混凝土外观质量控制的工艺措施
2006-08-28 00:00
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关键词:混凝土外观； 质量控制； 工艺措施
1 工程概况
中铁十五局集团二公司承建的南京市六合南互通立交桥，主线跨线桥长788.08 m，匝道桥4座长1 315m，被交道桥2座550 m，管涵9座381.21横延米，箱涵及通道16座633.05横延米，桥梁基础为钻孔灌注桩，圆形和薄壁墩柱，现浇箱梁最大连续段220 m。由于混凝土方量大，外露墩柱多，上部结构外观质量尤为重要，因此我单位对质量外观进行了大量有效可行的探索，以下主要从模板制作安装和混凝土浇筑工艺两方面进行介绍。
2 模板制作安装质量控制
结构混凝土施工，能否达到工程整体美观的要求，首先取决于模板，模板的制作安装质量是关键，混凝土的平整度、光洁度、色差度都与模板直接相关，如模板不平顺，板缝不严密，发生渗水、漏浆，甚至支架松动，模板跑模、变形等都将引起混凝土质量不良或外观粗糙现象。模板宜采用优质大平面组合钢模板，或自身没有色差高质量的竹胶模板，对使用的模板进行精密加工，可进行粗磨、中磨、细磨、精磨、微磨、抛光等六道工序的镜面加工，同时保证模板具有足够的强度、刚度。模板在安装前，应均匀涂刷脱模剂，避免使用废机油等不合格材料作为脱模剂，影响混凝土表面色泽。模板支撑应牢固，接缝严密、尺寸准确，不因模板漏浆产生蜂窝、麻面和模板变形、胀模产生混凝土表面翘曲、边线不顺的外观质量通病，立好的模板放置时间不宜太长，应采取措施避免或减少下道工序操作时造成的污染和大气中灰尘的污染。因此，对模板从设计到安装，必须严密策划、细化实施，在质量上必须达到苛刻标准，决不能仅满足于一般钢结构（或模板）质量条件，必须牢固树立高标准、严要求的精品意识，制订内容明确、施工自控的质量标准。
3 混凝土浇筑工艺质量控制
3.1 混凝土配合比
（1）水泥用量
延长混凝土的模内养护期或加大水泥用量，有利于混凝土表面的自然光洁度。施工现场对结构混凝土模板的成套数量，总是结合拆模使用周期重复使用的原则（额定拆返次数）来考虑，故当模板使用要加快周转，不便延迟拆模，据施工气温，或混凝土浇毕24 h左右或3 d过后，当混凝土强度达到2．5MPa的短时内就要拆除侧模。既然混凝土在模内养护期较短而又要使混凝土拆模后表面仍有好的自然光泽，则可考虑采用比通常情况略为加大或维持一定的水泥用量，对无外加剂的混凝土也可略微降低水灰比来考虑，但在任何情况下都不宜以增大用水量（随意加大坍落度）来增大水泥用量。
（2）含砂率
砂石骨料含砂百分率除与级配、孔隙率相关外，还与砂的粗细程度（细度模数）相关。最佳含砂率是指在砂石骨料级配的规定条件下，选择能同时满足混凝土质量和工作和易性要求的砂最佳含量:为了促使混凝土达到均匀密实质量和充分改善混凝土拌和物的和易性，使混凝土中细骨料含量较通常的最佳含量稍为增大一点。因为混凝土的匀密过程是以和易性为前提的，和易性包括混凝土拌和物流动性、粘聚性和保水性，而这些性能还在于混凝土中有足够的水泥砂浆起主要作用。当减水剂（水剂约在1% ，粉剂1．5%左右）掺量不大的情况下，砂石含砂率较通常情况稍提高1%～2% （如原有用砂率37%提高到38% ～39% ，原32%提高到33% ～34%） ，混凝土的浇捣塑性明显改善，混凝土成型后粗骨料被砂浆包裹覆盖层厚度均匀，混凝土表面避免出现“相料色差”。
（3）坍落度
对有外观质量要求的混凝土，坍落度较通常采用的坍落度略减少1～2 cm，使混凝土拌和物稠一点粘一点，振捣效果好一些，有利于混凝土外观质量。为此，需将通常的非泵送混凝土的坍落度由7～9 cm，调整为（7 ±1） cm，泵送混凝土由12～6 cm，调整为11～14 cm。施工时，要求混凝土搅拌运送对混凝土坍落度波动严格按照上下限限差控制，以保证混凝土的塑性稳定。
3．2 混凝土搅拌
混凝土搅拌必须达到3个基本要求:计量准确、搅拌透彻、坍落度稳定。否则混凝土拌和物中必然出现水泥砂浆分布不匀或水泥浆分布不匀，给混凝土灌注带来先天性不足，会在混凝土表面留下“胎记”色差，或出现混凝土振捣容易离析、泌水等非匀质现象。
一般，当水泥用量达350 kg/m3 以上的混凝土，可称之为富水泥混凝土，混凝土的搅拌时间要适当延长。若采用滚筒式搅拌机时，混凝土搅拌时间控制为2．15～3 min；采用强制式搅拌机时，搅拌时间控制为1．5～2min；当掺有外加剂时，搅拌时间应增加1min。
3．3 混凝土浇铺与振捣
（1）分段分层、限时接茬
