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[摘 要]堆石混凝土是一种新型工程建筑材料，在实际使用中存在一些影响质量的问题，经过原因分析和对比试验，解决了这种新型材料在工程中的使用问题。
[关键词]堆石；水库；分析
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）22-0156-01
水沟口二库位于张家口市怀安县境内，总库容716万m3，是一座以防洪、灌溉和发电为主，兼顾养鱼等综合利用的小（1）型水利枢纽工程，由拦河坝、泄水建筑物、坝身引水建筑物和发电站组成，已建成运行30多年。
1.水库除险加固工程设计
水库拦河坝为变圆心、变半径的埋石混凝土双曲拱坝，坝顶全长209m，最大坝高45m，坝顶宽3.7m，坝底宽11.5m。
本次坝体加固设计：针对坝体渗漏严重、下游坝面存在多处渗水点和坝体应力不满足规范的要求，对坝体进行加厚，增加梁向作用，改善坝体应力，减小拱座推力，使坝体应力及拱座稳定满足规范要求。坝体加厚材料采用自密实堆石混凝土进行加固。
2.堆石混凝土施工中存在的质量问题
鉴于堆石混凝土该项技术在当地首次使用，质量监督部门高度重视，工程开工后，要求施工单位和外加剂供应商北京华实水木科技有限公司提交相关的施工组织设计和材料配合比，为确保工程质量，派驻专职质量监督员负责该项工程的质量监督、检查。在堆石混凝土实施过程中，存在着外观质量不满足要求、混凝土工作性能不稳定等问题，主要表现为以下四种情况：
2.1 麻面。麻面是混凝土表面局部缺浆、粗糙或有许多小凹坑，但无露筋现象。
2.2 斜纹。斜纹是混凝土浇筑完成后，在外观面呈现出的明显分割线，一般是斜向的形态。
2.3 气泡。气泡是指混凝土浇筑完成后，在模板面局部地区存在密集气泡，气泡孔径较小，少量气泡孔径在1—2cm。
2.4 裂纹。混凝土澆筑完成后，在混凝土表面出现的表面裂纹或层间面外露堆石较少的部位。
针对外观质量存在的质量缺陷进行了统计分析。2011年9月21日至2011年11月11日间浇筑的24仓堆石混凝土，有详细外观面记录的仓面22仓，统计结果为： 10仓出现程度不同的麻面情况，总面积约10.6m2；出现斜纹的仓面有10仓；几乎每仓都有不同程度的气泡存在，部分仓面的气泡较小且分布均匀，部分仓面出现直径1—2cm的气泡，分布不均匀，通常集中在某一部位；有6仓出现了不同程度的裂纹。
从统计数据上来看，水沟口二库堆石混凝土工程的外观质量问题较为严重，对工程的外观质量产生了不利影响。
3.成因分析
3.1 麻面的成因主要有以下几点：
①仓内积水。a、在仓内对堆石进行冲洗，由于仓面浇筑不平导致仓内积水；b、部分仓位有坝体渗水，没有有效的排水措施，导致仓内积水，甚至流水；c、浇筑前使用大量的水进行润泵，这部分润泵使用的水被打入仓内。
②自密实混凝土状态不稳定，出现泌水、离析等状态，浆体通过模板缝隙流失，从而导致麻面情况。自密实混凝土是一种高性能混凝土，其工作性能对于原材料性能和称量值的变化敏感性较高。在水沟口二库除险加固工程的施工过程中，有以下几点原因导致自密实混凝土状态不稳定，频繁出现泌水、离析等情况。
a、原材料变更频繁，且性能差异大，对自密实混凝土性能影响很大。自2011年9月21日至2011年11月11日，共浇筑混凝土22仓，其中原材料发生变更的达到10仓，在原材料发生变更的10仓中，几乎每一仓的混凝土状态都出现程度不同的异常。例如：2011年11月2日，7#104.5～106仓浇筑过程中，初始单方用水量145kg，外加剂单方用量6.0kg，实测扩展度670*650，V漏斗13秒，满足《堆石混凝土技术要求》中相关指标。生产至21盘时，在未告知的情况下更换粉煤灰，用水量升至单方200kg，外加剂单方6.5kg，实测扩展度590*550，V漏斗16秒，此时的混凝土扩展度已不满足《堆石混凝土技术要求》中的相关标准。且单方200kg用水量已超出理论配合比单方192kg用水量，加上砂石含水在30kg左右，实际用水量达到230kg。
