浅谈班多水电站混凝土缺陷处理措施

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摘要：混凝土缺陷处理是一项复杂而细致的工作。在混凝土缺陷处理之前，首先要进行详细的调查，分析混凝土产生缺陷的原因，有的放矢地制定处理方案。同时，要有一支专业施工队伍，施工前要做出合理的施工组织设计，施工中要有熟练的施工技术人员进行操作。在施工过程中，有时还要根据工程具体情况对施工工艺做必要的修改，以保证施工方案的实施。

关键词：混凝土缺陷 处理 修改 实施

班多水电站枢纽工程以发电为主。枢纽工程主要由左岸混凝土副坝、泄洪闸、河床式电站厂房及右岸混凝土坝、开关站以及对外交通公路等主要建筑物组成。枢纽全长303m，坝顶高程2764.0m，最大坝高79.7m。设计正常蓄水位2760.0m，总库容1535万m3。主厂房坝段沿坝轴线方向总长78m，共分3个坝段。安装间位于电站厂房和泄洪闸之间，沿坝轴线方向总长46m，共分2个坝段。砼浇筑总量41.123万m3。

一、常见缺陷类型

黄河班多水电站厂房、副坝混凝土及金结安装工程砼施工过程中出现的砼质量缺陷分为以下类型：（1）麻面，混凝土表面局部缺浆粗糙，或有许多小凹坑，凹坑深度小于10mm，但无钢筋和碎石外露。（2）蜂窝，混凝土局部酥松，砂浆少碎石多，碎石之间出现空隙，形成蜂窝状的孔洞，孔洞深度大于10mm。（3）错台，两层混凝土之间的模板因加固不牢在浇筑过程中形成的混凝土错位。（4）挂帘，在老混凝土面上浇筑新混凝土时，由接缝处模板缝隙流至老混凝土面上的浆液。（5）模板印痕，拆模后，在混凝土面上残留的模板轮廓印迹。（6）拉杆头，模板拆除后，在混凝土面上残留的模板拉筋。（7）气泡，拆模后，砼表面出现有气孔状。（8）裂缝，混凝土硬化过程中，由于混凝土脱水，引起收缩，或者受温度高低的温差影响，引起胀缩不均匀而产生的裂缝。

二、缺陷原因分析

1.出现蜂窝、麻面原因分析

（1）钢模板脱模剂涂刷不均匀，拆模时砼表面粘结模板，造成砼面有麻面现象。

（2）拆模时间早、漏振、下料方法不对、骨料分离、钢筋网过密、混凝土坍落度过小。结构形体限制等。

（3）模板接缝拼装不严密，灌注砼时缝隙漏浆，造成砼面有麻面现象。

（4）砼振捣不密实，砼中的气泡未排出，一部分气泡停留在模板表面，气泡较多时形成麻面，停留气泡少时出现蜂窝。

2.出现砼错台及挂帘的原因分析

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，是产生错台和挂帘的主要原因。

老混凝土立面不垂直或不平整、分缝线不直、老混凝土出现竖向错台、新混凝土模板上部拉杆太紧等等。

3.出现模板印痕原因分析

出现模板印痕的根本原因在于模板。如：模板的材质不同、规格、新旧程度不统一；模板设计刚度不足，受力后变形过大；安装模板时加固不牢，混凝土浇筑过程中发生胀模；或者在浇筑过程中没有随混凝土上升而跟进调整模板。使表面出现凹陷不平或印痕。

4.出现残留拉杆头原因分析

（1）为防止底模在砼浮托力作用下上浮，采用拉杆固定模板，在拆模和台车移位时割掉拉杆出现钢筋头残留。

（2） 固定边顶拱钢模台车轨道轨枕的拉杆成为残留钢筋头。

（3）加固模板的拉杆及固定泵管的架子管、插筋等成为残留钢筋头及拉杆头。

5.出现气泡原因分析

形成气泡缺陷的原因常见的是浇筑分层厚度过大，气泡溢出表面的距离大，此时振捣稍有不足，便容易形成气泡。同时，脱模剂的影响也不容忽视。涂刷在模板表面的脱模剂（隔离剂）一般为油性，如脱模剂浓度过稠、涂刷厚度过大时，在表面张力的作用下，包裹混凝土内的气体吸附于模板表面，形成较难溢出仓外的气泡，在混凝土凝固拆模后便成为气泡缺陷。

引气剂产生的密集小气泡、减水剂产生的大气泡、高频振捣器产生的小气泡等，和配合比有关的气泡如高流态混凝土、加冰混凝土停留时间长等。这些气泡很难排除干净，而且加气引气剂的目的是在混凝土中形成密集微气泡，增加混凝土的抗冻性和耐久性，因此，没必要把内部气泡排干净，表面气泡只处理影响美观的部位即可。

6.出现裂缝原因分析

混凝土在浇筑过程中裂缝的形成有很多原因，主要有以下几个方面：

（1）干缩裂缝，一般是浅层裂缝。产生的原因主要是由于混凝土内外失水程度不同而导致收缩量变形不同的结果；混凝土受外部环境如温度、风速等的影响，表面水分损失过快，收缩较大，内部湿度变化较小收缩较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05～0.2mm之间，多位于平面几何中心附近。大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多平行其短向分布。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，在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

