工程质量控制要素结构砼外观质量控制技术

工程质量控制要素结构砼外观质量控制技术2008-8-22 16:59【大 中 小】【打印】【我要纠错】结构砼外观质量的好坏，从一定程度上讲反映了一个企业技术水平的高低。一次性施工效果好的砼，拆模后其结构外形轮廓分明、线性顺滑而又不乏挺拔，砼表面平整、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，这是砼该达到的效果。那么如何才能浇筑外观质量好的砼呢？下面就砼外观质量作一简单探讨，供参考。一、结构砼外观质量控制原理（一）砼质量的模拟方程砼是多相料组成的人造石，从根本意义上讲，砼的施工，就是人工加工料的再加工，即将水泥、砂石等原材料，加工成可塑性拌和物，再将拌和物（半成品）加工成结构砼成品。其成品质量（含内在质量与外观质量），取决于两大因素，首先是相料品质，再则是施以两次加工的施工质量，可用一个直观的模拟方程来表示：砼施工质量（水泥、砂、石、水等合格原材料砼拌和物）工艺技术（砼配比质量搅拌质量运送质量）（浇铺质量振捣质量养护质量）砼拌和物材料质量砼浇筑成型质量从上式得出：1、砼工程结构质量是由砼施工质量作保证，而砼施工质量，取决于工艺技术含量。2、工艺技术含量是对各质量因素相关的技术指标、工艺标准的施工有效控制和管理。3、结构砼的成型质量直接反映了施工工艺技术、管理水平。（二）砼质量的标本特征砼强度和匀密性自从有了水灰比法则以来，总是遵循砼强度、水灰比理论来指导砼施工。随着建设形式的发展，许多结构砼，尤其城建基础设施、交通工程建设，不仅要求砼强度等内在质量，对外观质量的要求也愈来愈高，若仍仅借助于砼强度、水灰比理论，已经不能完全满足其指导施工的要求。为此，除了砼强度观念外，尚需探讨砼的匀密性，而砼的匀密性对砼的外观质量影响是至关重要的。通常所谓砼外光内实，即表达了砼的内在质量和外观质量，其实也是砼强度和匀密性的集中体现。内在质量好，砼强度高；外观质量好，砼匀密性好。以砼强度和匀密性为砼质量特征，对砼施工质量的意义，可初步概况为：1、砼强度和匀密性，是砼同体特征的两个方面，它表达者砼内在质量的一致性。质量好的砼，是指强度和匀密性都较好的砼。砼内部呈均匀密实的连续分布状态，其结构的弹模、容重等都比较一致，则砼力学性能稳定，砼弹性压缩、收缩、徐变性能也趋稳定；如果砼有疏松、离析、蜂窝等不均匀、不致密现象存在，则必导致砼强度低，故可认为，砼匀密性好，砼强度高，反之，砼强度高，必然是匀密性好。结构砼的抗压强度，都是以砼试件的抗压强度为代表的，但试件强度合格的结构砼，未必都是匀密性好的砼。以某工程砼雷达波检测为例，出现四种类型：第一种，雷达信号图像同相轴连接，无杂波反射，判别为完整致密性，经钻芯取样证实，砼内部结构均匀密实；第二类，图像同轴性较差，有部分杂波反射，属于匀密性较差型，据芯样观察，为砼中骨料含量不甚均匀，砼强度较第一类略低；第三类，图像同轴基本不连续，杂波反射较多，为不均匀型，经凿开砼检查，砼有离析、蜂窝甚至空洞存在；第四类，图像同轴错断，芯样证实，砼有疏松、浮浆现象。由此可见，造成砼抗压强度分布离散度较大的原因，是砼匀密性的差别。2、砼强度有等级指标可以量化，而砼匀密性则不然，但可通过砼外观质量来鉴定，因外层砼对匀密性反映最为敏感。