1867年，自法国花卉商莫尼尔最早使用钢筋混凝土以来，在短短的一百年里，钢筋混凝土已经成为一种主要的建筑材料，广泛应用于各种结构工程中，比如：工业与民用建筑工程，桥梁工程和公路路面等。

大家都知道，在混凝土工程中，稍有疏忽混凝土质量就会产生缺陷或者瑕疵。比如蜂窝现象就是比较常见的质量问题之一，建筑工人在拆模过程中就非常担心它们的出现。那么到底什么是混凝土的蜂窝现象呢？蜂窝现象是混凝土浇筑过程中在混凝土的表面上形成的粗骨料之间的空隙或缝隙。它与混凝土表面的气泡孔眼是不同的。气泡孔眼是一种浅表空隙，是由于模板内侧混入的水泡和气泡所致，通常表现为混凝土墙表面的小孔。一般说来，蜂窝现象的空隙比较深，而且连成一片，而气泡孔眼的空隙很浅，常常是单个出现，不会连成一片。

蜂窝现象的出现，会对混凝土的耐久性和强度造成程度不等的影响，属于质量通病的问题。

1.蜂窝现象的形成

谈到蜂窝现象的形成，很多人可能会认为它仅仅与现场施工方法有关，换句话说，只与混凝土现场操作有关。其实不然，有时候混凝土的配合比设计对蜂窝现象的现场也起很重要的作用。

1.1混凝土配合比设计问题

混凝土配合比设计可以定义为选择混凝土适当的原料品种和它们的成分数量来实现其经济性和其它指定性能，比如工作和易性，强度和耐久性等的统一。

可以想象混凝土骨料的最大尺寸能够影响蜂窝现象的形成。在结构用混凝土中，骨料的最大尺寸通常限制在25～40毫米之间，可以根据混凝土构件尺寸的大小和钢筋的净距离来作适当的调整。另外在英国规范当中，骨料的最大尺寸被限制为应当比水平钢筋的净距小5毫米，同时应当小于垂直钢筋净距的2/3，而在我国规范当中，该数值是3/4。很显然，在混凝土的制备过程中，如果使用了太大的骨料，可能有些空间会被堵住，造成水和水泥浆不能充分进入，从而容易形成蜂窝现象。同样，最小水含量和最少水泥含量也能够影响蜂窝现象的形成。首先对于一个指定的混凝土强度而言，一般都有一定的水灰比要求。同时该比值也会影响混凝土的工作和易性。大家知道，对于一个指定的和易性指标，加大骨料的最大尺寸就要降低混凝土水含量的要求，所以如果混凝土的水灰比是固定的，那就意味着要减少水泥的用量。反过来考虑一下，在水灰比一定的情况下，使用较小尺寸的骨料反而会降低混凝土的工作和易性。由此我们可以得出结论说：要谨慎地选择骨料尺寸，否则会容易造成蜂窝现象。

第二点，当一个混凝土构件宽度尺寸上很窄小，或者形状较为复杂、存在很多角落等难以接触到的部位、钢筋数量较多钢筋净距离较小时，都会要求更高的工作和易性。也就是说要同时增加水和水泥和用量。在实际混凝土工程中，如果不注意这方面的要求，就会容易造成蜂窝现象的产生。

在混凝土配合比设计方面可能引起蜂窝现象的第三个因素就是骨料级配的不适当。对于给定尺寸的骨料颗粒来说，它的骨料颗粒之间的空隙能够被穿过和填充的唯一条件就是第二级配的骨料尺寸足够小。换句话说就是相邻级配的骨料颗粒尺寸差有一个限值，如果尺寸差别太小，骨料间的空隙就有可能不能被填充，从而形成蜂窝现象。