（2）塑性收缩裂缝。

（3）一般是面裂，产生的原因主要是混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

（4）沉陷裂缝，一般是贯穿裂缝，影响结构整体性。产生的原因主要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，致使混凝土结构产生裂缝。或者因为承重模板刚度不足，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。此类裂缝多贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°～45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

（5）温度裂缝，可以是面裂、浅层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，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，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。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中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。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行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，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。

三、缺陷处理措施

1.麻面

砼表面缺陷深度小于1cm的为麻面，处理措施为：

（1）采用木工铅笔将缺陷范围画出，形状成方形、圆形或多边形等规则性图形，用切割机按所画图形切一圈，切割深度将麻面深度切完，即小于10mm，将切除范围内的砼用钎子和锤子扣除，并将地面清除干净，先用水冲洗，再用棉纱将水擦拭干净。

（2） 在迎水面和过流面，用修补材料配色，调配出和原混凝土颜色一致的丙乳砂浆后，用排刷刷一层丙乳基液并及时分层涂压丙乳砂浆，钢模子压面、收面；在外露面，对已扣除好的混凝土面清除干净并充分湿润后，涂一层水泥净浆，然后分层镶补预缩砂浆，钢模子压面、收面。

（3）涂刷养护剂进行养护，养护7天后，对处理面采用砂纸进行表面打磨处理。

（4）若麻面面积特别大时，需分块进行处理。

2.蜂窝

砼表面缺陷深度大于1cm，缺陷程度小于孔洞的为蜂窝，处理措施为：

（1）将蜂窝部位松散混凝土凿除，直至密实混凝土。凿坑时先用木工铅笔按方形或长方形进行划线，避免出现锐角；再用切割机按所划线切一圈，最后采用锤子或钎子凿处切除范围内的砼，凿除蜂窝时，凿铲应垂直混凝土表面施工，避免凿坑修补的丙乳砂浆与保留混凝土成尖角搭接，并控制周边修补厚度不小于2cm。凿挖过程中，应避免对周边完好混凝土造成破坏。凿挖的深度视缺陷架空的深度而定，原则上不小于2cm。

（2）确保处理材料与原混凝土色差小，外观一致。砼缺陷深度在2～3cm之内时，用丙乳砂浆修补；大于2～3cm的蜂窝，拟分层修补，先用预缩砂浆填补至距砼表面1cm，然后用丙乳砂浆修补，处理方法同麻面处理方法；如果蜂窝面积较大时，分段进行处理，蜂窝面积较小时，直接一次性处理。深入钢筋的部分，应采用对钢筋无锈蚀的材料进行修补。

（3）采用预缩砂浆进行蜂窝镶补时，将蜂窝凿除后的表面清洗干净，并充分湿润后，涂一层水泥净浆，然后分层镶补预缩砂浆。

（4）采用丙乳砂浆进行蜂窝镶补时，将蜂窝凿除后的表面清洗干净，在确定无明显渗水条件下，方可先涂丙乳乳液，再镶补丙乳砂浆。否则，采取导水措施，方可进行施工。

（5）若蜂窝内渗水量较大时，将取消预缩砂浆填料施工，全部使用丙乳砂浆分层填补，将水堵住，在进行下道工序施工，其面层修补方式同麻面修补。

3.错台、挂帘

（1）错台宽度小于1cm的错台，处理方法为：直接进行打磨处理，先用合金磨光片快速打磨，预留5mm厚度，然后用砂轮磨光片打磨至设计轮廓，最后用砂纸磨光。

（2）错台宽度大于1cm的错台，首先按顺接坡度1：15划出切割范围进行切割，切割时预留保护层，切割完成后，后序施工方法同麻面的处理方法。（3）挂帘：首先铲子将挂帘砼清除，再使用砂轮磨光机在砼面层轻轻打磨一遍即可。

4.模板印痕

对凸出的模板印痕，采用砂轮磨光机打磨的方式进行处理，以保证打磨后混凝土面与周边混凝土平顺衔接。

5.拉杆头处理

以拉杆头为中心用岩芯钻将砼切除，切除深度为钢筋保护层的一半，割除钢筋头，填预缩砂浆，表层预留1cm，处理方法同麻面的处理方法。

6.气泡处理

拆模后，首先在砼表面进行洒水，人工用抹布将与混凝土同色的预缩砂浆抹至砼表面，并及时用砂纸打磨。

7.裂缝处理

（1）表面修补法，表面修补法是一种简单、常见的修补方法，主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

（2）灌浆、嵌缝封堵法，灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后于混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料 油膏、丁基橡胶等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

（3）结构加固法，当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法；加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

（4）混凝土置换法，混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其它材料。通常的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

四、修补材料及工艺

1.丙乳砂浆

1）适用范围

适合用于混凝土表面蜂窝、麻面、气泡孔缺陷处理。

2）原材料

使用水泥与原混凝土所用水泥一致；砂用河砂，细度模数为1.5～2.0，实验室通过5.0mm筛子进行筛砂，并将其装成袋装砂，堆放至物资部；水：符合混凝土拌合用水标准；

