淺談橋墩流砂產生的主要因素與防治措施

方遠平，羅永高

（寧波金鑫商品混凝土有限公司，浙江 寧波 315111）

1 引言

流砂作為混凝土橋墩外觀質量常見通病，不僅影響橋梁墩身美觀，同時也損害其內在質量，對混凝土的耐久性影響更不容忽視。在目前混凝土橋梁工程施工中，混凝土的表面常產生流砂現象，尤其是對于橋墩這種橫截面積較小且高度普遍偏大的特殊性結構表面，澆筑的混凝土輕微泌水都很容易造成表面流砂，外觀質量相對難以控制。由于橋墩混凝土耐久性要求較高，對混凝土結構物內外質量提出了更高的要求，諸如混凝土結構物表面的流砂、裂縫等主要質量通病，更是必須根治的對象。因此，有必要全面分析橋墩流砂產生的原因，并提出相應的治理和預防措施。

2 橋墩流砂產生的原因

造成橋墩混凝土表面產生流砂現象的原因是多方面的，其主要原因包括：與組成混凝土結構材料(水、水泥、砂、石和外加劑等)的性能和比例有密切的關系，即原材料的影響；混凝土的拌合、運輸、灌注及振動工藝、振動時間直接影響混凝土的質量，即施工工藝的影響；氣候條件特別是燥熱氣候對混凝土的影響。現就上述因素分析如下：

2.1 原材料的影響

（1）水的影響。拌合混凝土用水量過多，坍落度過大是造成混凝土泌水形成流砂的主要原因之一。在混凝土拌和物中，坍落度越大，自由水的含量越多，拌和物的粘聚性和保水性越差，越易產生離析和泌水。試驗結果表明，隨著用水量的增加，混凝土拌和物離析、泌水性越來越大，所以在滿足施工工藝的條件下，應盡可能地降低用水量。

（2）水泥的影響。水泥的品種和細度對混凝土拌和物的和易性有一定的影響。①水泥的品種對拌和物的影響主要表現在水泥需水量的不同，在水泥和骨料用量一定的條件下，需水量小的水泥，其混凝土拌和物流動性好；需水量大的水泥，其混凝土拌和物干稠。施工及試驗表明，使用不同廠家生產的相同強度等級的水泥，混凝土在灌注時的流動性和凝結前的泌水程度不同，反映在表面的質量上也不相同。同樣的作業條件，有的廠家生產的水泥用于灌注橋墩不泌水，表面顏色好，而有的廠家生產的水泥用于橋梁灌注易出現流砂水紋缺陷。這是因為不同廠家牌號的水泥的標準稠度用水量不同，水泥礦物組成、細度、均勻性、混合材料品種也有差異，凝結時析出拌和水的性能也不同。用于灌注橋梁的水泥，應注意經過試驗比較，掌握泌水情況。②水泥的細度對混凝土拌和物的流動性影響也很大，水泥的細度越細，比表面積越大，在相同用水量的條件下，拌和物的流動性越小，而粘聚性和保水性越好，混凝土拌和物的離析和泌水就越小，不易產生流砂現象。

（3）砂、石的影響：砂率、砂石的級配、砂石的含泥量超標是造成混凝土泌水的一個因素。①在普通混凝土配合比中，最佳砂率能使混凝土在水灰比不變的條件下，獲得最大的流動性。砂率過大，骨料總面積和空隙率都增大，混凝土拌和物顯得干稠，流動性較大；砂率過小，則砂漿量不足，拌和物的流動性降低，粘聚性和飽水性也不好。所以在配制混凝土時要根據施工現場的實際情況選擇一個最佳砂率，為使混凝土具有更好的可泵性，可將混凝土的砂率略作提高。②砂石的級配、顆粒形狀、表面狀態和最大粒徑等對混凝土拌和物的工作性有很大的影響，級配好的集料，空隙少，在相同水泥漿的情況下，可以獲得比級配差的集料更好的工作性。在集料級配中，粒徑在0.3 ～10mm 之間的所謂中等顆粒的含量，對混凝土工作性的影響更為顯著。另外扁平和針狀的集料，比表面積大，要想獲得同樣的流動性，需增加用水量，而用水量的增大會使混凝土產生離析和泌水。③另外，砂石中的含泥量超標降低了混凝土的保水性能，灌注時容易造成泌水。

2.2 施工工藝的影響

（1）混凝土拌和物的傾落高度一般不超過2m，否則拌和物就會出現離析。

（2）振搗厚度。施工中采用的振搗厚度必須滿足施工規范要求，也能得到較好的外觀效果。厚度較大，不僅使混凝土不易振實，而且由于振動時間的增加會引起混凝土離析、泌水，外觀效果較差。