因为砼振捣时，其流动性、保水性和混合颗粒的运动，均受到模板侧限的影响，靠近模板的外层砼匀密性，比内部砼难于得到改善，在这种情况下，砼拆模后外观质量好的话，一般来讲，内部砼的匀密性更是好的，但外观质量也不能完全说明内外砼匀密性的一致，往往仅是因为外层砼的匀密性较差，而引起外观质量不良。如当模板不平整、板缝不严密，甚至跑模而渗水漏浆或靠模板的砼振捣离析、泌水以及砼接茬时模边泛浆等，均可导致砼表面出现色斑、砂线、麻点，或者倒脚处残留气泡等常见弊病，其原因均为外层砼匀密性不良或匀密性遭到破坏所致。如果工艺操作顺序、方法得当，致力于砼内外匀密性的保持、维护或外层砼匀密性免遭破坏，则砼表面平整光洁、色泽均匀。由此可见，对砼外观质量的观察评定，实际上是对砼结构匀密性的表层鉴定。3、砼强度和匀密性，都涵盖着砼的技术性能和工艺指标，施工时需同时满足。举一个例子说明：如泵送砼30米，选用塌落度为11-15cm，倘若泵送不困难，采用塌落度9-10cm也可以，都符合不影响砼强度的和易性范围，若在施工中，这一盘料（或这一层）砼塌落度为9cm，而另一盘料（或另一层）塌落度为15cm，塌落度如此相差6cm的砼拌和物，其砼塑性方面存在的流动性不同、稀绸不同，在浇筑过程中，其砼均密程度或密实状态差异较大，在先后接茬处的砼表面，难免出现深浅色差不同。由此可见，砼施工中，既要注意砼强度，同时又要注意匀密性，才能满足砼内在质量和外观质量的要求。（三）砼外观质量控制原理砼的均匀密实性作为砼质量特性之一的砼均匀密实性，不是砼天然具备的，而是靠工艺施工出来的。均匀密实性好的砼，是各相材料颗粒，包括水泥颗粒，在砼体积内呈均匀分布、排列紧密、连续完整的匀质状态。即大颗粒之间是小颗粒，小颗粒之间是细颗粒、微细颗粒，构成均密型的颗粒骨架，在这种颗粒骨架的基础上，系由水泥和水而成的水泥浆，水泥浆包裹沙子成为水泥砂浆，水泥砂浆充填粗骨料缝隙，构成砼的微观晶体结构。因此，要获得砼结构的均匀密实性，就在于单位砼体积中维持三个不变：水泥（砂）浆含量不变，级配骨料含量与分布不变，拌和物的整体塑性（塌落度指标）不变。如果任何方面的变化，则砼均匀性和密实性都同时发生变化，从而影响砼的强度和外观质量。在砼施工过程中的拌、浇、振三个主要环节上，砼拌和物中最活跃也是最难维持的成分就是水泥（砂）浆。骨料同水泥（砂）浆比较起来，骨料密度较大、流动度和扩散性较差，其颗粒运动易于稳定，而水泥（砂）浆则不然，如果搅拌不均匀，会出现灰浆团块；塌落度相差较大，灰浆绸稀不一；自由倾落过高，灰浆骨料离散；浇筑厚度不同，浮浆多少不等；振捣过量或振时过长，灰浆离析、泌水；浇铺时过早振捣，灰浆溢出漫浮；欠振、漏振时，灰浆充填不实或未及充填等，从而出现局部或大面积砼表面缺陷。可见，控制砼外观质量的基理，关键在于控制砼的均匀密实性，施工中，只要控制好灰浆成分、灰浆含量、灰浆分布的均匀性，基本可控制砼的外观质量。二、控制砼外观质量的措施（一）模板质量的控制结构砼的施工，能否达到工程整体美观的要求，首先取决于模板质量的控制。砼的平整度、光洁度、色差度都于模板质量直接相关。因此，在模板工程的设计、制作时，首先应满足模板结构的强度和刚度，确保模板拼缝严密、不变形、拆卸方便；其次，要选择好板面材质，并使其同砼脱模剂相匹配。（二）浇筑工艺质量的控制1、砼配比通常选择砼配合比的水灰比、水泥用量的原则是要符合规范限定的砼强度和耐久性的要求，对抗渗砼、大体积砼、水下灌注砼等都有专门规定，而由外观质量要求的砼，尚无规定可循，但对砼外观质量的控制必须从砼配合比设计开始。