3）配合比

丙乳：水泥：砂：水：0.4：1：1：0.25，颜色调制现场可根据经验进行配制；

4）性能指标

28天抗压强度50～70MPa；28天抗折强度10～20 MPa；28天抗拉强度>7MPa；28天粘结强度（∞字试块）>5MPa。干燥收缩率6.5～8.5×10-4；线膨胀系数（mm/℃）9.6×10-6；抗冲磨强度（hr/cm）8～10；2天吸水率≤≈1%；抗渗性>1.5MPa。

5）工艺流程

砼基底处理界面处理人工涂抹养护

6）工艺要求

配制丙乳砂浆所需原材料为：丙乳乳液、硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、砂（要满足建筑用砂标准，最大粒径不得超过砂浆涂层厚度的1/3）、水（饮用水即可）。

丙乳砂浆施工温度为5～30℃为宜，遇寒冷、潮湿或雨雪应停止施工。丙乳砂浆摊铺前为保证施工质量，基底必须清除疏散层、油污、灰尘等杂物和剥蚀层凿除，凿除深度3cm，并用钢丝刷刷毛或打毛后，用压力水冲洗干净，划出每块摊铺的分割线。在涂抹砂浆前，基底表面必须24h潮湿，但不积水。先用丙乳：水泥=1：2配比的丙乳净浆打底，涂刷力求薄，15min后，即摊铺丙乳砂浆。并立即压摸，操作速度要快，要求一次用力抹平，避免反复抹面，如遇气泡要刺破压紧，保证表面密度。丙乳砂浆抹面收光后，表面触干立即覆盖塑料薄膜或养护剂进行潮湿养护7d，然后进行自然养护21d后才可以承载。丙乳砂浆养护结束后，要涂刷一层丙乳净浆。丙乳砂浆经过28d标准养护（20℃7d潮湿、21d干燥）后其主要性能符合下列要求：抗压强度：≥30MPa；抗折强度：≥10MPa；与老砂浆粘结强度：≥1.2MPa。

7）温控措施

丙乳砂浆在冬季应停止施工，以保证混凝土修补质量；等气温回升至5℃以上时，再进行施工。

2.预缩砂浆

预缩砂浆主要适用于修补厚度≥25mm的部位，为填坑材料，以减少丙乳砂浆修补工程量，其工艺控制措施：

（1）预缩砂浆初拟水灰比为0.3～0.4，水泥和中砂重量比为1：2，采用预缩砂浆形成永久表面时，采用白水泥与混凝土同类水泥混合料作为胶凝材料，使拌制的预缩砂浆颜色与混凝土一致。

（2）制备预缩砂浆，以手握成团，且手上有湿痕而无水膜为宜。

（3）拌制好的砂浆应遮盖存放0.5～1.0h后使用，并要求在4h内用完。

（4 ）修补面先进行毛面处理并冲刷干净，并在修补前保持湿润，且无明显的积水。

（5）修补前，在基面涂一道厚1mm左右的水泥浆（水灰比0.4～0.45）。涂刷水泥浆液和填塞预缩砂浆交叉进行，以确保施工进度和施工质量。水泥浆液涂刷前，用棕刷清除混凝土面的微量粉尘，以确保基液的粘结强度。

（6）填入预缩砂浆，用木棒拍打捣实直至表面出现浆液。砂浆按每层厚4～5cm铺料和捣实，每层捣实到表面出现少量浆液为准。作为永久面时，用抹刀反复抹压至表面平整光滑、密实。

（7）填补结束后保湿养护7天。

（8）外观控制：平整光滑，无龟裂，接缝横平竖直无错台。内部质量：修补后砂浆强度达50kg/m2以上时（施工时抽样成型决定强度），用小锤敲击表面，声音清脆者合格，声音发哑者凿除后重新修补。

（9）温控措施：预缩砂浆在冬季应停止施工，以保证混凝土修补质量；气温在回升至5℃以上时，再进行施工。

要制定有针对性的缺陷处理办法，并不断研究新材料、新工艺，不断改进混凝土施工工艺和施工组织，完善施工技术，持续改进混凝土质量，不断推进项目施工技术进步，达到减少混凝土缺陷的目的。因此，分析混凝土缺陷产生的原因，积极采取措施预防缺陷的发生是混凝土施工的根本。

在水工施工技术日益发展、施工企业混凝土内在质量普遍得到保证、技术水平逐步同质化的情况下，防治水工混凝土表面缺陷、提高水工混凝土外观质量，对施工企业体现技术优势、提高自身竞争能力，具有现实意义。

参考文献：

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[2]谈混凝土施工中几种常见质量事故和缺陷的处理措施[J].现代农业科技，2009.

[3]钢筋混凝土工程的常见质量缺陷与处理措施[J].长江工程职业技术学院学报，2004.

[4]混凝土工程质量缺陷防治与处理[J].山西建筑，2005.