（3）振搗器距模板越近，模板附近的水上浮越嚴重，越易將模板表面的水泥漿帶走而留下砂子，所以控制振搗器距模板的距離，也將有利于改善混凝土表面產生流砂的現象。

2.3 氣候條件的影響

炎熱的氣候對混凝土的影響是眾所周知的，特別是高氣溫、低相對濕度、對混凝土質量會產生有害影響的大風，三者之間任何組合構成的燥熱氣候，對新拌混凝土會產生不利影響，對已硬化的混凝土同樣會有影響。

3 橋墩流砂的預防措施

3.1 嚴格控制原材料的質量

檢驗和控制混凝土結構材料的質量，是保證混凝土質量，減少投資，增加效益的有效途徑。因此，對混凝土結構的原材料，必須進行認真調查，取樣試驗對比，盡量控制在規定范圍內，使橋梁混凝土有質量保證。

（1）對水泥的選擇。橋墩施工用的水泥，必須保證質量指標穩定，細度合格，安定性好，易于摻用高效減水劑的普通硅酸鹽水泥，以硅酸三鈣含量高，鋁酸三鈣和堿含量低的水泥為宜。現場灌注經驗表明，由水泥廠出庫的新鮮水泥，溫度高，未經適當天數庫存穩定即用于橋墩灌注，其和易性，可塑性比庫存穩定的水泥差，往往要增加拌和用水量才能保證灌注施工，灌注后混凝土溫度相應較高，易產生氣泡和泌水，造成蜂窩麻面和流砂水紋。

（2）控制好石子的級配和砂石中泥含量。用于生產橋墩的粗骨料，宜采用抗壓強度與混凝土配制強度之比不小于2.0 的石灰巖破碎的碎石或卵碎石，粒徑級配要盡可能滿足設計要求。細骨料采用含雜質少的中砂,最好為河砂，粗細骨料的含泥量及其它雜質含量均應控制在標準允許范圍內。

（3）合理選擇外加劑。為使混凝土有好的工作性和達到較高的強度，應盡量選擇聚羧酸系高效減水劑，但在燥熱的氣候條件下，應加入緩凝劑，以改進混凝土的工作性。

（4）嚴格控制拌和用水量。灌注橋墩混凝土，拌和用水量過多，是造成混凝土泌水的主要原因。必須嚴格控制拌和用水量，砂石本身的含水量要進行測定，以便正確計算拌合用水量，正確掌握外加劑摻量，盡可能減少拌合用水量，混凝土的坍落度一般控制在70 ～90mm 范圍,泵送混凝土的坍落度一般控制在120 ～160mm 范圍內。

3.2 加強施工工藝的質量控制

（1）采用分次投料攪拌工藝。有條件時，最好采用分次投料、水泥裹砂法工藝，可提高混凝土攪拌質量，對預防混凝土灌注中泌水也是明顯的。

（2）合理的混凝土灌注工藝及搗固合理的灌注工藝，對拌制較稠的混凝土能順利通過鋼筋及膠管并充滿梁模達到密實是很重要的環節，灌注順序也值得研究。

3.3 炎熱氣候條件的合理施工

在炎熱的氣候下施工，除有條件對砂、石、水泥等采取降溫和采取早晚氣溫較低時施工外，一般應根據實際情況。摻加緩凝劑，延緩混凝土的初凝時間，達到在施工時有較好的坍落度。

4 橋墩流砂的治理方法

橋墩表面流砂不僅有損外觀，對結構壽命也有影響，對已造成較嚴重缺陷的橋墩需進行修補。修補工藝如下：修補前，要鏟除橋墩松散混凝土，清除干凈，找出明顯滲水孔，用聚合物砂漿或環氧樹脂水泥砂漿封堵，并對缺陷較深的部位進行抹壓修補，待其干燥后，用砂紙磨光。 用于修補梁的砂漿或環氧樹脂水泥砂漿必須經過試驗才能使用，砂漿必須滿足其技術性能，且其顏色須同橋梁表面顏色一致。

5 結束語

橋墩混凝土表面流砂，原因復雜，影響因素多，包括混凝土原材料、施工工藝及氣候條件等方面，任何一方面質量出現問題都可能導致橋墩混凝土流砂。在混凝土流砂問題的防治上，應深入現場進行認真調查分析，從原材料、施工工藝等方面入手，全面檢查核對分析監測，逐步調整，直至問題圓滿解決。

[1] 向中富. 橋梁施工控制技術[M]. 北京：人民交通出版社，2001.