鋼筋混凝土結構,當施工有疏忽,施工品質會出現缺陷或瑕疵,例如蜂窩、冷縫、裂縫或粒料析離現象(見照片13),混凝土工程拆模時擔心會出現這些缺失現象,這些缺失會混凝土耐久性和強度造成程度影響。
其中,裂縫產生大部分與受力有關,有些是施工(見照片3),有些是設計。
至於混凝土蜂窩現象是混凝土澆置過程中混凝土表面粒料之間形成孔隙。
説來,蜂窩現象空隙,而且連成一片(見照片1及2)。
混凝土澆置後產生瑕疵原因,實際上並完全是因為施工時品質控管確實所致,原因之一是使用混凝土強度提高斷面減小,以及拌合水減少故。
以往混凝土強度結構尺寸,鋼筋,混凝土澆置,出現蜂窩瑕疵。
2、 設計瑕疵:例如樑柱交接處、窗角斜向補強筋及鋼筋交會處鋼筋綁紮位置,或混凝土構材尺寸,受埋置物或鋼筋阻擋混凝土流動及搗實,導致混凝土澆置困難而產生蜂窩現象(見照片1及2)。


使用鋼模時,不像木模具間隙可供混凝土中氣體模板間隙逸出,故使用鋼模時混凝土表面出現氣孔。
混凝土產出製造技術有所突破,混凝土強度得以提高,拌隨而來混凝土發生蜂窩、裂縫、麻面可能損及結構強度及耐久性瑕疵。
這是因為能提高混凝土強度方式及添加劑,多半會增加混凝土發生開裂機率,且混凝土耐久性多半有負面影響。
大部分混凝土是預拌廠先行拌合,運送工地現場澆置,其施工品質受預拌廠商、工人施工水準及現場臨時狀況有關,因此應注意施工細節,才能確保混凝土施工品質,避免產生缺陷或瑕疵。
經濟部標準檢驗局頒布CNS3090(預拌混凝土)中加入:「…預拌混凝土製造商應負責買方指定交貨地點運輸設施(或預拌車)卸料處,其後泵送、澆置、搗實、養護及保護工作,適用本標準」。
澆置混凝土出現瑕疵原因有下列幾項主要原因如下。
1、 混凝土配比:配比設計可以定義依工程各種條件要求,對混凝土各種材料決定配合比例,使能實現其經濟性和其他指定品質性能,例如工作性、強度和耐久性。
優良配比設計應能滿足工作性、凝固後可達到設計強度耐久性、合理經濟性。
配比設計形成蜂窩現象主要原因之一,很多人會認為蜂窩現象混凝土現場澆置操作有關。
其實不然,有時候混凝土配比設計蜂窩現象產生是影響因素。
混凝土料粒尺寸會影響蜂窩現象形成,如果使用了或多粒料,可能有些空間會沒有足夠水泥漿體充分填滿孔隙,形成蜂窩現象。
,水及水泥含量,造成流動性,會造成蜂窩現象。
2、 設計瑕疵:例如樑柱交接處、窗角斜向補強筋及鋼筋交會處鋼筋綁紮位置,或混凝土構材尺寸,受埋置物或鋼筋阻擋混凝土流動及搗實,導致混凝土澆置困難而產生蜂窩現象(見照片1及2)。
若斜補強筋改為平行主筋方向,可騰出空間澆灌混凝土。
3、 搗實,震動深入並確實搗實混凝土,致混凝土中氣泡存於混凝土內部及表面;大量氣泡集結會形成蜂窩。
4、 混凝土坍度太小,流動。
水淬高爐石粉摻入過多時易生流動現象。
5、 混凝土洩料時高度造成粒料分離:混凝土澆置方式。
混凝土澆置過程中,須避免混凝土產生析離現象。
所謂析離混凝土粒料與水泥砂漿分離。
它直接後果導致混凝土硬化後出現內部空隙或者表面的蜂窩現象。
美國混凝土協會提到混凝土析離時認為:混凝土不產生析離卸料高度與混凝土組成成分特性有關,可以卸料高度限值定為90-120cm;混凝土牆和柱澆築施工時,讓混凝土下落高度予以控制。
高位卸料是產生析離,瞭解這個問題,可以混凝土卸料過程中使用滑槽,並於滑槽末端使用擋板可避免析離。
6、 混凝土達預定強度而提早拆模,或使用拆模方法,粒料隨模板脱落或造成表層剝落。
7、 混凝土保護層,鋼筋過於貼模板,形成蜂窩現象。
上述第一個條件總是存在,如果外部混凝土表面有孔隙存在,則其他兩個條件產生,鋼筋會發生銹蝕反應:水中鐵離子和氫氧根離子結合生成氫氧化亞鐵,氫氧化亞鐵水中氧進一步作用可以生成氫氧化鐵,部分氫氧化鐵可以繼續氧化生銹。


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換句話説,混凝土暴露其使用環境中,能夠保持耐久性、安全性和使用性。
而蜂窩現象存在,會下列幾個方面對混凝土耐久性造成損害。
1.混凝土強度影響:強度和耐久性是兩個層面,雖然它們混凝土來説是性能指標。
混凝土蜂窩現象,會引致混凝土強度降低,而且直接損害混凝土耐久性。
當拆下模板發現混凝土表面上有蜂窩時,我們知道蜂窩伸進混凝土內部,但顯然混凝土強度這個區域會降低很多,因為該處混凝土密實,意味著該處構材斷面積有程度減少。
