PHC管樁常見外觀質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生及預防措施

PHC管樁常見外觀質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生及預防措施1前言 近幾年我國預應力管樁行業(yè)獲得較快發(fā)展，大量建筑物的樁基工程采用了預應力混凝土管樁，尤其預應力高強混凝土管樁（代號PHC）和預應力混凝土管樁（代號PC）得到廣泛地使用，社會經(jīng)濟效益顯著。1989年1992年，原國家建材局蘇州混凝土水泥制品研究院和番禺市橋豐水泥制品有限公司根據(jù)我國的實際情況，通過對引進管樁生產(chǎn)線的消化吸收，自主開發(fā)了國產(chǎn)化的預應力高強混凝土管樁，1993年該項成果被原建設部列入全國重點推廣項目。隨著改革開放和經(jīng)濟建設的發(fā)展，先張法預應力混凝土管樁開始大量應用于鐵道系統(tǒng)，并擴大到工業(yè)與民用建筑、市政、冶金、港口、公路等領(lǐng)域。在長江三角洲和珠江三角洲地區(qū)，由于地質(zhì)條件適合管樁的使用特點，管樁的需求量猛增，從而迅速形成一個新興的行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，到2011年年底，全國已有500多家管樁生產(chǎn)企業(yè)（不含臺灣地區(qū)廠家），生產(chǎn)各類管樁32億米左右，產(chǎn)值達500多億人民幣。同時為管樁行業(yè)配套的輔助產(chǎn)品年產(chǎn)值也近300億元，成為一個富有朝氣的新興產(chǎn)業(yè)，目前管樁已占全國水泥制品行業(yè)產(chǎn)值的50%左右。2PHC常見質(zhì)量缺陷及預防措施管樁的外觀質(zhì)量包括粘皮和麻面、漏漿、空洞和蜂窩、表面露筋、表面裂紋、鐓頭脫落、端面平整問題、樁身彎曲、露石等，外觀質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品外觀銷售能力，也是產(chǎn)品市場競爭力的有力體現(xiàn)。下面詳細對生產(chǎn)過程中可能存在的問題進行分析并提出一般的解決辦法。21粘皮和麻面粘皮是指管樁表面的混凝土與模具粘連，拆模時局部混凝土從管樁外表面撕裂的現(xiàn)象；而麻面是指脫模后管樁外表面的局部混凝土呈現(xiàn)無強度，表面有細小孔洞，顏色一般與正?；炷料喈悾深愃普惩练蹱畹臏\黃色。上述缺陷有時也修補的，但嚴重影響管樁的耐久性，特別是有腐蝕性的土壤中使用。粘皮和麻面均發(fā)生在管樁的外表面。粘皮嚴重時甚至預應力鋼筋均能肉眼見到；而麻面的管樁外表面可用鋼筋等硬物刮去。211粘皮產(chǎn)生的原因及處理（1）管樁混凝土的脫模強度不足。按國家標準規(guī)定，管樁的脫模強度必須達到C40以上，認為一般以控制在C50左右為宜，否則脫模時很容易出現(xiàn)粘皮現(xiàn)象，即便不出現(xiàn)粘皮現(xiàn)象，外表面也不是很光滑，特別是采用自用鍋爐供蒸汽的情況，由于蒸汽一般為過飽和蒸汽，管樁外表面強度往往比同條件養(yǎng)護的試塊要低，這一點尤其要引起重視。合理的養(yǎng)護制度對達到設計要求的混凝土強度是非常重要的，尤其要注意充分的靜停時間和控制升溫曲線，在冬季生產(chǎn)時顯得較為突出。當然符合要求的混凝土配合比是前提，當采用多組分礦物外加劑如粉煤灰、礦渣微粉等設計混凝土配方時，為達到較合理的管樁脫模強度，可適當提高蒸汽養(yǎng)護的恒溫溫度，可比硅酸鹽水泥配方提高510。（2）脫模劑性能問題及涂抹工作不到位。