你不得不知的混凝土隐蔽缺陷

隐蔽缺陷

（一）混凝土强度不足，匀质性差

1．现象：

（ 1）同批混凝土试块的抗压强度的平均值低于1.15设计强度（试块组数小于10组）；或mfcu一λ1sfcu<0.9设计强度（试块组数大于10组）。

（ 2）同批混凝土中最低一组试块强度值低于0.95设计强度（混凝土抗压强度试块组数小于10组）；或低于0.90没计强度（试块组数为10～14）。

（ 3）同批混凝土中，个别试块强度值过高或过低，出现异常。

（ 4）同批混凝土中，个别最低一组试块强度值低于0.85设计强度（混凝土抗压强度试块组数大于14组）。

2．危害：按试配及设计混凝土配合比拌制的混凝土成品达不到强度要求时，强度保障率达不到标准要求95％而造成不合格工程。

3．原因分析：

（ 1）混凝土原材料不符合要求。

1）水泥过期或受潮结块，水泥未经试验就使用；单方水泥用量少于最低值。

2）砂、石骨料级配不好，空隙率大，含泥量大。

3）外掺剂使用不当，掺量不准确。

（ 2）混凝土配合比不准确。

1）不用试验室规定的配合比，随便套用经验配合比。

2）计量工具陈旧或维修管理不善，精度不合格。

3）砂、石、水泥不认真过磅，计量不准确。

4）混凝土加水不准，和易性不好就随便加水，使混凝土水灰比增大，影响强度。

（ 3）搅拌混凝土时加料顺序颠倒，搅拌时间不够，拌合物不均匀。

（ 4）混凝土在冬施期间，拆模过早或早期受冻。

（ 5）混凝土试块没有代表性：

1）试模保管不善，经多次使用产生变形，未及时更换，试模尺寸和混凝土石子粒径大小不相适应。

2）不按规定时间取料装模或试块未振捣密实。

3）试块标养管理不善或养护条件不符合要求。

4．预防措施：

（ 1）确保混凝土原材料质量。

（ 2）严格控制混凝土配合比，保证计量准确。

（ 3）按试件有代表性的要求，应在搅拌后第三盘至结束前半小时之间取样装试模，每组三块用同一盘料，并应加强对试块的养护及管理。

（ 4）防止混凝土早期受冻。冬季条件下养护的混凝土，在遭受冻结以前，硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的混凝土，应达设计强度30％，矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，为设计强度的40％，但C10以下的混凝土不得低于5MPa。

5．治理方法：

（ 1）当试压结果与要求相差悬殊时，或试块合格，而对混凝土结构实际强度有怀疑，或有试块丢失、编号搞乱，忘记做试块等情况，可采用非破损检验方法，来测定混凝土的强 度；如果测定的混凝强度不符合要求，应经有关人员研究，查明原因，米取必要措施处理。

（ 2）如混凝土强度不合格，可直接从混凝土结构中钻取试块，仔细磨平，放在试验机上，加载试压，测定混凝土实际强度。钻取试块的部位，应为营运和安全所允许，并应对结构强度具有代表性。

 

（一）内部空洞、蜂窝

1．现象：混凝土结构或构件内部，出现大小不等空腔。在钢筋密集、预埋件及预留孔洞处，有大小不等的地方，只有骨料，无水泥砂浆成蜂窝状；或在预应力混凝土的锚固区，预埋导管较多处，存在混凝土不密实情况。

2．危害：由于内部空洞及蜂窝易被忽视，因此危害极大。不少断裂、倒坍的结构物，都因存在内部空洞或蜂窝，没有得到正确处理，最后钢筋锈蚀，或截面承载面积不足而发生事故。

