水利工程混凝土质量问题与质量控制措施研究

徐洪强

(辽宁省庄河市朱隈水库灌区管理局，辽宁 庄河 116402)



水利工程混凝土质量问题与质量控制措施研究

徐洪强

(辽宁省庄河市朱隈水库灌区管理局，辽宁 庄河 116402)

摘要：混凝土是水利工程建设的最主要材料，其质量的高低直接影响着结构的安全性与后期的实用性，对混凝土施工质量的研究十分必要。优化混凝土的质量控制手段是减少工程质量问题出现的前提，也是提高施工效率、节约成本的关键。文章主要介绍了水利工程中混凝土施工时经常出现的质量问题，并从原材料、搅拌、运输及养护等方面提出了相应的控制方法，对水利工程的混凝土质量控制起到了一定的借鉴作用。

关键词：混凝土；水利工程；质量控制；控制措施；探析

0引言

水利工程是国家的基础设施，是国民经济发展稳步发展的保证。在现代化的大型水利工程中，如何合理经济地解决混凝土施工中所遇到的质量问题、提高工程的质量与寿命，是目前诸多水利学者的重点研究内容。水利工程常会直接关系到人民的生命财产安全，近年来国家对水利设施的安全性要求也越来越高。混凝土的施工是决定整个水利工程质量的关键环节，施工时，混凝土的质量常常因原材料不合格、施工工艺不恰当而产生或大或小的问题，如麻面、蜂窝、露筋等。因此，在混凝土施工的整个过程中，加强质量控制对于水利工程的进度、安全及后期运营均有积极影响。文章针对水利工程建设中的常见质量问题做出了详细的分析，并对混凝土质量的控制方法提出了几点建议，为水利建设中的混凝土施工起到了一定的参考与指导价值[1]。

1水利工程中常见的混凝土质量问题

1.1混凝土裂缝的产生原因

1.1.1塑性收缩

混凝土初凝至终凝的整个过程中会不断地进行水分的蒸发，同时还会产生一定热量，在这个阶段中不可避免地产生了体积的收缩现象，特别是在大型混凝土结构中，这种体积得形变会更加显著。混凝土体积发生变化后，其内部的内力平衡将进行重组，此时很容易产生结构裂缝。存在裂缝的混凝土工作性能会大大降低，严重影响了施工的安全性与结构的耐久性，如图1所示。在水利工程中，裂缝是较为常见的一种质量病害。后期运营时，由于裂缝的存在，构筑物所处环境中的水分及有害物质会直接侵入混凝土结构的内部，并腐蚀钢筋，损害整个结构的稳定性与耐久性，严重时还会发生渗水、漏水现象，直接影响了工程的使用功能[2]。

图1　混凝土收缩裂缝

1.1.2温差裂缝

水泥在进行水化作用时会使混凝土结构内部温度有所提升。并与表层结构存在温度差。温度差异的存在会产生附加应力，若附加应力大小超过混凝土极限抗拉强度，便会出现微小裂缝，如图2所示。温差裂缝常在以下3类情况中产生：①构件内部混凝土发生水化反应的过程中生成较多热量，使结构的内外部温差过大；②混凝土模板拆除后，由于外界环境温度较低，外层混凝土会在短时间内下降，并与内部的温差迅速增加；③过大的尺寸会严重阻碍热量的外散，并导致温度差的出现，引起裂缝的产生，这种情况在水利工程中最为常见，如水坝、水库以及大型桥墩等[3]。

图2　混凝土温差裂缝

1.2麻面与蜂窝

麻面是指在混凝土浇筑完毕后，由于结构表层的混凝土数量不足而引起的麻点或者凹坑等情况，见图3。引起麻面出现的因素主要分为2类：①模板未清理，如果支模之前未能将模板内表面清理干净，其附着的杂物会在拆模时将表层混凝土带出，进而产生麻面；②模板浇水不充足，使得模板内表面的湿度不足，此时，混凝土构件外层的水分便会被模板吸收，若失水过多，便会产生麻面。若在混凝土浇筑完成后未能充分振捣，一些粒径较大的石子之间便会出现间隙，严重时会大大降低混凝土的密实度，并出现蜂窝现象。混凝土的配合比、掺水水量以及搅拌时间均是引起蜂窝的因素[4]。

1.3露筋

露筋是指在混凝土构件浇筑完成后，由于表层混凝土厚度不足而出现的主筋或箍筋外露的现象。露筋是水利工程中存在较为普遍的混凝土质量问题，暴露在外部环境中的钢筋很容易被锈蚀，严重影响了工程的耐久性见图4。引起露筋的原因主要有以下3点：①钢筋垫块发生错位失效，使钢筋与模板内侧进行接触，混凝土保护层厚度降低；②构件钢筋间隙太小，石子卡在钢筋缝隙中，导致砂浆不能充分覆盖钢筋整体；③混凝土配合比设计不符合要求，浇筑时发生离析，导致靠近模板位置未能充填砂浆[5]。

