水利工程混凝土質(zhì)量問題與質(zhì)量控制措施研究

徐洪強

(遼寧省莊河市朱隈水庫灌區(qū)管理局，遼寧 莊河 116402)

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水利工程混凝土質(zhì)量問題與質(zhì)量控制措施研究

徐洪強

(遼寧省莊河市朱隈水庫灌區(qū)管理局，遼寧 莊河 116402)

摘要：混凝土是水利工程建設(shè)的最主要材料，其質(zhì)量的高低直接影響著結(jié)構(gòu)的安全性與后期的實用性，對混凝土施工質(zhì)量的研究十分必要。優(yōu)化混凝土的質(zhì)量控制手段是減少工程質(zhì)量問題出現(xiàn)的前提，也是提高施工效率、節(jié)約成本的關(guān)鍵。文章主要介紹了水利工程中混凝土施工時經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并從原材料、攪拌、運輸及養(yǎng)護等方面提出了相應(yīng)的控制方法，對水利工程的混凝土質(zhì)量控制起到了一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：混凝土；水利工程；質(zhì)量控制；控制措施；探析

0引言

水利工程是國家的基礎(chǔ)設(shè)施，是國民經(jīng)濟發(fā)展穩(wěn)步發(fā)展的保證。在現(xiàn)代化的大型水利工程中，如何合理經(jīng)濟地解決混凝土施工中所遇到的質(zhì)量問題、提高工程的質(zhì)量與壽命，是目前諸多水利學者的重點研究內(nèi)容。水利工程常會直接關(guān)系到人民的生命財產(chǎn)安全，近年來國家對水利設(shè)施的安全性要求也越來越高。混凝土的施工是決定整個水利工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，施工時，混凝土的質(zhì)量常常因原材料不合格、施工工藝不恰當而產(chǎn)生或大或小的問題，如麻面、蜂窩、露筋等。因此，在混凝土施工的整個過程中，加強質(zhì)量控制對于水利工程的進度、安全及后期運營均有積極影響。文章針對水利工程建設(shè)中的常見質(zhì)量問題做出了詳細的分析，并對混凝土質(zhì)量的控制方法提出了幾點建議，為水利建設(shè)中的混凝土施工起到了一定的參考與指導價值[1]。

1水利工程中常見的混凝土質(zhì)量問題

1.1混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

1.1.1塑性收縮

混凝土初凝至終凝的整個過程中會不斷地進行水分的蒸發(fā)，同時還會產(chǎn)生一定熱量，在這個階段中不可避免地產(chǎn)生了體積的收縮現(xiàn)象，特別是在大型混凝土結(jié)構(gòu)中，這種體積得形變會更加顯著?；炷馏w積發(fā)生變化后，其內(nèi)部的內(nèi)力平衡將進行重組，此時很容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。存在裂縫的混凝土工作性能會大大降低，嚴重影響了施工的安全性與結(jié)構(gòu)的耐久性，如圖1所示。在水利工程中，裂縫是較為常見的一種質(zhì)量病害。后期運營時，由于裂縫的存在，構(gòu)筑物所處環(huán)境中的水分及有害物質(zhì)會直接侵入混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，并腐蝕鋼筋，損害整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與耐久性，嚴重時還會發(fā)生滲水、漏水現(xiàn)象，直接影響了工程的使用功能[2]。

圖1　混凝土收縮裂縫

1.1.2溫差裂縫

水泥在進行水化作用時會使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度有所提升。并與表層結(jié)構(gòu)存在溫度差。溫度差異的存在會產(chǎn)生附加應(yīng)力，若附加應(yīng)力大小超過混凝土極限抗拉強度，便會出現(xiàn)微小裂縫，如圖2所示。溫差裂縫常在以下3類情況中產(chǎn)生：①構(gòu)件內(nèi)部混凝土發(fā)生水化反應(yīng)的過程中生成較多熱量，使結(jié)構(gòu)的內(nèi)外部溫差過大；②混凝土模板拆除后，由于外界環(huán)境溫度較低，外層混凝土會在短時間內(nèi)下降，并與內(nèi)部的溫差迅速增加；③過大的尺寸會嚴重阻礙熱量的外散，并導致溫度差的出現(xiàn)，引起裂縫的產(chǎn)生，這種情況在水利工程中最為常見，如水壩、水庫以及大型橋墩等[3]。