b、原材料称量误差较大。现场采用的是皮带秤称量系统，水和外加剂通过水泵抽取，称量误差较大，对混凝土性能产生较大影响。经查询称料记录， 9#100～101.5仓位，混凝土生产中发生单方混凝土多加入100kg砂石料；5#106～107.5仓位，第一盘混凝土生产时，单方外加剂使用量为7kg，实际加入外加剂28kg，超过规定用量300%，导致混凝土浇筑入仓后严重离析，拆模后发现该部位有严重麻面发生。
③模板缝隙较大。模板支立完成后，模板接缝处一般存在较大的缝隙，尤其是坝体弧度较大的部位，浆体容易通过缝隙漏出，从而造成麻面的情况。
3.2 斜纹
浇筑过程中观察，若混凝土浇筑过程有较长时间的停顿，则下层混凝土表面失水较快（水沟口气候干燥），下层混凝土失水后表面变硬并形成一层乳皮，致使新浇入混凝土无法与下层混凝土较好的融合，从而导致斜纹的产生。斜纹产生的方向，与混凝土浇筑顺序有关，斜纹及混凝土自流面相同。
3.3 气泡
该工程混凝土抗冻标准为F200，而提高混凝土的抗冻耐久性需要在混凝土内掺入引气剂。高含气量混凝土与模板接触表面会有较多的气泡，在传统油性脱模剂的作用下很难自动排出，从而形成外露面的气泡现象，影响外表面的质量。
3.4 裂纹
根据裂纹分布位置和特点的不同，该工程中出现的裂纹主要有两种：层间面裂纹和模板面裂纹。
①层间面裂纹。层间面裂缝呈平行线状，位于仓面堆石较少或者无堆石区域，且发生裂缝处为平面部位，裂缝宽度0.05—0.2mm，根据裂缝形态及发生部位初步判断此种裂缝为干缩裂缝。。
②模板面裂纹。模板面裂纹一般产生于模板面上层20cm范围内，可延伸至层间面。根据裂纹的形态判断，裂纹为表面温度裂缝。由于自密实混凝土的胶凝材料用量高，水化热高。现场混凝土浇筑后没有进行有效的养护，从而在棱角处产生温度收缩裂缝。
4、解决方案：
发现上述问题后，施工单位与外加剂供应方及时进行分析试验，根据现场试验的结果及以往工程经验，外加剂供应商提出了如下的工程解决方案：
4.1 麻面问题的解决方案：
a、保证原材料的稳定供应；b、变更原材料时需要进行专门的混凝土试拌，根据原材料的变化情况对自密实混凝土配合比进行局部微调，直至获得优良的工作性能为止，送至实验室重新进行配合比试验，必要时需要更换外加剂种类和型号；c、保证仓面没有积水。d、加强模板密闭性的控制，用于堆石混凝土的模板须具有小于2mm缝隙的密闭性，以防止漏浆的发生；e、混凝土强度达到5MPa以上方可拆模。
4.2 斜纹问题的解决方案：
a、保证浇筑的连续性。在浇筑前，加强模板支撑；在浇筑中，合理布置泵管，避免反复浇筑；b、浇筑停顿时间较长（超过15min）时，在浇筑过程中对上下层混凝土接触部位采用钢筋、铁锹等工具进行插捣即可。
4.3 气泡问题的解决方案：
在F200抗冻标准下，表面气泡不影响坝体混凝土的性能，但影响外观质量，为减少外观面气泡，可采用：a、更改油性脱模剂（废机油）为消泡脱模剂；b、人工敲击模板，辅助排气。
4.4 裂纹问题的解决方案：
a、保证较多的堆石外露面。在堆石过程中，避免表面大石头过多出现局部堆石少的现象，从而保证足够的堆石外露面。b、加强养护。在混凝土浇筑完成后，需要进行洒水养护，在温度较低时，需要考虑一定的保温措施。
