǎn)生毛細(xì)裂縫，除性能原因外，還有其它方面的原因，如養(yǎng) 護(hù)不足、脫模太早、入模溫度太高（產(chǎn)生水化熱）等;色差,除性能原因外，還 有模板銹蝕、攪拌時(shí)間不足、脫膜劑施涂不勻和養(yǎng)護(hù)不穩(wěn)定等原因；砂痕, 除性能原因外，還有模板接縫不密、振搗太強(qiáng)等原因;花斑或粗骨料透明層, 除性能原因外，還有振動(dòng)過頭和模板撓曲等原因。4.2.1修補(bǔ)原因配置同混凝土漿體顏色一致的修補(bǔ)漿體，均勻涂抹于混凝土表面（必要 時(shí)漿體摻入適量的建筑膠水,或在需修補(bǔ)的結(jié)構(gòu)體表面涂刷建筑膠水,以增 加粘結(jié)力）,利用混凝土前期強(qiáng)度發(fā)展的水化熱過程進(jìn)行養(yǎng)生，使修補(bǔ)漿體 同混凝土主體部分結(jié)合為一整體，達(dá)到色澤一致的效果。4.2.2材料準(zhǔn)

15、備與主體結(jié)構(gòu)相同的混凝土配比品種、規(guī)格、強(qiáng)度等級(jí)的水泥及白水泥若干重量。4.2.3修補(bǔ)工具裝飾專用滾刷、鋼絲刷、擦拭用海棉塊、細(xì)砂紙、透明膠、混凝土養(yǎng)護(hù)用塑料薄膜等若干。4.2.4修補(bǔ)漿體配制在上海磁懸浮項(xiàng)目中，根據(jù)水泥、摻合料品種及膠體間比例等實(shí)際情況 經(jīng)現(xiàn)場反復(fù)試驗(yàn)，確定同色漿體配制為：按重量比，同澆筑主體混凝土配比 品種、規(guī)格、強(qiáng)度等級(jí)的水泥8份和白水泥1份,水灰比0.70，水泥、白水 泥和水充分?jǐn)嚢杈鶆颉?.2.5修補(bǔ)方法在澆筑主體混凝土強(qiáng)度增長至設(shè)計(jì)要求的30%40%時(shí),即拆除側(cè)模，將 拌制均勻的修補(bǔ)漿體用滾刷一次性自上而下涂刷于需修補(bǔ)主體的表面，待 漿體硬化后,用海棉塊按照漿體涂刷

16、的順序輕輕地將表層游離粉末清掃干 凈，若表面仍有粗糙不平時(shí)，則用細(xì)砂紙將結(jié)構(gòu)體表面均勻地打磨光潔，并 用水沖洗潔凈。修補(bǔ)時(shí)應(yīng)注意：(1)澆筑主體一般只是局部區(qū)域出現(xiàn)色差、 毛細(xì)裂縫、砂痕、花斑或粗骨料透明層等外觀質(zhì)量問題但漿體修補(bǔ)時(shí)應(yīng)是 主體的整體協(xié)調(diào)修補(bǔ)，避免在修補(bǔ)部位與未修補(bǔ)部位間出現(xiàn)色差，影響美觀。 (2)修補(bǔ)前應(yīng)注意在毛細(xì)裂縫、砂痕、花斑或粗骨料透明層出現(xiàn)的地方用鋼 絲刷刷去砂粒和松散漿體，并用清水沖洗干凈，避免修補(bǔ)后的漿體與整體分 離形成裂縫，甚至脫落。4.2.6養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)后迅即用塑料薄膜將主體整體覆蓋，并用透明膠密封，利用混凝土 本身強(qiáng)度發(fā)展時(shí)產(chǎn)生的水化熱過程進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，確保修補(bǔ)后的漿

17、體不與主體本身產(chǎn)生分層脫皮。4.3蜂窩、麻面的缺陷修補(bǔ)因模板漏漿或振搗不均，水泥漿缺失，導(dǎo)致表面粗糙并形成麻面，嚴(yán)重 的因砂漿少、石子多，石子間出現(xiàn)空隙導(dǎo)致蜂窩狀的孔洞出現(xiàn)。對(duì)于蜂窩、 麻面的修補(bǔ)，方法如下：（1）用鋼絲刷刷去表面松散砂粒及漿體,并用清水沖 洗干凈。（2）同主體混凝土品種、規(guī)格、強(qiáng)度等級(jí)的水泥和細(xì)度模數(shù)2.0左 右的細(xì)砂，按重量比1 ： 2配制水泥砂漿填補(bǔ)。（3）填補(bǔ)后再按前面所述的色 差等表面缺陷修補(bǔ)方法進(jìn)行表面修補(bǔ)并及時(shí)養(yǎng)護(hù)。4.4氣泡的缺陷修補(bǔ)混凝土表面產(chǎn)生氣泡，除性能原因外，還有模板不吸水、模板表面濕潤 性能不良以及混凝土搗固時(shí)間不足等原因。經(jīng)現(xiàn)場反復(fù)試驗(yàn)確定該項(xiàng)目清

18、水混凝土中，對(duì)于面積較小的氣泡修補(bǔ)方法為：同主體混凝土品種、規(guī)格、 強(qiáng)度等級(jí)的水泥和白水泥按重量比8 : 1配制干粉水泥，攪拌均勻后用抹布 蘸抹填補(bǔ)氣泡部位,并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。4.5特殊凹陷修補(bǔ)對(duì)于因施工中局部模板焊縫、連接螺桿松動(dòng)斷裂引起混凝土跑漏或拆 模后局部碰損的修復(fù)，因面積大、凹陷深，首先應(yīng)進(jìn)行凹陷部位的填補(bǔ)。凹 陷填補(bǔ)方法如下：（1）凹陷淺、易于填補(bǔ)的應(yīng)先配制高于主體本身混凝土等 級(jí)的修補(bǔ)混凝土填滿凹陷部位，填補(bǔ)后再按前面所述的色差等表面缺陷修 補(bǔ)方法進(jìn)行表面修補(bǔ)并及時(shí)養(yǎng)護(hù)。（2）當(dāng)凹陷部位面積過大、深度過深且一 般混凝土不易粘補(bǔ)時(shí)應(yīng)配制環(huán)氧樹脂砂漿填補(bǔ)。a.環(huán)氧樹脂砂漿填補(bǔ)漿體 的配制：同主體混凝土或高于主體混凝土品種、規(guī)格、強(qiáng)度等級(jí)的水泥：細(xì) 骨料：糠醇：乙二醇縮水甘油醚：YH282固化劑：E44或E51環(huán)氧樹脂，按 重量比1 ： 2.5 ： 0.05 ： 0.2 ： 0.3 ： 1配制,首先將E44或E51環(huán)氧樹脂、糠 醇和乙二縮水甘油醚均勻拌合在一起配成環(huán)氧樹脂混合液，再將水泥和砂 均勻摻合,然后將YH282固化劑加入到環(huán)氧樹脂砂漿混合液中，攪拌均勻后 傾倒在摻合好的水泥和砂上拌合均勻即可使用。這一配制的特點(diǎn)是強(qiáng)度高 （28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)100MPa）、凝結(jié)時(shí)間快，因此