混凝土的浇筑，无论是按从一端开始向另一端，或从中部开始向两端对称的，呈斜面层次，全断面而推进的浇筑方法，还是按从下向上一层层的，呈水平层次浇筑方法，都必须分段、分层地进行浇筑作业，如图1所示。 所谓分层，是指混凝土灌筑过程中，按断面处自下而上分次进行的混凝土虚铺厚度， 40～50 cm一层为宜（约为振动棒作用半径1．25倍） ，每层混凝土顺次、连续进行等厚浇铺。结构模板有限角度倒坡时，混凝土铺至内侧倒坡以下5 cm，把坡顶留出，便于排气泡。
混凝土分段分层的后段与前段或上下层之间的浇筑（接茬）间隔时间，在常温气候条件下，以2．5 h为宜。虽然水泥初凝时间不早于45 min，终凝时间不迟于10 h，但混凝土拌和物（不掺缓凝剂时）的初凝时间一般为4 h左右。因为当水泥初凝时混凝土失去塑性，终凝时混凝土开始产生强度，如果比初凝时间少1h的时间内拌和物接茬，振捣时透入下层混凝土5～10cm振捣，混凝土表面不会留下接茬痕迹。如果超过了3 h或4 h；当混凝土已经接近其初凝，或混凝土失水过多上下层间插捣困难，即使勉强振捣，混凝土中水泥（砂）浆的塑性差异过大，难于均匀分布，结果形成色差带或冷缝式色差；如果当下层混凝土已经失去塑性而达到完全初凝状态式混凝土接茬，则必然造成冷缝。
（2）浇前振后，切莫早振
混凝土振实过程，是混凝土拌和物在所浇部位上进行:一是液化，二是振动，三是捣实。为达到混凝土均匀密实性，首先是前面浇后面振的配合步骤，切忌早振。
所谓“早振”，有两种情况:一是指本层混凝土厚度未铺足或本层浇铺不到位或两侧模之间未全范围铺满（横向未到边，纵向不连贯） ，即混凝土拌和物层次不清、顺序零乱，往往出现中间高、两边低，或一边高、一边低的堆积和低洼现象。此时，如果依然随浇就急于振捣，则称为早捣。二是对本层混凝土浇铺段前沿临空部分，不等下段混凝土浇铺衔接，就过早振捣，也称为早捣。特别是箱梁和盖梁以及防撞墙护栏等混凝土浇筑，要切实注意对每层混凝土振捣作业时，始终保持“浇”与“振”前后相差一定距离，若浇铺长度为10 m，则振捣长度为9m，即最前沿一段至少相当于振捣棒作用半径2倍的范围内混凝土，不要急于振捣，待下一段浇铺接茬后再振。早振的结果是:
① 混凝土拌和物有流动现象，砂浆与骨料分离或水泥砂浆泛出向低处漫溢；
② 再浇混凝土时，随混凝土浇筑量增加，混凝土液化面上升，则富水泥浆上浮，紧靠侧模面，形成色差带；
③倘若振捣时过振，会出现水波纹似的云状或鲮状色斑。
所谓“过振”，是振动延时过长，混凝土易产生离析、泌水。离析状态较重的，混凝土骨料分离，显露砂石；轻的则出现泌水、砂线、砂斑。
（3）快插慢提，振速控制
当振捣棒的棒头直径和振动频率一定，而施加于混凝土拌和物的振实力度，可以按每一点插棒位置的振捣时间或上提速度来定。
一是模内看得见的混凝土，以现象观察为准，混凝土振实特征表现为:混凝土已无显著沉落、表面呈现平坦，混凝土已不冒气泡、混凝土开始泛浆。二是对能见度低或阴角部分，以快插慢提的速度为准，一般塑性混凝土采用通常的插入式振捣棒，整个过程的累计振捣时间为25 s左右，即按本层混凝土厚度做振捣动作:①“快插”，用1～2 s时间尽快插入后上下抽动2～3次，以助混凝土沉落稳定； ②“振捣”，振捣棒于插点不提动，用10 s左右时间振捣； ③“慢提”，振捣棒往上提时慢速提动约用15 s时间（即按每次3～5 cm速度上提，每提一次停1～2 s时间） ，振实并排气。振捣棒提快了，混凝土中的气泡排除不好。
（4）振捣作业注意事项
① 振捣棒插点间距，最大不超过振捣棒作用半径1．5倍。中型50 振动棒通常控制为40 cm等距离移动，便可防止漏振现象发生。如前后2根振捣棒工作，其互相距离，一般为3～5 m。
② 要离开模板拼装缝20 cm左右，因拼缝处是容易渗水漏浆的薄弱环节。
③ 振捣棒作为混凝土的振捣工具，切莫用于振赶混凝土流动，防止砂浆散失而失去均匀性。亦不得将振捣棒卧下来（呈水平状态）振捣，否则表面泛浆严重，导致产生层次（带状）色差。
④掌握振捣时间或速度，如拌和物较稀时，相应缩短振捣时间，减少抽动次数，防止过振。
4 取得的效果
2004年8月我单位在按照提前预控做好一切准备工作后，开始浇筑六合南互通1号桥第一联右幅现浇箱梁，共计5跨26 m，混凝土方量为1 258 m3 ，施工中避开中午高温时间，严格按照既定的施工工艺措施，充分考虑到可能出现的影响混凝土外观质量的一切因素，顺利完成了箱梁混凝土的浇筑。养护7 d拆模后，混凝土表面光洁、色泽一致，得到了监理、业主的一致好评。2004年10 月，该工程的现浇箱梁被甲方评为优质样板工程，在全线推广。 |
| 原作者： 兰旭珍 |
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