3．原因分析：

（ 1）混凝土搅拌不均，或浇注中产生南衔，砂浆分离，石子成堆。

（ 2）漏振或振捣间距过大，往往在表面蜂窝处，其内部漏振形成孔洞。

（ 3）浇注一次下料过多或分条、分层不清，振捣力达不到处形成大孔洞蜂窝；或在高温、大风条件下施工早期硬结，形成蜂窝。

（ 4）由于特殊情况（如停电、交通堵车、设备坏），造成浇注停歇时间超过1h，又未按留施工缝处理的部位，易产生蜂窝空洞。

（ 5）在钢筋密集处或预留孔洞和埋件处，混凝土浇注流动不畅通。不能充满（如立墙根部、箱梁边角、封锚区），形成孔洞。

4．预防措施：

（ 1）严格控制搅拌投料顺序和最小搅拌时间，保证混凝土拌合物均匀：控制好下料数量和方法，使混凝土浇筑中不产生离析。

（ 2）采用正确的振捣方法，严防漏振：

1）振人式振捣器应采用垂直振捣方法，即振捣棒与混凝土表面垂直或成40°～45°角的斜向振捣。

2）插入式振捣棒振捣时，其插点应排列均匀，可采用行列方格式或交错式顺序移动，不应混用，以免漏振，每次移动距离不应大于振捣棒作用半径的1.5倍，振捣棒操作应快插，慢拔，上下抽动5～10cm。

（ 3）完善混凝土浇注出现特殊情况的应付措施和相应备用设施，保证混凝土连续浇注，按最坏情况做准备，组织好人力、物力。

（ 4）预留孔洞处应在两侧同时下料，为防下部浇注不满，振不实，可采取在侧面临时开口浇注振密后再封死模板，继续往上浇注；在钢筋密集、预埋件、封锚区等不易浇注处。可采用豆石混凝土浇注，并用人工插捣配合；如有管道横穿时，应先浇到管道F 20cm处，再用振捣棒在管道两侧斜向插入，使管下及管间充满。

5．治理方法：发现内部空洞、蜂窝，经有关单位共同研究。制定方案补强或炸掉重建。

 

（三）混凝土 “碱一骨料反应”引起膨胀开裂

1．现象：在混凝土硬化过程中，最先是在混凝土表面个别点上出现凝胶体，该凝胶体开始是透明分泌物。然后在干燥时转变为白色的陶瓷体。这些凝胶体会从其周围吸取水分，使其体积膨胀为原来的数倍。当位于混凝土内部的凝胶体吸水膨胀时，引起混凝土的开裂，这种开裂出现的时间约为混凝土硬化后的30个月至72个月。当这种膨胀开裂发展至表面时，会在混凝土表面出现由一个中心点向外辐射的短裂缝，随时间的推移，裂缝发展为地图状，伴有明显的透明液体渗出，混凝土表面泛白面积扩大，混凝土将丧失强度和硬度。在我国、前苏联、加拿大、丹麦、新西兰、日本、德国、南非、印度、巴西、冰岛等国都发生过此类工程事故。

2．危害：“碱一骨料反应”是发生于混凝土结构内部的膨胀、开裂，且当工程竣工后5～10年后才被发现。因此，其潜在危害极大。由于是发生在混凝土内集料中的吸水、反应、膨胀，会从混凝土内部开花裂缝，因此被人们称为混凝土结构的“癌症”。混凝土结构一旦发生“碱一骨料反应”，只能报废。

3．原因分析：

水泥混凝土中的碱溶液与混凝土集料中含活性组分（如 SiO2）骨料发生化学反应，引起混凝土的膨胀、开裂。目前，发现有碱一硅酸反应（简称为ASR）和碱一碳酸反应（简称为ACR）两大类型。这两大类型反应生成物，均吸收周围介质中的水分而体积膨胀，造成混凝土开裂。虽然碱一骨料反应是十分复杂的反应，影响反应的因素很多。但调查研究成果表明，发生碱——骨料反应有以下三个必要条件：

（ 1）混凝土中的骨料具有碱活性。即骨料中含有蛋白石（类似我国南京雨花台的雨花石）、火山玻璃体、玉髓、玛瑙、蠕石英、磷石英、结晶细小的泥质石灰石质白云石等碱活性组分。

（ 2）混凝土中具有一定量的可溶性的碱。混凝土中碱含量是以等当量Na2O表示，等于Na2O+0.658K2O的含量，以百分数表示。混凝土中的碱主要来源于水泥，其次是外加剂。

