客運專線橋梁高墩外觀質量控制技術

李志良

1 提高梁體外觀的對策

水紋、魚鱗紋、冷縫、氣孔、蜂窩麻面等是混凝土表面經常出現的外觀缺陷,這些外觀缺陷的克服必須從原材料、混凝土配合比及混凝土施工工藝上去找原因,加以排除處理,事前采取措施進行整治,而混凝土施工工藝又必須從混合料的拌和、澆筑、振搗這三個環節上加以控制。

1.1 水紋

原因:主要是由于混凝土拌和過程中,水灰比未控制好,水量過大,引起坍落度過大,澆筑時經振搗后混凝土離析,水泥稀漿浮到混凝土表面,水泥含量較多,終凝后在混凝土表面出現,形成的水泥石顏色較深,形狀似水波紋狀。此外混凝土分層澆筑時,由于振搗上層混凝土時振動棒沒有深入到下層足夠的深度,往往也會出現水波紋現象。

解決方法:1)施工前必須做好施工配合比,確定好水灰比及砂、石含水量,混凝土拌和過程中必須嚴格控制坍落度,對坍落度不符合要求的混凝土必須倒掉重新拌和,嚴禁不合格的混凝土入模。2)混凝土振搗時必須將振動棒透入到下層一定的深度,且振搗時必須控制每一棒的振搗時間,時間為3 s～5 s,振搗時間不能過長,過長將會引起混凝土的離析。

1.2 魚鱗紋

原因:主要由于新拌和混凝土離析,或放置時間過長造成泌水,形成水膜及水泥稀漿擠占骨料間空隙,并分散、包裹于骨料表面,水分遷移形成水膜痕跡及淺表層多孔低強度的硬化水泥石,低強度硬化水泥石在拆模時易與模板粘連、脫落,從而形成表面粗糙,色差等魚鱗紋。

當混凝土過振形成離析時,石料擠壓形成一部分骨料少,一部分骨料多,外觀顏色不一形成色差,骨料多的地方外觀便形成魚鱗紋。

另外,當芯模反壓固定及芯模底部未封閉,澆筑時芯模上浮,混凝土出現塑性變形并向下滑移,也將會在表面出現魚鱗紋。

解決方法:1)控制混凝土離析及放置時間過長,控制骨料的最大粒徑及骨料級配,碎石應為5 mm～25 mm之間的連續級配,做理論配合比時應適當增加砂率,澆筑時應盡量不讓混凝土等待時間過長,運輸過程中應盡量減少翻運次數,這樣便可控制混凝土的泌水。2)對內模要一次性固定好,防止上浮。3)分段澆筑后,限制混凝土從內模底板處上翻。4)采用二次振搗,先用50型棒,間隔一定距離后,再用30型棒進行二次補振,振動棒振搗間距要均勻,時間要大致相等,不能間距時大時小、時間時長時短,這樣便可控制混凝土不離析、不漏振、不過振。

1.3 冷縫

原因:1)由于梁澆筑時分層、分段時間間隔過長,澆筑上層時,下層已超過初凝時間,上層振動棒無法深入到下層混凝土中,在兩層交界面上出現的色差現象。2)由于澆筑時下層表層形成水泥稀漿,水泥含量大,而上層澆筑時振動棒插入深度不夠,使得兩層之間形成界面出現的色差現象。3)由于氣溫較高,下層澆筑后,上層還沒有來得及澆筑就初凝,從而在兩層間交界面形成的色差現象。

解決方法:1)控制拌合能力及澆筑時間,應盡量減少混凝土的翻運次數,適當控制混凝土的澆筑長度及時間,在下層初凝前澆筑上層。2)澆筑時應控制振動棒的插入深度,盡可能的使棒插入深一些,深入到下層中,使上下層界面混凝土混合均勻,消除色差。3)高溫時在混凝土中摻入緩凝劑,延長混凝土的初凝時間。4)在外側模上使用附著式振動器,也可減小混凝土外觀上的色差。

