混凝土常见病害及具体处置方法

混凝土常见病害及具体处治方法

作者：张俊、赵霞

前言：凝土施工多采用集中拌合，由于材料的差异性或外界条件的影响造成坍落度损失快、粗细骨料级配不佳、母岩强度不足等造成的粗骨料对混凝土强度的影响。机制砂含粉量高，MB值大（含泥多）时对混凝土质量的影响。外加剂（聚羧酸）与水泥或掺合料不相适应时对混凝土的影响等等。本文不仅阐述具体的病害，并详细论述具体的处治方法。使其变得具有实用性，从而更好的指导施工。

1.坍落度损失快时对混凝土质量的影响。

具体表现：拌合站刚开始拌合时混凝土工作性能好，但拌合完毕运输到现场浇筑或搅拌过程中混凝土无法从罐车中顺利放出，造成混凝土无法使用。（一般国产罐车≧10cm时可勉强放出，对掺聚羧酸的混凝土16-20cm时比较容易顺利放出）。

主要原因：外加剂中缓凝或保塑组分的掺量过低或由于外界条件（如气温升高）影响需增加其缓凝或保塑组分的含量。也可以由于缓凝或保塑组分与水泥（掺合料）不相适应引起。可能需采用无机缓凝组分。随温度升高，缓凝成分对水泥中硅酸三钙C3S的水化抑制作用降低，无机类缓凝剂稍好一些。具体常用缓凝剂、保塑剂名称、掺量及大致缓凝程度列表如下：（详见表一）

                                                          表一

序号	名称	占水泥掺量的  C×%	与空白相比时的缓凝程度	备注
1	糖钙	0.05-0.25	+2-4h
2	柠檬酸	0.02-0.1	+2-9h	当掺量0.2%时，初凝+16h
3	磷酸盐	0.01-0.2	+7-10h
4	三聚磷酸钠	0.1-0.2	+5.5-12h	效果明显强于磷酸盐
5	葡萄糖酸钠	0.01-0.1	+4.3-7.5h	最常见
6	蔗糖	0.1	+7-8h
7	酒石酸	0.2%-0.3%	+4.5-+6.5h
8	酒石酸钾钠	0.3%	+7h

总之，随温度升高坍落度损失快时，应该调整缓凝或保塑组分的掺量，或更换成其它受温升而保塑性能影响较小一些的缓凝组分（如无机类、磷酸盐或多聚磷酸盐等），这是最为根本有效的办法。此外，实际施工中还可以采用增大初始坍落度的方法，增加初始用水量。根据温度条件、拌合时间、运输远近，使罐车到达现场时，满足施工所需坍落度，对水下混凝土还有可能稍微增加外加剂掺量以获得混凝土扩展度特别对石粉含量多时（机制砂），效果均非常明显。早期混凝土坍损主要是水分的蒸发。水分损失后，实践证明，对混凝土强度的影响是微不足道的，它是一种行之有效的方法，但必须在实践中不断摸索，调整。

第二种方法只治标不治本，此外拌合站拌合（采用增大初始用水量方法），此时的混凝土只能在现场制件，或在拌合站模拟现场损失后制件，立即制件强度可能是不够的。这一点需引起注意

2.粗细骨料级配不佳对混凝土的影响

这里主要指由于机制砂中4.75mm上含石较多，而必须把它当石处理时的一种计算方法。（通常粗骨料各粒级碎石百分比例组成的计算方法等较简单，这里不讲），贵州等地此种情形非常的明显。

例：贵州凯羊5标立宪碎石厂生产的砂、石料经筛分级配如下：（详见表二、表三）

表二

5-25mm碎石	筛孔尺寸（mm）	26.5mm	19mm	16mm	9.5mm	4.75mm	2.36mm	筛底
	累计筛余（%）	0	33.8	85.5	99.7	99.7	99.7	100

表三

机制砂	筛孔尺寸（mm）	9.5mm	4.75mm	2.36mm	1.18mm	0.6mm	0.3mm	0.15mm
	累计筛余（%）	0	25.2	47.1	56.7	66	74.5	77.8

此砂不符合贵州DB规定的任何级配。按规定，此种砂、石料是不能使用的，但贵州等地材料明显缺乏，选择合适的掺配比例（特别是由于母岩强度116Mpa强度高，机制砂、碎石均比较洁净，使得聚羧酸掺量在正常范围），能否使用于混凝土中呢？本例的计算是具有明显的实用性的。如果把机制砂4.75mm上存留量全部当做碎石，且取砂率44%，则此时的视砂率=44%/74.8%=58.8%，取砂5.88kg，5-25mm碎石4.12kg，由机制砂5.88kg中含4.75mm上碎石1.48kg（5.88×25.2%=1.48kg）。实际碎石的总量=4.12+1.48=5.6kg。于是此时真正5-25mm碎石的级配如下计算：（详见表四）