構材斷面積減少意味著構材抗剪和抗壓及抗彎能力減小。
如果蜂窩到程度,會導致構材功能。
從耐久性角度來説,構件年限內達到其使用需求。
2.鋼筋銹蝕:混凝土中鋼筋同時滿足以下三個條件時會發生銹蝕。
(1)鋼筋表面存在電位差,電位區段之間形成陽極和陰極。
(2)陽極區段鋼筋表面處於活化狀態,能夠發生陽極反應 (3)存在水分和溶解氧,陰極區段會發生陰極反應。
於混凝土鹼度差異,鋼筋中碳及其它合金元素偏析,加工引起鋼材內部應力差異會引起鋼筋表面各處產生電位差。
上述第一個條件總是存在,如果外部混凝土表面有孔隙存在,則其他兩個條件產生,鋼筋會發生銹蝕反應:水中鐵離子和氫氧根離子結合生成氫氧化亞鐵,氫氧化亞鐵水中氧進一步作用可以生成氫氧化鐵,部分氫氧化鐵可以繼續氧化生銹。
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另外,混凝土強鹼性提供鋼筋表面態膜,鋼筋包裹住,隔斷水氣、氧和氯離子直接接觸,可阻止銹蝕發展。
拆模,看到灌漿蜂巢現象,我相信大多數自地自建業主會在意,事實上,它會折損設計強度,但是礙於知識經驗而使上力。
在意,無可奈何!道灌漿只能運氣?不然,我想業主若能多些瞭解,做些溝通努力,即便無法完全避免蜂巢現象,努力過,理解發生過程,後續處理會多些知識,多少能釋去心中!蜂巢現象,很大部分形成原因是材料析離產生,那什麼是材料析離呢?混凝土主要元素是骨材(石頭)、細骨材(砂)、水泥、水組成,拌合後理想狀況是配比分佈;若混凝土澆置後,這些元素分佈受到破壞便是所謂材料析離。
析離出現現象是混凝土澆置後,其材料元素受重力影響,比重者上浮,重者下沉現象,故水上浮、石頭下沉。
工地柱底蜂巢現象,大多是泥漿和水上浮,石頭沉底形成。
圖P1是柱灌漿後材料析離示意圖 ,柱3.6米,灌漿垂直落距3.6米,若直接一次灌注,積蓄大量處於流動狀態混凝土,加上柱,使得比重粗骨材會下沉,比重材料會上浮,破壞拌合分佈情況。
上層混凝土缺乏骨材,固化後會形成緻表面; 下層缺乏泥漿混凝土固化後,會形成蜂巢現象,外表造 。
圖P2是前後二次灌漿材料析離示意圖 ,若每次灌漿是泥漿上浮,骨材下沉,紅色虛線框起來涵蓋區域,表示第一次灌漿上層部分,外表,與第二次灌漿底部,外表造是蜂巢現象,圖P3是這紅色區域實例圖。
材料析離影響粒料析離浮水過程,會固化過程混凝土留下毛細管道,硬化後形成連續性毛細孔隙,降低強度;因析離破壞混凝土材料分佈,上部缺乏骨材,下部缺少泥漿,造成混凝土組織密度,折損強度;加上,浮水(泌水)上升若遇到鋼筋或顆粒時,將受阻而滯積其下方,使粒料及鋼筋混凝土間握裹力降低,這是施工規範中規定,鋼筋下方有三十公分以上深度混凝土時,加長鋼筋搭接長度原因。
材料析離對策 一、材料方面,以下是見可降低析離發生措施,這些混凝土理論性措施,個人認為建業主而言,規模,作背景知識理解,若期待營造認真回應會落空(希望只是個人見),若有機會和營造或預拌廠討論,那是理想狀況。
(1)工作性容許範圍內,儘量控制混凝土拌和用水量,
直接減少泌水量; (2) 使用細度水泥,增加漿體黏滯性;(3) 使用輸氣劑,增加混凝土工作性,形成孔隙,阻斷水份上升路徑;(4) 條件允許下使用卜作嵐材料,或增加水泥細度,增加漿體黏性。
二、澆置時,採下列措施可降低析離發生 :(1)避免泵送、澆置過程中,為增加工作性而加水;(2)搗實時,應各處搗實,避免同一點搗實時間過長;(3) 澆置時同一處,避免一次大量灌注,時儘量避免高處直接騰空灌注,減少混凝土垂直落距; (4)澆注牆或柱時,應使混凝土分散各處垂直注入模板中,避免定點灌注衝擊模板及鋼筋,產生析離。
(5)於底部或造型產生蜂巢區域,模外振動器加強搗實。
模內震動搗實外,這是立竿見影避免蜂巢現象振動方式。
個人經驗中,筏式基礎灌漿到頂層,一路摸索,可惜到後面幾次灌漿,領悟到這種有效率消除蜂巢現象方式。
我作法是一支電動槌鑿子切斷,馬上變成混凝土模外振動機,而且損電動槌原有功能,如圖P4。
灌漿前,檢討、找出產生蜂巢現象地方,如圖P5、P6柱腳,安排震動機電源規劃振動動線;灌漿時,配合灌漿節奏,規劃動線啟動模外振動。
振動時,只要頂住模版角材振動直到出漿,如此,即使無法全面解決材料析離問題,能保證該處會有蜂巢現象,如圖P7。