1.2不正确的浇筑方法

如今在大多数的建筑工地上，混凝土是靠商品混凝土搅拌运输车进行运送的。在一些大型项目上，例如大型公路项目，混凝土可能是在中心工地现场拌制的，但也会通过这样的搅拌运送车来将混凝土运到各个分项目现场的。在混凝土的卸料过程中，有一些基本的要点必须要考虑到。最首要的一点就是要避免混凝土的离析。所谓离析，就是混凝土的粗骨料与砂浆的分离。它的直接后果就是导致混凝土硬化后出现不均匀，产生内部空隙或者表面的蜂窝现象。美国混凝土协会提到混凝土的离析时认为：混凝土不产生离析的最大卸料高度与混凝土的组成成分的特性有关，一般可以把卸料高度限值定为900-1200mm；在混凝土墙和柱的浇筑施工时，让混凝土自由下落的高度必须进行控制；高位卸料，无空气混入的混凝土料是最容易产生离析的，很可能离析高度就在1500-1800mm，相反，低位卸料，有空气混入的混凝土料和粘稠性较高的混凝土料则不容易产生离析现象。为了解决这个问题，可以在混凝土卸料过程中使用串筒和溜槽。

1.3模板漏浆

应当承认，模板问题是最容易引起蜂窝现象的。我们知道，模板必须保证尺寸正确，有足够的刚度来抵抗施工荷载可能引起的变形，必须有足够的稳定性能和强度来承担施工人员的重量，设备的重量，以及新鲜混凝土作为一种液体所产生的侧压力。特别是在模板之间的连接点上，模板边缘必须干净，互相之间必须配套咬合完全，如果使用密封胶带，它们应当是柔性和粘结力高的。很显然，如果不认真考虑这些与模板有关的事项，就很容易出现混凝土质量问题。比如说，混凝土的侧向压力能够引起模板的移动和漏浆，而一旦出现水或者水泥浆从模板连接缝中漏出的情况，就很有可能产生所谓的蜂窝现象。

1.4振捣不实

在考虑混凝土工程中蜂窝现象的形成原因时，振捣是一个重要的决定性因素。振捣的目的是将浇筑过程中混入混凝土的空气驱赶出来，并将混凝土的骨料颗粒振捣得更加紧密，但不能引起离析，还有帮助砂浆充分填满骨料之间的空隙。当使用振捣器进行振捣施工时，一般分两步进行。在第一阶段，混凝土被振捣成液体化的状态，可以流动填满模板间的任何空隙。第一阶段的完成应当标志着消除了所有的蜂窝。在第二阶段，混凝土中的空气泡应当被置换出来，或者被驱赶到混凝土的表层里。

在实际施工操作中，振捣是一项繁重的工作。非完全的振捣是很容易发生的。比如说，如果使用了插入式振捣器，振捣棒一般是比较容易从一处移动到另一处的。通常情况下，每0.5-1.0米应当振捣一次，每次振捣5秒～2分钟不等，视混凝土的粘稠状态而定。另外，振捣棒应当是慢速均匀地从混凝土中拔出，建议拔出速率为80mm/秒，这样振捣棒拔出时留下的空隙就能够被混凝土填充而没有新的空气泡产生。从这些操作要点可以看出，说振捣工作是复杂和困难一点也不过分。换句话说，不完全振捣是很容易发生的，特别是当混凝土很粘稠时。如果混凝土中的空气不能被消除，那么混凝土骨料颗粒就不能达到非常密实的形态，蜂窝现象就容易在某些地方产生。

1.5过分振捣

工程师们都知道得很清楚，那就是要得到高质量的混凝土，必须要有完全的振捣。事实上，人们对过分振捣的危害普遍缺乏认识。

一般说来，过分振捣会引起混凝土的离析，也就是混凝土骨料和水泥浆的分离，导致混凝土混合物的不均匀分布。就内在原因而言，混凝土之所以容易产生离析现象，主要是因为混凝土各组成成分的颗粒尺寸有较大的差距。在振捣过程中，如果有大量的功作用于混凝土上，不适当的振捣操作就容易导致离析现象的发生，特别是当振捣棒允许停留较长时间时。对很多混凝土而言，粗骨料颗粒总是趋向于往下走，水泥浆等趋向于往上走，显然这样的混凝土是比较脆弱的，其表面上的水泥浆往往过多，而底部又往往过少。换句话说，蜂窝现象很容易发生在构件的底部区域，特别是在进行较高的混凝土柱的施工时（参见图1）。

