先張法預(yù)制“U”梁混凝土外觀質(zhì)量控制技術(shù)研究

秦進(jìn)遠(yuǎn)　汪冬冬

(1.中交三航局第三工程有限公司，江蘇 南京　210011；2.中交上海三航科學(xué)研究院有限公司，上海　200032)

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·質(zhì)量控制·

先張法預(yù)制“U”梁混凝土外觀質(zhì)量控制技術(shù)研究

秦進(jìn)遠(yuǎn)1汪冬冬2

(1.中交三航局第三工程有限公司，江蘇 南京210011；2.中交上海三航科學(xué)研究院有限公司，上海200032)

結(jié)合青島地鐵R3線“U”梁預(yù)制工程實(shí)例，介紹了改善“U”梁混凝土外觀質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)措施，在優(yōu)選礦物摻合料、聚羧酸減水劑等原材料基礎(chǔ)上，優(yōu)化了混凝土配合比，并通過使用優(yōu)質(zhì)脫模劑、附著式振搗器及透水模板布等措施，減少或消除了“U”梁的各部位氣泡等缺陷，大幅度提高了混凝土外觀質(zhì)量。

“U”梁，外觀質(zhì)量，脫模劑，透水模板布

1　概述

在軌道交通工程中，國外“U”梁應(yīng)用較多，國內(nèi)僅上海、南京、廣州少數(shù)城市有使用過“U”梁。據(jù)調(diào)研[1]“U”梁質(zhì)量合格率僅為88%，局部外觀質(zhì)量缺陷是“U”梁制作常見的問題，其中腹板振搗困難，內(nèi)倒角處氣泡更是難以解決的問題。隨著新技術(shù)和新材料的出現(xiàn)，改善混凝土外觀質(zhì)量的辦法逐漸增多。脫模劑[2]對混凝土外觀質(zhì)量的改善效果顯著，在清水混凝土施工中被廣泛采用。透水模板布對于混凝土構(gòu)件特殊位置如倒角斜面、梁體底部等位置排氣泡和消除缺陷等效果顯著[3]。此外，高頻附著式振搗器等可減少混凝土外觀缺陷，提高混凝土外觀質(zhì)量。本文結(jié)合青島地鐵R3線工程“U”梁制作，開展先張法預(yù)制“U”梁混凝土質(zhì)量控制技術(shù)研究。

2　混凝土外觀質(zhì)量控制

2.1配合比設(shè)計(jì)

“U”梁混凝土配制綜合考慮混凝土工作性能、力學(xué)性能、耐久性和抗裂性能，在大量試驗(yàn)基礎(chǔ)上確定冬季夏季混凝土配合比見表1。“U”梁混凝土配合比參數(shù)見表2，單方膠凝材料499 kg/m3，粉煤灰摻量8%，礦粉摻量10%，砂率為0.4，水膠比0.295，減水劑摻量1.4%，聚丙烯纖維摻量0.9 kg/m3。混凝土性能測試見表3，采用P.O52.5水泥的1號配合比早期強(qiáng)度及彈性模量稍小于2號(采用P.Ⅱ52.5水泥)，但1號配合比28 d強(qiáng)度較高。根據(jù)上述特點(diǎn)將1號配合比作為夏季施工配合比，將2號配合比作為冬季施工配合比。

表1　混凝土配合比　kg/m3

表2　混凝土配合比參數(shù)

2.2試驗(yàn)段

為確保“U”梁施工質(zhì)量，在“U”梁正式制作前，開展兩次“U”梁試驗(yàn)段澆筑試驗(yàn)。試驗(yàn)段結(jié)構(gòu)尺寸與“U”梁相同，長度為1 m的試驗(yàn)段。澆筑試驗(yàn)段時，混凝土坍落度200 mm，采用50 mm普通振搗棒振搗，先澆筑底板，等待30 min澆筑腹板，腹板混凝土分層厚度為30 cm～50 cm，澆筑完成后底板和腹板頂面采用二次抹面工藝。2.5 d拆模，拆模后覆蓋土工布和薄膜養(yǎng)護(hù)。試驗(yàn)段澆筑見圖1，試驗(yàn)段整體外觀見圖2，局部外觀見圖3和圖4。腹板混凝土色澤均勻，無色差，但腹板小氣泡較多；倒角大氣泡很嚴(yán)重，存在蜂窩、麻面等缺陷，需采取針對措施進(jìn)行改善。試驗(yàn)段采用的分層澆筑工藝不能驗(yàn)證“U”梁澆筑產(chǎn)生工藝，實(shí)體結(jié)構(gòu)澆筑時需根據(jù)混凝土凝結(jié)時間合理安排混凝土的分段和分層布料工藝，類似構(gòu)件多因工藝不合理產(chǎn)生冷縫。

表3　“U”型預(yù)制梁C55混凝土性能指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

2.3“U”梁典型施工

針對試驗(yàn)段出現(xiàn)的外觀質(zhì)量問題，使用模板脫模劑、附著式振搗器改善腹板氣泡問題，采用透水模板布對倒角氣泡等缺陷進(jìn)行改進(jìn)。并針對實(shí)體構(gòu)件澆筑，對混凝土凝結(jié)時間進(jìn)行了調(diào)整，制定了合理的分段、分層布料工藝，防止冷縫的產(chǎn)生。