1.4 氣孔

原因:1)由于水灰比較大、拌合用水計量不準確及未調整施工配合比或調整不準確,都將會造成拌和用水量偏多,坍落度過大,形成水珠,從而在混凝土終凝后,再吸收水分,在表面便形成氣孔。2)模板表面不光滑,脫模劑太多、太粘,將滯留混凝土中的水珠及氣泡,從而拆模后在混凝土表面出現氣孔。3)振動棒振搗的間距過大,振搗時間短,使混凝土中的水珠及氣泡沒能全部逸至表面,從而在混凝土表面形成氣孔。

解決方法:1)摻入減水劑,減小用水量,充分做好理論配合比,混凝土拌和前調整好施工配合比,拌和時控制好用水量,限制坍落度、水灰比。2)對模板必須除銹打磨,潔凈模板,同時用清潔的脫模劑,不能使用廢機油等會引起色差的脫模劑,也不能使用易粘附于混凝土表面或引起混凝土變色的脫模劑,且同一座橋上使用同一種脫模劑。3)控制好振動棒振搗間距及振搗時間,不能大也不能小。4)在外側模上使用附著式振動器,或用扁鏟在混凝土與側模之間插搗,或在振搗時輕敲模板,便可幫助附著在側模上的氣泡逸出,從而達到消除氣泡的效果。

1.5 蜂窩麻面

原因:1)當振動棒振搗間距過大、漏振或振搗不好時,砂漿體沒有填滿粗骨料之間的孔隙時就會產生蜂窩。2)混凝土配合比選擇不當、含砂率不足、集料級配不良、坍落度偏小或鋼筋間距太小、模板拼縫不好形成漏漿等,均會造成水泥砂漿的不足或缺失難以填滿集料間隙而形成蜂窩麻面。3)模板拆模過早,混凝土終凝時間短,還沒有形成一定的強度,表面的混凝土便附著于模板面上而一起拆下來形成麻面。4)模板脫模劑涂的太少,或不均勻,有些地方有,有些地方沒有,也可使混凝土的表面粘在側模上,拆模時一起被剝落形成麻面。

解決方法:1)加強振搗,二次振搗法,前人初振,后人復振,且分段,專人負責。這樣便可控制漏振或振搗不到位的現象。2)控制好混凝土的配合比,適當增大砂率,加強集料級配的檢測,不合格的集料不進場,混凝土拌和時控制好坍落度,太小時向機中加水重新拌和,模板拼縫可加工成企口形,便于咬合,并在縫間采用高密海綿條或玻璃膠處理,確保接縫平整,嚴密不漏漿。3)脫模劑一定要涂均勻,不能太少,且必須達到一定的強度之后才能拆模,拆模時要小心,不能碰壞棱角,也要輕拆。

2 混凝土原材料的控制

1)水泥。因水泥澆筑成品后其色澤與水泥礦料組分有關,預制上部結構水泥應選用色澤青灰,均勻一致的普通硅酸鹽水泥。同一座橋的箱梁應盡可能使用同一品種規格。

2)砂。應采用級配良好,質地堅硬,顆粒潔凈的中砂,且不含泥土或其他有害物質,當粒徑大于10 mm的卵石含量超過5%時,使用前要進行過篩;當粒徑不大于0.074 mm粉塵及雜質含量超過1%時,使用前須進行沖洗。

3)碎石。采用石英巖以及巖石抗壓強度符合要求的花崗巖、石灰巖等加工的粗骨料,碎石的連續級配的最大粒徑不大于20 mm,壓碎指標值不大于9%,同時中風化顆粒含量不大于2%。

4)水。使用飲用水。

5)外加劑。所用的外加劑必須是經過有關部門檢驗并附有合格證明的產品;同時須注意外摻劑與水泥的適應性,避免出現坍落度在短時間損失過大,影響操作。

[1]張 華.橋梁高墩施工方案研究[J].山西建筑,2009,35(5):330-331.