表四

筛孔尺寸（mm）	筛上存留量（g）	分计筛余（%）	累计筛余（%）
26.5	0	0	0
19	1391.1	24.8	24.8
16	2130.1	38.0	62.8
9.5	585.7	10.5	73.3
4.75	1480	26.4	99.7
2.36	0	0	99.7
筛底	10.4	0.2	100

查桥规，它满足5.25mm连续级配碎石的要求。

混合料中砂的级配的计算：称取砂690.5（g）（其中含173.8g4.75mm碎石），其级配已如前述（当然按规定应取500g，但这里由于4.75mm米石多，多取了一些，对结果无影响）。

1将4.75mm上173.8（g）全部当做米石，这时减少的质量173.8（g）将按其它分计筛余的权值按比例分配，2.36mm：1.18mm：：0.6mm ：0.3mm：0.15mm：0.075mm：<0.075mm= 1：0.438：0.425：0.388：0.151：0.466：0.543.，总比例=3.411。于是：（见表五）

表五

2.36mm上分配到	173.8/3.411×1=50.95（g）
1.18mm上分配到	173.8/3.411×0.438=22.32（g）
0.6mm上分配到	173.8/3.411×0.425=21.65（g）
0.3mm上分配到	173.8/3.411×0.388=19.77（g）
0.15mm上分配到	173.8/3.411×0.151=7.69（g）
0.075mm上分配到	173.8/3.411×0.466=23.74（g）
<0.075mm上分配到	173.8/3.411×0.543=27.67（g）

此时可认为其真正砂的级配如下：（详见表六，其中m0  =690.5g）

                                                            表六

筛孔尺寸（mm）	存留量(g)	分计筛余(%)	累计筛余(%)
4.75mm	0	0	0
2.36mm	202.4	29.3	29.3
1.18mm	88.8	12.9	42.2
0.6mm	86.0	12.5	54.7
0.3mm	78.3	11.3	66
0.15mm	30.2	4.4	70.4
0.075mm	93.8	13.6	84
<0.075mm	110.2	16.0	100

几乎符合贵州DB混合区机制砂规定要求（0.15mm上有超标）,上述砂的细度模数Mx=2.6。当然也可以采用去除4.75mm颗粒后，实际检测砂的级配，与上述计算结果应该是一致的。（本例是一种理论性的计算方法）

2采用S:G=58.8:41.2（真正砂率Sp=44%），试拌C30混凝土，混凝土和易性良好，上述砂、石级配也已经过计算验证，当然是合理的。

3.母岩强度不足所产砂、石料对混凝土性能的影响，主要体现在强度的影响。

实践证明：对母岩饱水单轴抗压强度≦50Mpa所产碎石。采用28d抗压48-50Mpa水泥，聚羧酸减水剂（β≧28%），28d配置强度很难达到50Mpa,对母岩饱水单轴抗压强度在60Mpa所产碎石，采用上述相同材料，可以达50Mpa以上，但难以达C50配制强度标准。有时，由于母岩所产碎石强度低，内部孔隙大，还可能产生吸附外加剂的现象，从而造成外加剂掺量的增加，采用预吸附水的方法，可以减少这种现象的发生。

总之，上述是违背规范的非常规使用方法，目前压碎值≦20%的Ⅱ类岩石，母岩通常在100Mpa以上。实际施工中应该明白突破规范可能带来的严重后果，掌握好分寸，需大量实践经验、数据做支撑。并明白哪些影响重要，哪些又微不足道。

4.机制砂含粉量，MB值对混凝土性能的影响。

随机制砂含粉量，MB值的增加（例2.0以上），外加剂的掺量随即增加，否则混凝土达不到相应的坍落度以及所需的扩展度。同时由于外加剂过量掺加，混凝土变得粘稠、坍损大，还会出现外加剂与水泥粉煤灰等不相适宜的现象。如混凝土沉底，不易拌合，不宜泵送等等。但是外加剂过量掺加并不是处理问题的最好办法。一方面成本增加，另一方面增加到一定掺量时与直接加水没有本质上的不同。

处理方法：

①稍许增加外加剂掺量，对≦C30 混凝土，其余坍落度不足的部分用水加入，只要28d强度允许，这种处理方法就是合理的，但是，对水下混凝土，还需特别注意扩展度以及坍损问题。 

②对C50混凝土，采用①中的方法可能导致强度不足，所以必须尽可能采用母岩强度高所产碎石，以及洁净的细集料。

3有时还可事先将料场机制砂先加入水，让其饱和吸水测其含水量后，按混凝土配比浇筑时，即使提高外加剂掺量，坍损问题也容易控制。而且这种处理方法，还可减少外加剂的吸附现象，降低材料温度，减少单位用水量。