总的原则是：较通常情况下的砼配合比作细微调整，即维持一定数量的水泥用量，略增加砂率，稍减用水量。（1）水泥用量根据经验，延长砼的模内养护期或加大水泥用量，是有利于砼表面的自然光洁度的。但施工现场模板的周转一般是根据进度确定的，延长砼模内养护期较难做到，因此，掺加减水剂，相对增加水泥用量是较为普遍的做法。（2）砂率砂率除与级配、空隙率有关外，还与砂子的粗细程度（细度模数）有关。最佳含砂率是指在砂石骨料颗粒级配的规定条件下，选择能同时满足砼质量和工作和易性要求的砂子最佳含量：为了促使砼达到均匀密实度质量和充分改善砼拌和物和易性，使砼中细骨料含量较通常稍微增大一点。因为砼的匀密过程是以和易性为前提的，和易性包括砼拌和物流动性、粘聚性和保水性，而这些性能还在于砼中有足够的水泥砂浆起主要作用。当减水剂（水剂约1，粉剂约1.5）掺量不大的情况下，砂率较通常稍提高1-2许，不仅砼浇捣塑性明显改善，砼成型后粗骨料被砂浆包裹覆盖层厚度均匀，砼表面避免出现“相料色差”。（3）塌落度砼拌和物是砼成型结构的原材料，而砼拌和物的成型可塑性的最终反映是塌落度。对砼外观质量的控制，最重要的环节是砼塌落度的控制，所以，恰当控制塌落度很有必要。从现场经验得知，对砼塌落度要么就大（塌落度20cm上下），这时拌和物水泥含量多，砼外观光泽较好；要么就小（塌落度10cm左右），拌和物含水量少，易克服砼气泡。前者水泥用量增加很多，成本上不经济，后者一般情况采用5-7cm、7-9cm、9-12cm、12-16cm塌落度的拌和物；但有外观质量要求的砼，塌落度较通常一般采用的塌落度略减少1-2cm，使砼拌和物粘绸一些，振捣效果好一些，有利于砼外观质量。为此，需将通常的非泵送砼的7-9cm塌落度调整为71cm，泵送砼12-16cm调整为11-14cm，施工时砼搅拌、运输样控制塌落度上下限，以求砼的塑性稳定。2.砼的搅拌和运输砼的搅拌必须达到三个基本条件：计量准确、搅拌彻底、塌落度稳定。否则拌和物中将出现水泥（砂）浆分布不匀，易出现砼表面色差或砼振捣易离析、泌水等非匀质现象。一般，当水泥用量达350kg/m3及以上的砼，可称之为富水泥砼，这时，砼的搅拌时间要适当延长，如采用滚筒式搅拌机，宜延长2.5-3分钟，强制式搅拌机宜延长1.5-2分钟，当掺加外加剂时，搅拌时间应在延长1分钟。恰当的运输工具是砼搅拌车或拖式泵，无条件时可采用砼料斗装汽车运输，且运输距离不宜过长，但任何条件下不宜采用拖拉机运输。3.砼浇铺和振捣强调浇铺与振捣，必须克服重视振捣、轻视浇铺的习惯。浇铺无序或振捣无方，都是砼产生各种不均匀性的根源。唯一的克服板缝是注意把握浇铺与振捣的“火候”。要求振捣要密切注视浇铺状况，什么时候可以振，什么时候不能振，以及振捣多长时间、遍数，都依据浇铺情况而定，对砼不要早振，也不要迟振；不要欠振，也不要过振。砼的浇振方法：（1）分段分层、限时接茬混凝土的浇筑，无论是从一端开始向另一端，或是从中间开始向两端对称，呈斜面层次、全断面推进的浇筑，还是从下向上一层层的、呈水平层次的浇筑方法，都必须分段、分层地进行浇筑作业。一般确定分段长度的原则：a.在砼拌和物未初凝的可塑时间内，完成砼的分层接茬和分段接茬，同时砼的搅拌、运输能力供料及时；b.根据砼浇筑时的气温条件，防止砼浇筑面上水分挥发过多造成接茬不良。最新建筑钢结构、幕墙，混凝土结构、基础、工程造价、招投标专业教程、文章、资料、行业软件论坛！