脫模劑對管樁外表面的質(zhì)量起到關(guān)鍵作用，能否把混凝土在終凝前及在蒸汽存在條件下有效的隔離模具和混凝土是至關(guān)重要的。樁模未涂脫模劑，或涂得不均勻，或脫模劑質(zhì)量不良，或脫模劑來不及成脫就成型混凝土；蒸養(yǎng)制度不合理等。一般常用的脫模劑分為皂化油和不飽和酸酯等，國外現(xiàn)在有使用礦物油做脫模劑的，但總的來說，脫模劑要求有較好的揮發(fā)性、耐磨性、蒸汽穩(wěn)定性、無毒及一定的保護厚度。冬季和夏季使用的脫模劑要有區(qū)分，否則容易出現(xiàn)問題。性能良好的脫模劑應在使用后35分鐘就在鋼模內(nèi)形成一層厚約05mm左右的較光滑的憎水性保護膜。脫模劑使用時一定要做到熱模熱涂，等完全干燥后才能澆注混凝土，這點在冬季生產(chǎn)時要特別注意，有的廠家往往未等干透就去喂料，加上冬季室溫低，很容易產(chǎn)生粘皮。涂刷時要做到面面俱到，不遺漏一處，必要時可補涂一次。有時在雨天，由于脫模劑一般容易與水形成乳液，第一次刷完后，空氣中的水分較多，往往需刷二次才能解決問題。（3）模具內(nèi)壁粗糙及清理不干凈。模具內(nèi)壁的粗糙度也會影響脫模效果，但這種情況一般較少見，關(guān)鍵是要把內(nèi)壁清理干凈，不留余渣，必要時可用砂輪機打磨光滑。212麻面的原因及處理方法麻面產(chǎn)生的原因較簡單，一般為鋼模過熱所致，高溫使新拌混凝土失水嚴重，與鋼模接觸的水泥失水并停止水化，出現(xiàn)9112012第2期（總第119期）江西建材施工技術(shù)粉狀表面的麻面問題。因此，澆注混凝土時，鋼模溫度宜控制在4550左右，特別是在夏季，混凝土澆注后要及時離心，不可長時間放置，同時注意控制好養(yǎng)護溫度。樁模內(nèi)側(cè)不平，存在麻點、起鱗、銹蝕等缺陷；混凝土流動性能差，離心工藝制度不合理，表面出現(xiàn)成片水泡。3合縫漏漿合縫漏漿是最嚴重的質(zhì)量事故，甚至比管樁混凝土強度不足還嚴重，因為在管樁施工過程中，漏漿處往往是施打應力最集中處，而該處又是混凝土最薄弱處。但合縫漏漿又是較難解決的質(zhì)量問題，它是水泥制品企業(yè)控制質(zhì)量的永恒主題。合縫漏漿一般分為樁身合縫漏漿和樁套合縫漏漿。31樁身合縫漏漿的原因及處理國內(nèi)管樁的生產(chǎn)工藝是把鋼模分成上下兩半，下模喂完混凝土后，在上下鋼模合縫中加密封條，蓋上上模并擰緊，這就是合縫漏漿產(chǎn)生的客觀原因，一般來說是很難克服的，要徹底解決該問題就要更改生產(chǎn)工藝和模具，如日本管樁生產(chǎn)企業(yè)采用的整體喂料整體頂出的工藝就能解決全部問題。就我國生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)狀盡量少漏漿才為上策。32選用合理的密封材料模具合縫處的密封程度是解決本質(zhì)量缺陷的關(guān)鍵，選用合理的密封材料是至關(guān)重要的，好的密封材料要具有一定的伸縮性、良好的吸水性和較好的彈性，同時要具有較好的可工作性，即柔軟性，現(xiàn)在管樁廠家一般使用的為紙繩、草繩。但紙繩效果較差，因為它容易被壓縮成很薄的一層，當鋼模稍微變形時就起不到良好的密封作用，所以紙繩一般在鋼模較新時使用。為克服紙繩的缺點，也有廠家使用草繩作為密封材料，這種材料也有問題。它的直徑不易控制，在長度方向上直徑大小不一，容易造成局部密封不良；同時它由于可壓縮性不良，往往造成鋼模上下企口圓順不良，這就造成了另外一個質(zhì)量問題樁套漏漿。為解決問題，個別廠家使用直徑為6mm左右的柔性泡沫條或腈綸條，編者認為能較好解決問題，上述材料完全滿足密封的要求，實踐證明使用效果也是相當理想的，唯一的缺點是成本較高。也有企業(yè)使用可重復使用的天然橡膠條，其效果也較好。