4对低标号混凝土，还可采用其它类型的减水剂，它们对含泥量及石粉含量并不敏感。例：萘磺酸盐甲醛缩合物以及少量氨基磺酸盐与保塑组分构成的外加剂等。

5.砂率的影响

砂率的大小在水下混凝土中常采用40%-50%。对细度模数Mx=2.7左右中粗砂，如果碎石采用5-31.5mm,且级配合格，（如砂为河砂）通常采用砂率Sp=42-46%，中值为44%，如采用机制砂。即使细度模数相同，砂率Sp可以达到45%-48%，随着细度模数增加，Sp随之增加，对普通混凝土Sp比水下混凝土稍小，应通过试拌检查混凝土的和易性，过高砂率的混凝土，不仅需水量大，混凝土容重变小，混凝土坍落度损失也会加快（掺外加剂混凝土）。

对泵送混凝土Sp通常在38%-43%，但是对细度模数在3.0左右的机制砂泵送混凝土，通常泵送时还应提高Sp。可以高达45%-48%，机制砂0.15mm上累计筛余满足泵送条件更易于泵送。对C50及上掺粉煤灰，聚羧酸外加剂的混凝土。由于混凝土粘度大，高砂率可以减少混凝土在管内的运行阻力，更易于泵送。Mx=2.6-2.7左右的河砂，普通混凝土中砂率在37%—39%，但当胶材较少时，应适当增加砂率。应考虑混凝土的强度，灵活调整砂率。

总之，采用何种砂率，应综合考虑混凝土胶材用量（标号），是否普通混凝土，水下混凝土或泵送混凝土，根据砂本身的细度模数与级配粗骨料大小与级配情况。根据拌合的混凝土和易性能，灵活调整砂率（绝不是越大的越好用）。

6.外加剂与水泥或掺合料不相适宜对混凝土性能的影响。

1）坍损快，这时需调整或加大缓凝保塑组分。

2）混凝土凝结时间过长，需调整或减少缓凝，保塑组分。

3）混凝土表面泌水，外加剂掺量过高或由机制砂过粗引起。

4）混凝土抓底，粘稠不易翻动。

掺聚羧酸混凝土常有这种情形，此时应加大混凝土，保塑组分，也可能与减水率过大有关。可减少其在混凝土中的用量。另外，掺合料过多也可能造成此种现象的发生。适当提高混凝土砂率可减轻此种现象。

5）混凝土假凝现象。

减水剂中还原糖或多元醇会大大降低硬石膏在水中的溶解度。使溶液中可溶性SO3的含量不足，不能生成足够的钙矾石来抑制铝酸三钙C3A的水化，而C3A的急速水化就构成了混凝土假凝现象。

处治方法：采用低C3A水泥，减少减水剂中还原糖或多元醇，更换其他缓凝，保塑组分。

6）混凝土表面气泡多，这是聚羧酸系接枝共聚物所特有的引气型减水剂，本身气泡多，如果混凝土不增强振捣，则混凝土外观不好。

处治方法有两点：

1外加剂中添加微量稳泡剂，如月桂酰二乙醇胺，并与消泡剂，如磷酸酯，异构醇，高碳醇并用可控制气泡程度。或者直接更换外加剂的品种，如：聚羧酸缓凝型。

2加强振捣，延长振捣频率与时间。

7.混凝土强度不够。

这是永久性的损害，只能事先控制，控制方面有：

（1）做好混凝土配合比，严格控制材料，按配比施工。

（2）施工现场不得随意加水，否则水胶比变大，混凝土强度降低。

（3）材料有变化，调整混凝土配合比时，应事先试验，满足要求后，由试验室通知拌合站调整，

8.路面混凝土常见病害有：

（1）混凝土坍落度过大，采用滑模施工（现场2-4cm），采用三轴施工（3-5cm），造成混凝土坍边。

处治方法：减少坍落度法，减少初始用水量，使到达现场时坍落度满足要求。

（2）混凝土粘性过大，浆体粘附在三轴仪后轴上，减水剂使用不当，可改用萘系减水剂，但减水率应满足要求（通常22%-24%）

（3）混凝土表面微裂缝：温差过大，可采用早、晚间施工法，同时注意终凝后混凝土洒水养生，如果一定要在白天高温施工，可尝试延长缓凝时间，加大缓凝、保塑组分，可能有一定的作用。

（4）施工速度过快，凝结后混凝土断板。

（5）混凝土平整度不够，原因复杂，与混凝土砂率，滑模配套设备的使用等均有关系。

（6）混凝土横向贯穿裂缝，多见于涵洞顶部路面混凝土，可能与沉降有关。