浇筑分层：是指砼浇筑过程中，按断面自下而上分次进行的砼浇铺厚度，一般40-50cm一层为宜（约为振捣棒作用半径的1.25倍），每层厚度应基本一致，结构模板有阴角倒坡时，砼铺至内侧倒坡下5cm，把坡顶留出，便于排除气泡。砼分段、分层的后段与前段或上下层之间的浇筑（接茬）间隔时间，在常温下，限为2个半小时为宜。虽然水泥初凝时间不早于45min，终凝时间不迟于10小时，但砼拌和物（不掺缓凝剂）的始凝时间一般为4小时左右，因为当水泥初凝时砼失去塑性，终凝时砼产生强度，如果比始凝时间少1小时的时间内拌和物接茬，振捣时透入下层砼510cm振捣，砼表面不会留下接茬痕迹。如果超过3个小时或4个小时，此时砼已接近初凝，砼中水泥（砂）浆的塑性差异过大，振捣时难于分布均匀，结果形成色差带或冷缝式色差。（2）浇前振后、切莫早振砼振捣基理，一是液化，二是捣实，为达到砼均匀密实性，浇与振需协调配合，切忌早振。所谓早振，有两种情况：一是指本层砼厚度未铺足或浇铺不到位或两侧模之间未全范围铺满，即砼拌和物层次不清、顺序零乱，往往出现中间高、两边低，或一边高、一边低的堆积和低洼现象。二是指对本层砼浇铺段前沿临空部分，不等下段砼浇铺衔接，就过早振捣，这也称为早振。对于砼浇与振，前后应相差一定的距离，如浇铺长度为10米，则振捣长度为（10-1）米，即前沿一段至少相当于振捣棒作用半径二倍的范围内的砼，不要急于振捣，待下一接段砼浇铺接茬后再振。早振的结果是：a.砼拌和物有流动现象，砂浆与骨料分离或水泥砂浆流向低处；b.再浇筑砼时，随砼浇筑面增高，砼液化面上升，则富水泥浆上浮，紧靠侧模面，形成色差带；（3）过振过振是指砼振动延时过长，此时砼易产生离析、泌水，离析较重的，骨料分离，显露砂石或出现水波纹状的云斑或鳞状色斑。轻的出现泌水、砂斑、砂线。（4）振捣砼振捣应遵循快插慢拔、振点等距离布置的原则，砼振实的表现为：砼已无显着沉落、表面呈现平坦，砼已不冒气泡、砼开始泛浆。振捣时需注意：a.要离开模板20cm左右，防止损坏模板或出现漏浆等；b.振捣时间同砼塌落度结合起来，防止过振，一般情况下，7cm塌落度振时为25秒；5cm塌落度为30秒，9cm塌落度为20秒。三、砼外观质量通病防治砼外观质量通病，按其产生的原因，基本可分为两类：一种是由于砼浇铺振捣工艺不妥产生的外观质量问题；另一种是由于模板、钢筋和砼等综合因素引起的外观质量问题。（一）克服砼浇筑振捣通病砼振捣不当产生的质量通病类型为：1、漏振（局部未振捣到位）蜂窝、空洞2、欠振（振捣时间不够）麻面；3、过振（振捣时间过长）砂斑、砂线；4、早振（浇铺未到位、未摊平）色差（水泥浆不匀）；5、快振（振捣棒上提过快）气泡；6、早振过振 轻度云斑、水波纹；7、重度鳞斑8、迟振冷缝；（二）桥梁结构砼外观质量通病防治1、墩柱砼外表气泡多且密集外观现象：除个别大气泡外，细小气泡多，呈片状密集；主要原因：a.振捣时间不够，振捣棒上提速度过快；b.掺减水剂砼搅拌时间不够，不足2分钟；c.砼塌落度大、水泥浆稀、含水量重，贴模板面的砼气泡含量多，未排除完；防治措施：a.砼拌和均匀，搅拌时间不少于2分钟；b.塌落度不宜过大，如塌落度为5-7cm，下部宜按高限控制，上部按低限控制；c.振捣棒要快插慢拔，每一振点累计振捣时间不少于25秒，柱子愈往上浇筑要放慢浇筑速度，并使塌落度适当减小、振捣时间适当延长；d.