图3　麻面与蜂窝

图4　露筋现象

1.4强度不足

混凝土的强度主要体现在抗压能力上，若结构内部存在一些质量缺陷，便会降低构件的抗压能力，造成一定的质量事故与经济损失。混凝土强度与水泥质量、配合比及养护条件密切相关。若水泥在贮存时受潮或者结块，便会影响其与砂石的结合能力，从而影响成品的质量。混凝土骨料搭配不当会使结构内部出现较多的空隙或者杂质，这些杂质的存在不仅降低了混凝土的抗压强度，还会给构筑物的耐久性带来不利影响[6]。

2混凝土质量的控制措施

2.1原材料的控制

选取工程所用材料时，应将供应商的产品进行全面的比较，优先选取信誉高、实力强的大厂家，在供应源上杜绝劣质原料进入施工现场的可能行。同时，确保水泥供应的稳定、持续性也是保证水利工程质量的关键环节，由于多数水利工程均修建于距离厂区较远的地区，因此，一定要使材料的运输保持畅通。运输至施工现场的材料也要进行抽样检查，检查合格后方可投入使用。在水利工程中，水位变化位置常会受到水流的冲刷，因此，应对水泥的品种以及编号严格控制，防止水泥因凝结速度过快而产生质量问题。若是在北方施工，还应做出相应的抗冻措施，此时可选取热硅酸盐或者硅酸盐水泥。水利工程中的混凝土骨料不应掺入碱性活骨料，碱性活骨料的存在会大大降低结构的耐久性与耐腐蚀性。选择外加剂时，要结合工程的实际情况，选取高质量、高合格率的产品。骨料的选择应综合考虑价格、质量、运输及数量等多重因素，确保骨料品质合格、供应及时。混凝土的搅拌时间要有所保证适中，施工时混凝土的最小搅拌时长见表1所示。

表1　混凝土最小搅拌时长表

2.2运输过程中的质量控制

混凝土运输过程中主要受交通状况、天气以及运输人员素质的影响。为避免混凝土在运送至现场的途中发生凝固，可加入少量的缓凝剂，若运送距离较长，应利用混凝土运输车运送，运送途中要持续搅拌，避免出现凝固现象。

2.3混凝土浇筑质量控制

在大型水利工程中浇筑混凝土时，可采用台阶法施工。在浇筑过程中，应对塌落度、拌合性、均匀性与含气量进行定期检测，一般每隔4 h便检测1次。若在检测时发现混凝土不符合要求，要及时采取措施，避免引起工程的质量问题。为保证混凝土浇筑的完整性，要及时清理施工现场，不得留有杂物，以免影响混凝土的浇筑质量。浇筑完成后应充分振捣，直至不再产生气泡为止。为防止混凝土出现收缩干裂，可在混凝土表面覆盖塑料膜或者草席，并时常洒水浸润。养护过程中要定期开展质量检测，检测标准如表2所示。

表2　混凝土质量水平检验表

2.4混凝土的养护

混凝土浇筑完毕后，便进入养护阶段，此过程中水泥会进行水化反应，并放出较多热量，若热量不能及时散发，极易引起构件裂缝的产生。在水利工程施工中，为防止裂缝的产生，可采用钢管自密实混凝土结构，并优化混凝土骨料的配合比，适量减小胶结材料所占比例，进而降低水化热，提高混凝土浇筑质量[7]。

3结论

作为水利工程建设中最重要的一道工序，混凝土的施工是决定工程质量的核心问题。混凝土施工具有速度快、造价低、耐磨性能高等优点，但是在进行浇筑时若不严格按照要求进行，很容易产生露筋、裂缝等质量问题，并对构件的正常使用造成一定影响。因此，在进行混凝土施工质量控制时，应从原材料、浇筑工艺、运输方法以及养护策略等全方面进行管理与检测，同时还要不断优化施工方案，对出现的质量问题及时做出合理高效的处置。

参考文献：

[1]王同生.混凝土自生体积变形与无应力计[J].水利规划与设计，2009(05)：38-40，62.

[2]中华人民共和国建设部.GB50021—2001岩土工程勘察规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2001.

[3]沈凤生，张小厅.混凝土大坝加高主要技术问题研究及工程实践[J].水利规划与设计，2015(06)：1-7.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50007—2011建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[5]陈雯龙.新疆混凝土防渗渠道冻胀破坏成因分析及防冻胀措施[J].水利技术监督，2011(03)：45-47，55.

[6]李胜，孙保沭，王海龙.大体积混凝土温度裂缝与防治[J].水利技术监督，2005(02)：76-78.

[7]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50011—2010建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

文章编号：1007-7596(2016)02-0131-03

[收稿日期]2015-10-28

[作者简介]徐洪强(1974-)，男，辽宁庄河人，工程师，研究方向为水利工程建筑、水利工程施工、水文与水情等。

中图分类号：TV544

文献标识码：B