2.蜂窝现象对混凝土耐久性的影响

混凝土的耐久性是指混凝土抵抗气候老化、化学侵蚀、冲蚀或其它退化作用的能力，包括混凝土在使用过程中的各种暴露使用状况。换句话说，混凝土暴露在其使用环境中，有耐久性的混凝土应当能够保持其原来的形状，质量和使用性能。一般说来，在其使用条件下，通常都假设材料达到其使用年限时，它的强度和其它重要性能都会下降到一定的程度，继续使用就不再安全和经济了。而蜂窝现象的存在，会从下列几个方面对混凝土的耐久性造成损害。

2.1对混凝土强度的影响

从某种程度上来说，强度和耐久性是两个不同的概念，虽然它们对混凝土来说都是很重要的特征指标。另一方面，对于混凝土的蜂窝现象，我们认为它会引起混凝土强度的降低，而且直接损害混凝土的耐久性。当我们拆下模板，发现混凝土表面上有蜂窝时，我们不知道蜂窝到底伸进混凝土里有多深，但很显然混凝土的强度在这个点上降低了很多，因为该处混凝土不密实，或者干脆就是一个空洞，也就意味着该处的构件横截面面积有一定程度的减少。

构件横截面面积的减少就意味着构件抗剪能力、抗扭能力和抗压能力等的减小；如果蜂窝正好位于构件的受压区，那么蜂窝也意味着构件抗弯能力的减小。在极端情况下，如果蜂窝大到一定程度，就会导致构件的失效。从耐久性的角度来说，构件已经达到其使用寿命的终点。

2.2钢筋锈蚀

我们首先讨论一下钢筋生锈的原理。一般说来，混凝土中的钢筋在同时满足以下三个条件时就会发生锈蚀。(1)在钢筋表面存在电位差，不同电位的区段之间形成阳极和阴极。(2)阳极区段的钢筋表面处于活化状态，能够发生如下阳极反应: 2Fe － 4e?→ 2Fe++。(3)存在水分和溶解氧，在阴极就会发生如下阴极反应: O2 + 2H2O + 4e?→ 4 OH?。

由于混凝土的碱度差异，钢筋中的碳及其它合金元素的偏析，加工引起的钢材内部应力差异等都会引起钢筋表面各处的电位差，因此上述第一个条件总是存在的。如果外部其它状况正好使得其它两个条件也得到满足，钢筋就会发生锈蚀反应：水中的铁离子和氢氧根离子结合生成氢氧化亚铁 2Fe+++ 4 OH?→ 2Fe(OH)2 ，氢氧化亚铁与水中氧进一步作用可以生成氢氧化铁，部分氢氧化铁又可以继续氧化生成红锈和黑锈。

另外我们来讨论一下钢筋表面的钝化。我们知道，钢筋与混凝土共同作用的基础是混凝土能够给予钢筋化学和物理的保护。物理保护就是它将钢筋包裹了起来，隔断了水汽、氧和氯等直接接触；而化学保护作用来源于混凝土的强碱性，它能使钢筋表面产生一层氧化膜，从而有效地阻止锈蚀的发生和发展。现在来讨论蜂窝对耐久性的影响。在有些情况下，蜂窝本身就意味着钢筋与空气的直接接触，虽然钢筋暴露在空气中的面积可能会很少，但只要它与空气直接接触，锈蚀就很可能发生。因为它使得锈蚀发生的后两个条件同时得到了满足：蜂窝现象常常意味着水汽和氧气的存在，蜂窝现象意味着没有混凝土包裹住钢筋，也就不可能产生钝化保护。所以可以概括地说，蜂窝现象常常意味着钢筋的锈蚀。

2.3 潮气和有害离子容易进入

刚才提到有些情况下，蜂窝会导致钢筋直接与空气接触。显然也存在其它的情况，我们可以称之为钢筋保护层厚度的减小和保护层质量的损坏。那么它们与混凝土的耐久性又是什么关系呢？