砼振捣顺序，先从外圈开始，螺旋型振到内心，然后再从内到外，反螺旋振捣。2、墩柱砼表面有钢筋显隐外观现象：当立柱砼拆模后，砼保护层里显出钢筋隐形，主要是显出一道道箍筋形影。显隐出砼颜色浅淡，柱子下部比上部明显；高柱比低柱明显；净保护层薄的比厚的明显。主要原因：a.钢筋笼骨架未整体竖直或有局部变形；b.箍筋净保护层厚度不足，如当缠绕主筋的箍筋绕的不紧；c.模板顶端高出钢筋，钢筋笼骨架顶端未伸出模板，难于固定；d.浇筑砼的卸料斗、串筒或导管安装，其全部或部分支附在模板上未分开；e.高柱的钢筋笼骨架自由度大，当振捣人员上下或浇筑作业碰撞钢筋时，致使钢筋笼骨架振动摇晃，被振动的塑性砼受挤压而溢出砂浆并附着在箍筋面上，导致保护层砼匀密性不良。防治措施：a.箍筋缠绕主筋必须绕紧，不留空隙；b.钢筋笼骨架力求竖直提拔，为增强刚性，加强箍筋直径不应小于主筋直径，当立柱高度15米时，加强箍筋内的临时支撑筋宜采用三角形或正方形；c.加密保护层垫块（最好采用塑料垫块），并使钢筋骨架顶端与模板之间有撑有拉，固定坚牢；d.砼浇筑作业的砼卸料斗或泵送导管等器具必须与模板分离，而且作业过程中避免碰撞钢筋；e.控制砼塌落度，尤其高墩柱砼塌落度宜小不宜大。3、墩柱砼表面显见模板缝痕或缝口处不规则色斑、砂线外观现象：a.模板节段拼装处上下（横向）合缝不平整、错台，呈抱箍状缝痕或深浅色差；b.模板竖向合缝处不平整、错台，有砂线砂斑或深浅色差。主要原因：模板缝口加工精度不够，难于保证拼装（上下对接或竖向合缝）质量。造成模板拼装后不平顺、有缝隙。浇筑砼时，如缝里渗水，但水泥未淌出则形成色斑；如有水泥淌出则形成砂线。当渗水、漏浆的严重程度不同，则色斑范围、深浅不一。防治措施；a.提高模板加工质量，尤其缝口加工精良；b.柱高15米时，模板不分节，采用两半个模板竖向合缝拼装；当柱高10米时，采用预先拼合成整体，整体吊装。c.拼装合缝严密、平顺、不漏水、漏浆。d.振捣砼时，振捣棒离开模板缝口20厘米。e.立柱砼浇到顶端时，须将浮浆（含粗集料少的稀浆砼）清除干净，彻底更换。4、预制箱梁、T梁和盖梁及防撞护栏砼外侧，出现色差、色斑外观现象：砼外侧呈横向色差带，深浅颜色明显或不规则的水波纹状、云斑或鳞斑，一般是梁体底部较明显，钢筋、波纹管密集处较明显。a.早振、早振加过振；b.箱梁腹板断面小，底板砼全部依靠从腹板砼被振捣流动到位，而发生重复振捣、过振；c.钢筋或波纹管密集部位，砼中粗骨料难下去时造成砼不均匀；d.水泥品质欠佳、砂子颗粒较粗、加上搅拌不够，塌落度较大时，拌和物粘绸性差。防治措施：a.严禁早振，每层砼前沿必须剩留约1米范围暂时不振，待下一段砼接茬后一并振捣，当砼布料厚度不一或全断面铺满时，也不要急于早振；b.箱梁底板砼，可采用芯膜顶面开窗洞，底面留空档的办法完成大部分底板砼浇筑；c.采用连续级配粗集料，粗集料最大粒径为25毫米为宜，或在钢筋较密或断面狭窄部位，可用同强度、弹模的细石砼；d.水泥品种宜采用颗粒细、泌水小的普通硅酸盐水泥；砂子宜采用中砂，不宜采用细度模数大于2.7的中偏粗砂；e.砼搅拌时间达到120-150秒，塌落度维持稳定。概况以上所述，控制结构砼外观质量的工艺要领，是想方设法维护砼的匀密性，坚持做到：1、模板制作安装（含脱模剂）的严控标准不变；2、凝土原材料规格品种质地不变；3、凝土成份比例稳定不变；4、凝土搅拌时间限制不变；5、凝土塌落度指标维持不变；6、砼拌和物运送方法不变；7、砼分层的虚铺厚度不变；8、砼浇铺不到位不早振捣的法则不变；9、振捣顺序、次数和快插慢拔的振捣方法不变；10、凝土分层、分段接茬的间歇时间不变；11、砼养护时间、方法不变12、砼拆模时间基本不变。