（ 3）具有一定相对湿度的环境。研究表明“碱一骨料反应”是一种液固相反应。为使反应能持续进行。混凝土孔隙中必须充满碱液。试验表明，ASR当温度为23C时，其停止膨胀的相对湿度大约为85％，而ACR，只有相对湿度低于50％时，才不产生膨胀。

4．预防措施：

（ 1）对混凝土使用的集料，进行碱活性检测。

目前我国建设部行业标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（ JGJ53）和《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52）中规定用岩相法、化学法、砂浆长度法和岩石柱法来检测集料的碱活性。南京化工学院的唐明述教授等学者，近来提出的小砂浆棒快速膨胀法，选择了高温、高压、高碱条件下测定骨料碱活性，可将砂浆棒法的测试时间由三个月缩短为两天，提供了更快捷的检测方法。在有条件时，不使用碱活性集料，是最好的预防措施。

（ 2）当不可避免使用碱活性骨料时，限制混凝土中的碱含量。如使用碱含量不大于0.6%的低碱水泥；控制混凝土中外加剂产生的碱增量。不超过每立方米混凝土1kg的标准。

（ 3）尽量采用混合水泥或在硅酸盐水泥中掺入混合材。试验表明，如果水泥中掺入硅灰、沸石粉、火山灰、矿渣等混合材，可以降低碱骨料反应的破坏程度。这是因为混合材中都含有 SiO2，可在混凝土硬化前，消化掉水泥中的碱，从而可抑制碱—骨料反应的发生。

（ 4）加强施工管理，严格控制工程的质量。如确保混凝土的密实；减少混凝土的裂缝，特别是温度裂缝、施工因素裂缝等。

（ 5）要重视结构的防水和排水功能的完善和有效。为混凝土提供相对湿度较低的工作环境，北京立交桥中出现的碱骨料反应损坏，在十分潮湿环境下的仅有6年时间。而相对湿度较低环境的立交桥，虽然同样使用碱活性骨料，同样是碱含量较高的混凝土，出现碱一骨料反应时间达13年。

 

（四）保护层保护性能不良

1．现象：桥梁结构保护层混凝土遭受破坏，或其保护层过薄时，钢筋将发生锈蚀而引起混凝土开裂。

2．危害：不能保证结构钢筋在50年内不发生锈蚀，甚至有的连10年均达不到。

3．原因分析：

（ 1）桥梁结构或构筑物施工中形成外观缺陷，没处理或处理不善；

（ 2）混凝土内掺入过量氯盐类外掺剂，造成钢筋锈蚀，致使混凝土沿着钢筋位置产生裂缝。

4．预防措施：

（ 1）及时修补混凝土外观缺陷，并保证修补质量合格。

（ 2）冬施时，含钢筋的混凝土中，不得掺用氧盐类及氯离子含量较大的外掺剂。

5．治理方法：

（ 1）混凝土裂缝可用环氧树脂灌缝。

（ 2）对已经锈蚀的钢筋，必须彻底清除铁锈，凿除与钢筋结合不良的混凝土，用清水冲洗干净并充分湿润后，再用比设计高一级的豆石混凝土填实，认真养护。

（ 3）大面积钢筋锈蚀引起混凝土裂缝，必须会同设计部门，共同研究制定处理方案，经审批后进行处理。

混凝土裂缝的分类及防治

混凝土的裂缝，是由于混凝土内部应力作用和外部荷载作用，以及温差、干缩变化等因素作用下形成的。一般桥梁结构，构件中，裂缝宽度小于或等于 0.05mm的那部分，对使用没多大危害，因此有关结构设计规范中明确规定。允许存在一定宽度的裂缝。但大于0.05mm的裂缝，终究会影响结构物的耐久性，因此，施工中仍应尽可能控制裂缝的数量和宽度。同时，有些裂缝，随时间的延长而减少发展；有些裂缝，随时间延长而继续扩展，对前者，采用封闭措施即可，而后者，关系结构安全度，而不可简单处治。