圖2　混凝土溫差裂縫

1.2麻面與蜂窩

麻面是指在混凝土澆筑完畢后，由于結(jié)構(gòu)表層的混凝土數(shù)量不足而引起的麻點或者凹坑等情況，見圖3。引起麻面出現(xiàn)的因素主要分為2類：①模板未清理，如果支模之前未能將模板內(nèi)表面清理干凈，其附著的雜物會在拆模時將表層混凝土帶出，進而產(chǎn)生麻面；②模板澆水不充足，使得模板內(nèi)表面的濕度不足，此時，混凝土構(gòu)件外層的水分便會被模板吸收，若失水過多，便會產(chǎn)生麻面。若在混凝土澆筑完成后未能充分振搗，一些粒徑較大的石子之間便會出現(xiàn)間隙，嚴重時會大大降低混凝土的密實度，并出現(xiàn)蜂窩現(xiàn)象。混凝土的配合比、摻水水量以及攪拌時間均是引起蜂窩的因素[4]。

1.3露筋

露筋是指在混凝土構(gòu)件澆筑完成后，由于表層混凝土厚度不足而出現(xiàn)的主筋或箍筋外露的現(xiàn)象。露筋是水利工程中存在較為普遍的混凝土質(zhì)量問題，暴露在外部環(huán)境中的鋼筋很容易被銹蝕，嚴重影響了工程的耐久性見圖4。引起露筋的原因主要有以下3點：①鋼筋墊塊發(fā)生錯位失效，使鋼筋與模板內(nèi)側(cè)進行接觸，混凝土保護層厚度降低；②構(gòu)件鋼筋間隙太小，石子卡在鋼筋縫隙中，導致砂漿不能充分覆蓋鋼筋整體；③混凝土配合比設(shè)計不符合要求，澆筑時發(fā)生離析，導致靠近模板位置未能充填砂漿[5]。

圖3　麻面與蜂窩

圖4　露筋現(xiàn)象

1.4強度不足

混凝土的強度主要體現(xiàn)在抗壓能力上，若結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在一些質(zhì)量缺陷，便會降低構(gòu)件的抗壓能力，造成一定的質(zhì)量事故與經(jīng)濟損失。混凝土強度與水泥質(zhì)量、配合比及養(yǎng)護條件密切相關(guān)。若水泥在貯存時受潮或者結(jié)塊，便會影響其與砂石的結(jié)合能力，從而影響成品的質(zhì)量。混凝土骨料搭配不當會使結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)較多的空隙或者雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的存在不僅降低了混凝土的抗壓強度，還會給構(gòu)筑物的耐久性帶來不利影響[6]。

2混凝土質(zhì)量的控制措施

2.1原材料的控制

選取工程所用材料時，應(yīng)將供應(yīng)商的產(chǎn)品進行全面的比較，優(yōu)先選取信譽高、實力強的大廠家，在供應(yīng)源上杜絕劣質(zhì)原料進入施工現(xiàn)場的可能行。同時，確保水泥供應(yīng)的穩(wěn)定、持續(xù)性也是保證水利工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于多數(shù)水利工程均修建于距離廠區(qū)較遠的地區(qū)，因此，一定要使材料的運輸保持暢通。運輸至施工現(xiàn)場的材料也要進行抽樣檢查，檢查合格后方可投入使用。在水利工程中，水位變化位置常會受到水流的沖刷，因此，應(yīng)對水泥的品種以及編號嚴格控制，防止水泥因凝結(jié)速度過快而產(chǎn)生質(zhì)量問題。若是在北方施工，還應(yīng)做出相應(yīng)的抗凍措施，此時可選取熱硅酸鹽或者硅酸鹽水泥。水利工程中的混凝土骨料不應(yīng)摻入堿性活骨料，堿性活骨料的存在會大大降低結(jié)構(gòu)的耐久性與耐腐蝕性。選擇外加劑時，要結(jié)合工程的實際情況，選取高質(zhì)量、高合格率的產(chǎn)品。骨料的選擇應(yīng)綜合考慮價格、質(zhì)量、運輸及數(shù)量等多重因素，確保骨料品質(zhì)合格、供應(yīng)及時?；炷恋臄嚢钑r間要有所保證適中，施工時混凝土的最小攪拌時長見表1所示。