结构砼外观质量控制，必须在砼工艺上狠下功夫，决不主张通过事后修饰来勉补一次性施工不足。也不提倡依靠事后修饰来还其清水砼的本色原貌。大量桥梁工程的建设实践证明：万一结构砼表面发生有悖于“面子工程”要求的外观质量缺陷，通过恰当的工艺对其进行认真仔细、谨慎的修饰，则也能较好地收到结构清水砼应有的效果。所谓修饰，并非一般的整修或修补，而是以砼外观质量为宗旨的饰艺。但是，要收到较理想的修饰效果，即不损清水砼本色原貌，又能达到自然、美观和返璞归真的程度，却是极其不易的。为此，要求不但要有工艺熟练、富有经验的技术工人操作，还要结合工程具体情况，采取特殊的修饰技术和遵守相应的工艺制度。切不可轻易、马虎、盲目修饰，否则会弄巧成拙，甚至完全丢掉“面子”。为了积极配合当前建设的重点工程，争创优良精品为质量目标的创优活动，下面将“清水砼表面修饰工艺要点”，介绍如下，供施工参照。五、清水砼表面修饰工艺要点（一）大面积修饰1、干修法拆模后，在砼原生湿润（不另浇水）条件下，对砼外露面立即进行（或边拆模边进行的）表面修饰处理的作业方法。使用场合：砼面无大的（或无严重的）跑模漏浆、蜂窝、麻面等外观缺陷，主要存在气泡眼较大，细泡点密集或有多处气泡、水线、砂眼的情况，以及在冬季、多雨季节里实施的个性施工，一般采用干修法。（1）模板拆除后，立即采用重量比约1：2的黑、白水泥（注：黑水泥指与该砼同标号、同品种的水泥，以下同），掺入经试配确定的少量干净细砂和少许107胶水或相当此类胶水拌和成干硬性的水泥砂浆，用油漆刮刀把砼表面散布的一个个豆眼般及较大的气泡眼填实、刮平。一般称其为第一遍补浆。（2）第一遍补浆作业结束后（或前后流水作业相距）一定时间（一般约1-3小时），接着采用重量比为1：2.5-1：3.5的黑白水泥调制的中稠灰浆，进行展延性补浆，范围是第一遍补浆过的和第一遍未补浆的细小气泡带、气泡群。通常称其作业为第二遍补浆。（3）两遍补浆完成后（或前后流水作业相距）一定时间，即补浆点达到可用金刚砂布对其打磨而又不致脱落的程度（一般约2-4小时）后，将补浆面打磨平整。最后采用重量比为1：3.5-1：5的黑、白水泥拌干灰，并用棉纱头将砼面全面抹擦一遍，待自然静置过液至第二天（不少于6小时）再进行覆盖洒水保养。（4）若第二天发现有补浆收缩或脱落、存在凹凸不平或麻斑现象，则应重新按（1）（3）项的程序、方法操作，有针对性地再修补一次。2、湿修法拆模后，修饰工作可立即进行，也可不立即进行，但修饰前无论砼面是呈潮湿还是干燥状态，都必须预先浇水，即在砼浸湿条件下，对砼表面进行修饰处理的作业方法。使用场合：湿修法适用广泛，不仅适用于修饰砼表面残留气泡眼较大、较多或明显的砼离析砂斑线、泌水线、浅层蜂麻、色差，亦适用于修饰砼气温较高、温度偏小的施工环境下进行修饰作业，即使符合干修法条件，一般也可以采用湿修法。（1）首先用高压水冲洗砼表面，如粘附有隔离剂、尘埃或其它不洁物，则应用尼龙织布擦洗干净。（2）紧接着用重量比1：3.5-1：5的黑、白水泥组成的水泥稠浆，将砼全面披刮一遍，待面干发白时，用棉纱头擦除全部浮灰。（3）再遵循干修法（1）（2）项程序方法进行两遍补浆，待达到干