我們采用一種折中的辦法，即是在管樁施打時特別易破損的距兩頭2米處采用密封性能良好的材料，而在其它上采用普通密封材料，這能起到非常良好的作用，只是合模時操作起來較麻煩，但綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量，總的來說還是合理的。33模具質(zhì)量模具質(zhì)量的好壞也直接影響到合縫漏漿的嚴重程度，好的模具要求有挺直的企口線，企口大小一致一上下企口咬合良好，這能最大程度的減小合縫漏漿的發(fā)生，當然在軸線方向上兩截模具對接縫的平滑過渡也是相當重要的。34合模工作的操作規(guī)范性合模的操作規(guī)范性包括二方面的內(nèi)容：清理工作和合縫螺栓的緊固工作。清理：工作主要是上下半模的合模處、企口處及跑輪接合處的清理工作必須做到位，徹底清理干凈殘留的水泥漿及密封條等有礙密封的東西。這里要強調(diào)的是鋼模跑輪面的清理，多次的循環(huán)離心會導致跑輪的邊角逐步擴大，最終上下模的跑輪邊相互頂死，造成合縫螺栓打不緊，進而嚴重漏漿，所以我們要定期對鋼模跑輪的接合面進行打磨，使上下跑輪合起來后接合面處保持約05mm左右的空隙。合模時兩邊緊固螺栓的均勻緊固也比較重要，我們不要求緊固力太大，只要求在合適的緊固力F保持所有螺栓的緊固力大小基本一致即可。要做到這一點，合模螺栓要求從鋼模的中間開始分別向兩端緊固，不可無序的隨意緊固，因為這樣很容易造成緊固力的不均勻而漏漿。35良好的混凝土配合比有人會問：混凝土配合比與合縫漏漿有何關(guān)系呢？其實上述幾點原因都是合縫漏漿的外因，而配合比是合縫漏漿的內(nèi)因。我們要求制作管樁的新拌混凝土在保持一定坍落度的條件下具有良好的粘聚性、保水性，同時通過選擇水泥和高效減水劑的相容性使新拌混凝土盡量減小泌水性，相關(guān)知識可參照第二章。在混凝土的配方設計時，能充分考慮到上述幾方面之間的關(guān)系，為管樁生產(chǎn)時減少甚至避免合縫漏漿及樁套漏漿是非常有益處的。4內(nèi)表面露石內(nèi)壁露石又是常見的外觀質(zhì)量問題，一般在薄壁樁中較常見，雖然在JC888、GBl4976及各地方標準圖集中無規(guī)定，但許多使用單位均對露石現(xiàn)象感到擔心甚至退貨，許多管樁廠的技術(shù)人員認為露石是管樁混凝土勻質(zhì)的表現(xiàn)，對管樁混凝土強度是有好處的。編者認為較嚴重的露石現(xiàn)象勢必造成混凝土的不密實，混凝土強度達不到設計要求，雖然混凝土試塊的強度的合格的，但未必能真實反映管樁混凝土的強度；另外，內(nèi)壁露石對管樁的耐久性也存在重大隱患。產(chǎn)生內(nèi)壁露石的主要原因如下：41混凝上配合比不佳按現(xiàn)代混凝土設計理論，力求使混凝土各組分達到最大密實度，這就要求石子的表面由砂漿包裹，石子間的空隙由砂漿填充并有一定的撥開系數(shù)，同理砂子表面由水泥漿包裹，砂子間的空隙由水泥漿填充并有一定的撥開系數(shù)，而水泥表面則被極性水分子所吸附，用水量則根據(jù)水泥性質(zhì)和用量、減水劑的性質(zhì)、混凝土工作要求而定。在離心過程中所有粒子都受到離心力，質(zhì)量大的離心力大，要往外壁移動，便產(chǎn)生宏觀沉降分層，但是砂漿、水泥漿也必須是填滿石子間空隙后才被往內(nèi)壁擠，形成砂漿層與凈漿層，如果水泥用量少、砂率低，使砂漿總體積小于或接近于石子的空隙率，或雖已超過空隙率，但撥開系數(shù)考慮不夠，便產(chǎn)生局部露石現(xiàn)象。所以我們要合理綜合考慮混凝土的配方，不僅要滿足一定的撥開系數(shù)，而且要考慮因增大砂率而造成的混凝土強度的降低，在做試配時薄壁樁可考慮比厚壁樁適