在后期的实际施工中，质量监督单位要求施工单位严格按照规范施工，外加剂供应商北京华实水木科技有限公司密切配合，加强质量控制，通过对比试验有效解决了工程施工过程中存在的影响工程质量的问题，效果良好。
[关键词]堆石；水库；分析
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）22-0156-01
水沟口二库位于张家口市怀安县境内，总库容716万m3，是一座以防洪、灌溉和发电为主，兼顾养鱼等综合利用的小（1）型水利枢纽工程，由拦河坝、泄水建筑物、坝身引水建筑物和发电站组成，已建成运行30多年。
1.水库除险加固工程设计
水库拦河坝为变圆心、变半径的埋石混凝土双曲拱坝，坝顶全长209m，最大坝高45m，坝顶宽3.7m，坝底宽11.5m。
本次坝体加固设计：针对坝体渗漏严重、下游坝面存在多处渗水点和坝体应力不满足规范的要求，对坝体进行加厚，增加梁向作用，改善坝体应力，减小拱座推力，使坝体应力及拱座稳定满足规范要求。坝体加厚材料采用自密实堆石混凝土进行加固。
2.堆石混凝土施工中存在的质量问题
鉴于堆石混凝土该项技术在当地首次使用，质量监督部门高度重视，工程开工后，要求施工单位和外加剂供应商北京华实水木科技有限公司提交相关的施工组织设计和材料配合比，为确保工程质量，派驻专职质量监督员负责该项工程的质量监督、检查。在堆石混凝土实施过程中，存在着外观质量不满足要求、混凝土工作性能不稳定等问题，主要表现为以下四种情况：
2.1 麻面。麻面是混凝土表面局部缺浆、粗糙或有许多小凹坑，但无露筋现象。
2.2 斜纹。斜纹是混凝土浇筑完成后，在外观面呈现出的明显分割线，一般是斜向的形态。
2.3 气泡。气泡是指混凝土浇筑完成后，在模板面局部地区存在密集气泡，气泡孔径较小，少量气泡孔径在1—2cm。
2.4 裂纹。混凝土澆筑完成后，在混凝土表面出现的表面裂纹或层间面外露堆石较少的部位。
针对外观质量存在的质量缺陷进行了统计分析。2011年9月21日至2011年11月11日间浇筑的24仓堆石混凝土，有详细外观面记录的仓面22仓，统计结果为： 10仓出现程度不同的麻面情况，总面积约10.6m2；出现斜纹的仓面有10仓；几乎每仓都有不同程度的气泡存在，部分仓面的气泡较小且分布均匀，部分仓面出现直径1—2cm的气泡，分布不均匀，通常集中在某一部位；有6仓出现了不同程度的裂纹。
从统计数据上来看，水沟口二库堆石混凝土工程的外观质量问题较为严重，对工程的外观质量产生了不利影响。
3.成因分析
3.1 麻面的成因主要有以下几点：
①仓内积水。a、在仓内对堆石进行冲洗，由于仓面浇筑不平导致仓内积水；b、部分仓位有坝体渗水，没有有效的排水措施，导致仓内积水，甚至流水；c、浇筑前使用大量的水进行润泵，这部分润泵使用的水被打入仓内。
②自密实混凝土状态不稳定，出现泌水、离析等状态，浆体通过模板缝隙流失，从而导致麻面情况。自密实混凝土是一种高性能混凝土，其工作性能对于原材料性能和称量值的变化敏感性较高。在水沟口二库除险加固工程的施工过程中，有以下几点原因导致自密实混凝土状态不稳定，频繁出现泌水、离析等情况。
a、原材料变更频繁，且性能差异大，对自密实混凝土性能影响很大。自2011年9月21日至2011年11月11日，共浇筑混凝土22仓，其中原材料发生变更的达到10仓，在原材料发生变更的10仓中，几乎每一仓的混凝土状态都出现程度不同的异常。例如：2011年11月2日，7#104.5～106仓浇筑过程中，初始单方用水量145kg，外加剂单方用量6.0kg，实测扩展度670*650，V漏斗13秒，满足《堆石混凝土技术要求》中相关指标。生产至21盘时，在未告知的情况下更换粉煤灰，用水量升至单方200kg，外加剂单方6.5kg，实测扩展度590*550，V漏斗16秒，此时的混凝土扩展度已不满足《堆石混凝土技术要求》中的相关标准。且单方200kg用水量已超出理论配合比单方192kg用水量，加上砂石含水在30kg左右，实际用水量达到230kg。