表1　混凝土最小攪拌時長表

2.2運輸過程中的質(zhì)量控制

混凝土運輸過程中主要受交通狀況、天氣以及運輸人員素質(zhì)的影響。為避免混凝土在運送至現(xiàn)場的途中發(fā)生凝固，可加入少量的緩凝劑，若運送距離較長，應(yīng)利用混凝土運輸車運送，運送途中要持續(xù)攪拌，避免出現(xiàn)凝固現(xiàn)象。

2.3混凝土澆筑質(zhì)量控制

在大型水利工程中澆筑混凝土時，可采用臺階法施工。在澆筑過程中，應(yīng)對塌落度、拌合性、均勻性與含氣量進行定期檢測，一般每隔4 h便檢測1次。若在檢測時發(fā)現(xiàn)混凝土不符合要求，要及時采取措施，避免引起工程的質(zhì)量問題。為保證混凝土澆筑的完整性，要及時清理施工現(xiàn)場，不得留有雜物，以免影響混凝土的澆筑質(zhì)量。澆筑完成后應(yīng)充分振搗，直至不再產(chǎn)生氣泡為止。為防止混凝土出現(xiàn)收縮干裂，可在混凝土表面覆蓋塑料膜或者草席，并時常灑水浸潤。養(yǎng)護過程中要定期開展質(zhì)量檢測，檢測標準如表2所示。

表2　混凝土質(zhì)量水平檢驗表

2.4混凝土的養(yǎng)護

混凝土澆筑完畢后，便進入養(yǎng)護階段，此過程中水泥會進行水化反應(yīng)，并放出較多熱量，若熱量不能及時散發(fā)，極易引起構(gòu)件裂縫的產(chǎn)生。在水利工程施工中，為防止裂縫的產(chǎn)生，可采用鋼管自密實混凝土結(jié)構(gòu)，并優(yōu)化混凝土骨料的配合比，適量減小膠結(jié)材料所占比例，進而降低水化熱，提高混凝土澆筑質(zhì)量[7]。

3結(jié)論

作為水利工程建設(shè)中最重要的一道工序，混凝土的施工是決定工程質(zhì)量的核心問題?；炷潦┕ぞ哂兴俣瓤?、造價低、耐磨性能高等優(yōu)點，但是在進行澆筑時若不嚴格按照要求進行，很容易產(chǎn)生露筋、裂縫等質(zhì)量問題，并對構(gòu)件的正常使用造成一定影響。因此，在進行混凝土施工質(zhì)量控制時，應(yīng)從原材料、澆筑工藝、運輸方法以及養(yǎng)護策略等全方面進行管理與檢測，同時還要不斷優(yōu)化施工方案，對出現(xiàn)的質(zhì)量問題及時做出合理高效的處置。

參考文獻：

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[2]中華人民共和國建設(shè)部.GB50021—2001巖土工程勘察規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[3]沈鳳生，張小廳.混凝土大壩加高主要技術(shù)問題研究及工程實踐[J].水利規(guī)劃與設(shè)計，2015(06)：1-7.

[4]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50007—2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[5]陳雯龍.新疆混凝土防滲渠道凍脹破壞成因分析及防凍脹措施[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2011(03)：45-47，55.

[6]李勝，孫保沭，王海龍.大體積混凝土溫度裂縫與防治[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2005(02)：76-78.

[7]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50011—2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

文章編號：1007-7596(2016)02-0131-03

[收稿日期]2015-10-28

[作者簡介]徐洪強(1974-)，男，遼寧莊河人，工程師，研究方向為水利工程建筑、水利工程施工、水文與水情等。

中圖分類號：TV544

文獻標識碼：B