關于大體積混凝土產生蜂窩原因及質量控制對策研究

蔡家淮

隨著大體積混凝土在我國現代建筑施工中的利用率加大，施工工藝質量上更加關注構造物規模、體量等標準的統一。基于經濟效益和實用價值考慮，研究大體積混凝土施工質量的控制問題很有必要，但就目前情況來看，我國關于大體積混凝土施工技術的運用尚不成熟。大體積混凝土具有體積大、設計強度高以及用量多等特點，但是由于存在水化熱現象，容易引起混凝土內部溫度較高，因此需要在結構斷面內設置較多的配筋。當施工要求相對較高，尤其是基礎結構設置在地下部位時，對于大體積混凝土的抗滲和抗裂性要求更為嚴格。在施工的整體質量影響因素中，有人員技術水平的內部因素，也有環境、材料等外界因素影響，使得大體積混凝土施工質量難以把控，容易出現裂縫、麻面、蜂窩狀及孔洞等通病。為了提高建筑單位的工作效率，避免經濟損失，提高工程施工質量，關鍵任務是控制好以混凝土裂縫為主的質量通病問題[1]。

1 大體積混凝土的內涵與特征

1.1 大體積混凝土的定義

我國《大體積混凝土施工標準》（GB 50496——2018）中定義，混凝土結構物實體最小幾何尺寸不小于1 m 的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土，稱為大體積混凝土[2]。

1.2 大體積混凝土的特點

大體積混凝土的主要特點表現為結構厚實、現澆量大以及施工難度高，同時存在水泥水化熱問題，更容易導致大體積混凝土結構因溫度影響而產生變形或裂縫等問題[3]。

1.2.1 結構體工程量大

在實際施工過程中，大體積混凝土常用于構筑物的關鍵部位，如大中型橋梁的基礎部分及樁基承臺部位，還有高層和超高層建筑的基礎底板及結構轉換層等部位，在水壩工程中的使用也較為廣泛。通常情況下，這些構筑物所需的混凝土量較多，結構體工程量較大[4]。

1.2.2 水泥水化熱問題

大體積混凝土在硬化期間，當混凝土的水化熱發展到3 ～7 d，達到溫度最高點時，混凝土的表面和邊界溫度相對較低，會形成較大溫差，使混凝土內部形成壓應力，表面形成拉應力，從而出現膨脹現象。后期隨著溫度降低減少收縮，一旦溫度過低收縮過大、過快，就容易產生貫穿性裂縫，其整體性和抗滲能力等均會受到較大影響[5]。

1.2.3 工程條件復雜

一般來講，大體積混凝土構筑物的結構形式都比較復雜，因此在施工過程中，工程條件也呈復雜多樣化特點。例如，當大體積混凝土設置在巖石類地基上時，需要在混凝土墊層上布置滑動層；另外，在設計時還需要進一步采取減少外部約束的技術措施等，這些必要條件均給工程施工帶來了一定難度。

1.2.4 對裂縫控制要求高

通常情況下，如果裂縫寬度控制在0.1 ～0.2 mm，雖然會出現滲水，但是一段時間后裂縫可自愈。如果裂縫超過0.2 ～0.3 mm，則認為裂縫過寬，其滲漏水量將會迅速加大，從而影響整個建筑物的施工質量。

2 大體積混凝土產生蜂窩的質量控制

2.1 蜂窩產生的原因

眾所周知，混凝土的和易性較差，容易出現離析泌水。因此在施工過程中，為了進一步防止混凝土產生分層現象，混凝土入模后應充分振搗，以便及時排出內部的大量氣泡。但是有些水泥廠為了達到增大水泥細度的指標，會提高水泥早期的強度系數，在磨粉時加入一部分助磨劑，如木鈣、二乙二醇等。這些助磨劑存在引氣性能，氣泡會呈現出不均勻的現象，甚至造成部分氣泡偏大，導致混凝土表面出現蜂窩現象[6]。

仔細分析其產生原因，主要有以下幾方面。一是混凝土配合比計算有誤，導致水泥少、砂石多。二是水泥拌和時間不足，未能拌和均勻，和易性差。三是下料不良或不足，未設串筒造成砂石聚集，導致砂石與水泥離析；水泥未分級下料，振搗不實、漏振或振搗時間不夠。四是混凝土施工時，基面無坐漿或接縫密封過嚴，水泥砂漿大量流失。

2.2 蜂窩與麻面的處理措施

嚴格控制好混凝土的配合比、拌和時間以及澆筑高度，若高度超過2 m，則應設串筒或留槽。混凝土分層澆筑時，需要充分振搗、防止漏振，并經常檢查，保證材料計量準確，防止漏漿。同時，要做好混凝土缺陷外觀的修復工作。由于種種原因，混凝土表面會產生瑕疵，存在較多的蜂窩麻面等問題，進行人工修復十分必要，可在一定程度上起到美化效果。