b、原材料称量误差较大。现场采用的是皮带秤称量系统，水和外加剂通过水泵抽取，称量误差较大，对混凝土性能产生较大影响。经查询称料记录， 9#100～101.5仓位，混凝土生产中发生单方混凝土多加入100kg砂石料；5#106～107.5仓位，第一盘混凝土生产时，单方外加剂使用量为7kg，实际加入外加剂28kg，超过规定用量300%，导致混凝土浇筑入仓后严重离析，拆模后发现该部位有严重麻面发生。
③模板缝隙较大。模板支立完成后，模板接缝处一般存在较大的缝隙，尤其是坝体弧度较大的部位，浆体容易通过缝隙漏出，从而造成麻面的情况。
3.2 斜纹
浇筑过程中观察，若混凝土浇筑过程有较长时间的停顿，则下层混凝土表面失水较快（水沟口气候干燥），下层混凝土失水后表面变硬并形成一层乳皮，致使新浇入混凝土无法与下层混凝土较好的融合，从而导致斜纹的产生。斜纹产生的方向，与混凝土浇筑顺序有关，斜纹及混凝土自流面相同。
3.3 气泡
该工程混凝土抗冻标准为F200，而提高混凝土的抗冻耐久性需要在混凝土内掺入引气剂。高含气量混凝土与模板接触表面会有较多的气泡，在传统油性脱模剂的作用下很难自动排出，从而形成外露面的气泡现象，影响外表面的质量。
3.4 裂纹
根据裂纹分布位置和特点的不同，该工程中出现的裂纹主要有两种：层间面裂纹和模板面裂纹。
①层间面裂纹。层间面裂缝呈平行线状，位于仓面堆石较少或者无堆石区域，且发生裂缝处为平面部位，裂缝宽度0.05—0.2mm，根据裂缝形态及发生部位初步判断此种裂缝为干缩裂缝。。
②模板面裂纹。模板面裂纹一般产生于模板面上层20cm范围内，可延伸至层间面。根据裂纹的形态判断，裂纹为表面温度裂缝。由于自密实混凝土的胶凝材料用量高，水化热高。现场混凝土浇筑后没有进行有效的养护，从而在棱角处产生温度收缩裂缝。
4、解决方案：
发现上述问题后，施工单位与外加剂供应方及时进行分析试验，根据现场试验的结果及以往工程经验，外加剂供应商提出了如下的工程解决方案：
4.1 麻面问题的解决方案：
a、保证原材料的稳定供应；b、变更原材料时需要进行专门的混凝土试拌，根据原材料的变化情况对自密实混凝土配合比进行局部微调，直至获得优良的工作性能为止，送至实验室重新进行配合比试验，必要时需要更换外加剂种类和型号；c、保证仓面没有积水。d、加强模板密闭性的控制，用于堆石混凝土的模板须具有小于2mm缝隙的密闭性，以防止漏浆的发生；e、混凝土强度达到5MPa以上方可拆模。
4.2 斜纹问题的解决方案：
a、保证浇筑的连续性。在浇筑前，加强模板支撑；在浇筑中，合理布置泵管，避免反复浇筑；b、浇筑停顿时间较长（超过15min）时，在浇筑过程中对上下层混凝土接触部位采用钢筋、铁锹等工具进行插捣即可。
4.3 气泡问题的解决方案：
在F200抗冻标准下，表面气泡不影响坝体混凝土的性能，但影响外观质量，为减少外观面气泡，可采用：a、更改油性脱模剂（废机油）为消泡脱模剂；b、人工敲击模板，辅助排气。
4.4 裂纹问题的解决方案：
a、保证较多的堆石外露面。在堆石过程中，避免表面大石头过多出现局部堆石少的现象，从而保证足够的堆石外露面。b、加强养护。在混凝土浇筑完成后，需要进行洒水养护，在温度较低时，需要考虑一定的保温措施。
在后期的实际施工中，质量监督单位要求施工单位严格按照规范施工，外加剂供应商北京华实水木科技有限公司密切配合，加强质量控制，通过对比试验有效解决了工程施工过程中存在的影响工程质量的问题，效果良好。