耐久性的损坏可以由混凝土构件以外的介质引起，比如硫酸盐，酸类，海水和氯离子等，也可以由这些介质通过渗透到混凝土构件内部而引起。从保护钢筋避免锈蚀的角度来说，混凝土保护层和它的质量（或者定义为混凝土保护层的抗渗透性能）是抵抗外来攻击介质的关键屏障，特别是在抵抗混凝土碳化和抵抗氯离子的侵蚀上尤其如此。

先来讨论一下混凝土的碳化。空气可以某种程度地渗入到混凝土表层中，空气中的二氧化碳会和混凝土中的氢氧化钙发生反应而生产碳酸钙，这个过程就是混凝土的碳化。碳化的后果就是会降低混凝土的碱性，PH值会从通常的12.5降到10或更低。如果混凝土保护层的碳化深度一直延伸到了钢筋表面，钢筋表面的钝化就会被破坏，钢筋就会很容易发生锈蚀现象。调查表明，将保护层加厚一倍，可以延长构件的使用寿命到4倍；同样提高保护层的质量也会降低其碳化的速度。对于蜂窝所在的混凝土来说，混凝土保护层厚度变小了，质量也下降了，那么混凝土的耐久性显然就降低了。

其次，让我们讨论一下氯离子的渗入。氯离子本身并不对混凝土产生破坏，但它由多种发生来影响混凝土的耐久性，其中最重要的一条就是它会破坏钢筋表层的钝化膜从而导致钢筋生锈。与混凝土的碳化现象类似，混凝土保护层越厚，则氯离子侵入的速度越慢，所以可以总结说，蜂窝现象可以通过帮助氯离子等有害元素的侵入而损害混凝土的耐久性。

3. 控制蜂窝现象的措施

从上面的分析中可以较容易地找出控制混凝土蜂窝现象产生措施。

（1）应当根据混凝土过程的施工情况，例如振捣方式，运送方式，钢筋尺寸和钢筋分布情况等等来调整混凝土的配合比；当发现混凝土的工作和易性不理想时，不应当只添加水因为这样会损害混凝土的强度和耐久性，而是应当调整混凝土的配合比或者改善混凝土的浇筑方法。

（2）混凝土的卸料要仔细。任何情况下对混凝土进行卸料时都要注意其关键点是要避免离析。混凝土应当垂直卸料，出料口离最终位置越近越好；混凝土不宜流向其指定位置，如果需要移动它们，应当采用大铲子来进行；完成一车混凝土的卸料后，下一车应当紧挨着前一处的尾部进行，而不要另起一处，最后把它们连起来，因为这样做往往会在连接处产生蜂窝现象。

（3）模板应当具有足够的刚度、稳定性和强度，避免振捣混凝土时模板移位；拼缝处应当正确地进行密封，确保不会发生漏浆。

（4）仔细地进行混凝土的振捣操作，避免振捣不实和过分振捣。新的一层混凝土在深度上应当全部振捣到位，振捣点的距离应当保证每一处混凝土不会被遗漏。

一般说来，修复混凝土蜂窝的最佳方法就是：移走那些有缺陷的混凝土，再用新混凝土填补嵌实。如果蜂窝面比较大，而且深度也比较深的话，应当采用气压喷射法将砂浆和细石混凝土填入蜂窝中，采用这种方法时，蜂窝口应当被清理或敲凿成略朝外倾斜；当采用手工填补时，蜂窝口应当被清理或敲凿成比较平直，深度不小于25毫米。另外，蜂窝口的混凝土表面全部打毛，并将全部灰尘碎屑清理干净以保证可靠的新旧面连接强度。新混凝土颜色上和老混凝土应当协调，并且进行适当的养护。

钢筋混凝土工程中的蜂窝现象主要是由不适当的配合比设计，不正确的浇筑方法，模板漏浆，振捣不实或过分振捣等原因引起的，蜂窝现象会引起混凝土强度的降低，钢筋也容易锈蚀，同时蜂窝处钢筋保护层厚度减小和质量降低也会降低混凝土的耐久性，因为外部环境中的有害因素会更容易地攻击到混凝土和钢筋。