1)脫模劑使用。

根據(jù)脫模劑的親水性，分為油性脫模劑和水性脫模劑，不同性質(zhì)的脫模劑用途對比見表4。本工程為鋼模板，并且脫模劑涂刷后需防水沖刷，經(jīng)對比和優(yōu)選，采用馬貝油性脫模劑，脫模劑的使用工藝對使用效果有影響，本工程脫模劑的使用工藝見表5。

表4　水性與油性脫模劑對比

表5　脫模劑使用工藝

2)高頻附著式振搗器使用。

附著式振動器體積小、振動頻率高、振動力大、振幅小、輻射范圍大，混凝土流動性、可塑性增加，構(gòu)件密實(shí)度提高，表面氣孔小，成型快，質(zhì)量可大幅度提高[4]，本工程采用的附著式振搗器頻率為9 000 r/min，頻率為180 Hz。布置在外模板靠接“U”梁腹板與底板倒角位置，沿著梁長度方向每側(cè)各布置15個附著式振搗器，間距為2 m，布置方式呈折線型(見圖5)。附著式振搗器每次振搗5 s，腹板分5層澆筑，每個附著式振搗器開5次～6次，對應(yīng)的位置總共振搗時間為25 s～30 s。

3)透水模板布使用。

本工程采用透水模板布對腹板倒角質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)，粘貼膠水具有10 min～20 min可工作時間，不平整時可掀開重新粘貼，粘貼完成后能快速硬化，使模板布與鋼模板緊密連接在一起(如圖6所示)。

模板布粘貼時需注意：清除模板上的脫模劑，防止影響模板布與模板的粘貼；膠水涂刷需均勻而薄，涂在模板表面及四周的膠水不宜涂得太厚，否則會堵塞排水孔而影響排氣效果；待膠水顏色變透明后，方可粘貼模板布；按照模板的尺寸，裁剪好模板

布，每邊預(yù)留約50 mm作為排水用，此工序是發(fā)揮排水效果的關(guān)鍵[5]。

4)混凝土凝結(jié)時間及澆筑工藝。

一榀“U”梁混凝土澆筑時間為4 h～5 h，混凝土凝結(jié)時間控制大約3 h，控制分層間隔時間不大于1.5 h。為了使混凝土澆筑連貫，并能在間隔時間內(nèi)及時覆蓋下一層混凝土，本工程采用橫向分段，縱向分層澆筑工藝，分段長度不大于6 m，分層厚度不大于50 cm，并安排專人對施工工藝參數(shù)及時間進(jìn)行記錄。

5)外觀質(zhì)量改進(jìn)效果。

涂刷優(yōu)質(zhì)脫模劑和采用附著式振搗器有效排出腹板氣泡，通過控制混凝土澆筑工藝和混凝土凝結(jié)時間，避免了腹板出現(xiàn)冷縫，腹板混凝土拆模外觀見圖7，倒角局部外觀見圖8，通過粘貼透水模板布，倒角混凝土光滑、密實(shí)，無蜂窩、麻面現(xiàn)象，基本無氣泡。

3　結(jié)語

本文采用礦物摻合料、聚羧酸減水劑和聚丙烯纖維等措施配制出的混凝土性能指標(biāo)滿足先張法“U”梁設(shè)計(jì)和施工要求；通過采用脫模劑、透水模板布和附著式振搗器等措施，成功解決薄壁“U”梁下料難、振搗條件不利出現(xiàn)的氣泡等質(zhì)量缺陷難題，通過以上關(guān)鍵技術(shù)，有效的控制了“U”梁混凝土的外觀質(zhì)量。

[1]陳松.淺談“U”梁外觀質(zhì)量控制[J].廣東科技,2012(5):88-89.

[2]傅俊惠.混凝土脫模劑運(yùn)用技術(shù)[J].港口工程，1991(5):38-42.

[3]楊海成，熊建波，王勝年.透水模板布對海工高性能混凝土抗氯離子滲透性的影響[J].中國港灣建設(shè)，2014(2)：17-21.

[4]張家華,曹昌輝.淺談預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁施工質(zhì)量控制應(yīng)注意的幾個問題[J].江西水利科技，2003,29(4)：36-38.

[5]楊萬斌,袁鐵剛,韓秋陽.透水模板布對混凝土質(zhì)量影響的實(shí)驗(yàn)研究[J].河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015,32(1)：47-49.

Research on the key technology of concrete appearance quality control of the pre-fabricated “U” beam

Qin Jinyuan1Wang Dongdong2

(1.No.3 Engineering Co., Ltd of CCCC Third Harbor Engineering Co., Ltd, Nanjing 210011, China；2.Shanghai Third Harbour Engineering Science & Technology Research Institute Co., Ltd, Shanghai 200032, China)

Combining with the U-shaped fabricated engineering along R3 route in Qingdao, the paper improves the key technical measures for the outlook quality of U-shaped beam concrete, optimizes the concrete proportional ratio by selecting mineral mixture, polycarboxylic acid water reducer, and reduces or eliminates the shortages such as the bubbles at the different parts of the U-shaped beam by using the good release agent, attached vibrator, and permeable model cloth, so as to improve the concrete outline quality effectively.

U-shaped beam, outlook quality, release agent, permeable model cloth

1009-6825(2016)25-0193-02

2016-06-28

秦進(jìn)遠(yuǎn)(1987- )，男，工程師

TU712.3

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