對于麻面問題，由于混凝土表面涂有油性脫模劑，修復時應先在麻面的外表噴灑稀草酸液，用毛刷擦洗，去掉油脂，然后用清水沖刷一遍，使其表面濕潤。修復所用的混凝土種類應與原混凝土相同，用粒徑不超過1 mm 的細砂調制，但很難將混凝土砂漿的色澤調至和原混凝土相同。推薦使用7 ∶3 黑白混凝土，砂漿配比為1 ∶2 或1 ∶2.5，在修復時調試至色澤一致即可。在小灰桶中攪拌，然后采用漆工刮膩子的方式，將水泥用刮刀強力壓入麻點，即壓即平，再根據養護程序加以養護。待水泥終凝硬化達到一定硬度時，用細砂紙研磨，然后用水沖凈表面灰塵，使其表面光潔平整且色澤統一。

蜂窩的表現形式為混凝土構件局部呈現疏松、水泥少、石塊多、石塊中間產生縫隙或形似蜂窩狀的小窟窿（深度基本未見鋼筋）等；對于墻柱下部，與底層相接觸部位的蜂窩，常常稱為“爛根”。針對建筑物外表產生的蜂窩，若洞口較小則可按麻面進行；若較大可先挖去蜂窩狀、疏松的軟弱區域，用鋼刷或壓力水除去表層灰塵，直至其外表完全濕潤后，用比設計強度大一級的細石膨脹水泥，沿著斜溝塞入蜂窩中。若混凝土施工還未完成，則應間隔一段時間分多次壓入，待混凝土稍凝固后，再按麻面的方法進行修補。施工中一旦發現蜂窩現象，不得隨意處理，要經工程師檢查后，安排有修補經驗的人員實施修補[7]。

根據上述研究可知，結構的外觀設計中，原材料級配是混凝土外觀品質的依據，混凝土澆筑和養護是外觀品質的保障，外部處理是混凝土外觀品質的提高措施。同時，在混凝土澆筑時，要以預防為主，嚴格按照施工工藝方法進行，并做好施工管理工作，從而提高混凝土的外觀品質。

3 大體積混凝土產生孔洞的質量控制

3.1 孔洞產生的原因

首先，部分水泥出廠時的質量相對較差，有些代銷商為了降低成本、提高利潤，會以次充好，摻雜在優質商品中蒙混過關。其次，在保管時，水泥材料堆積過多，存貯條件差或時間長，導致水泥產生結塊現象，大大降低其活性。若將這種材料運用到大體積混凝土的施工中，勢必會影響水泥的強度，導致出現裂縫問題（圖1）。另外，出廠時的骨料（砂、石）質量不合格，外加劑質量較差等，也會影響混凝土的強度。

圖1 大體積混凝土的孔洞裂縫（來源：網絡）

3.2 孔洞的處理措施

通常情況下，發現孔洞問題后需要經過監理和技術負責人的確定和檢查，商議出具體的處理方案，再進行孔洞處理。對于需要支模的孔洞，若存在露筋較多的情況，則應先清理鋼筋上的鐵銹等雜物，再用水沖洗。如孔洞非常嚴重，必須經過監理和相關部門研究后，再根據處理方案進行施工。在孔洞防治的過程中，要充分了解孔洞的特點（圖2）。

圖2 孔洞裂縫細節圖（來源：網絡）

4 大體積混凝土的質量控制相關對策

（1）科技方面。目前，關于大體積混凝土的施工質量控制問題，常用的施工設施和機械都是基于傳統的設備技術層面上進行的，并未出現能夠完全解決材料通病的科技設施，工程師和施工人員僅能根據材料的自身性能，盡量彌補施工質量問題，但無法徹底解決。因此，需要加大科技投入，研發既環保又實用的新型合成材料，進而生產出滿足各種施工工藝要求的材料，從根本上解決大體積混凝土的質量通病問題。

（2）材料方面。針對大體積混凝土的質量問題，要密切關注建筑原材料出廠時的質量監控，做好質量保障，這不僅關系著建筑單位的工程成本，也關系著我國未來建筑的使用壽命。

（3）施工技術方面。大體積混凝土在建筑施工方面存在很多難以把控和解決的技術通病問題，需要工程師利用經驗和知識著重處理。通過對施工工藝的改革和創新，或者對材料之間的優化配置，尋找出最適用的施工技術，從而在根本上解決施工質量通病。

（4）加強人才培養與技術提升策略。目前，我國的建筑施工技術發展進程緩慢，應加大對于建筑材料和土木工程方向創新型人才的培養，打破以往的被動式質量控制局面，更好地把控構筑物的施工質量[8]。尤其是針對大體積混凝土的應用，一般會用于市政等大型工程項目中，需要更多人才提供技術力量支持。另外，設計單位、監理單位以及施工單位需要共同努力，充分發揮人的主觀能動性，提高設計人員的設計理念和施工人員的技術水平，確保每一個環節都能夠合理無誤，真正提高和保證我國大體積混凝土的施工質量。

5 結語

隨著大體積混凝土在我國現代建筑施工中的應用越來越廣泛，其施工工藝越發復雜，規模和體量也不斷加大。因此，政府部門和市場部門應加大對工程施工質量的監管力度，并合理提高懲罰力度，確保施工環節的嚴謹性，促使工程師在施工監管方面更加認真負責，嚴格控制每個施工環節。

如此一來，不僅能有效避免施工技術通病問題，而且還能提高構筑物的整體質量，為后期構筑物的投入使用奠定基礎。另外，建議政府部門降低章程的懲罰門檻，責任到人，嚴管嚴控，通過法律和政策的威懾力，保證工程的施工秩序和施工質量。