預(yù)制T梁溷凝土質(zhì)量通病與防治

1、預(yù)制 T 梁混凝土質(zhì)量通病與防治0 前言隨著我國高速公路建設(shè)的不斷推進(jìn)， 高標(biāo)號混凝預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、 應(yīng)用從數(shù) 量上取得較大的進(jìn)展，但其質(zhì)量控制仍存在一定的不足?；炷令A(yù)制 T 梁作為 高速路橋梁上部構(gòu)造中最大宗的結(jié)構(gòu)性構(gòu)件， 在高速路橋梁施工建設(shè)中常存在表 觀質(zhì)量差、碳化速度快、回彈強度低等問題。本文針對預(yù)制 T 梁混凝土常見質(zhì) 量問題結(jié)合施工實踐進(jìn)行深入分析，并提出相應(yīng)預(yù)防措施。1 預(yù)制 T 梁混凝土質(zhì)量通病及分析從施工現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)預(yù)制 T 梁混凝土質(zhì)量問題主要有：外觀質(zhì)量差、回彈 強度低、低齡期高碳化等。1.1 外觀質(zhì)量問題預(yù)制 T 梁外觀質(zhì)量問題主要表現(xiàn)為：構(gòu)件表面色澤混雜、光澤度差、

2、氣泡 多而較大，麻面、蜂窩、流水紋較多等。下面針對不同外觀質(zhì)量問題進(jìn)行詳細(xì)的 原因分析。1.1.1表面光澤度平整光潔的表面， 分布均勻一致的色澤能給人一種舒服的視覺效果， 然而預(yù) 制 T 梁表面凹凸不平，色澤混雜現(xiàn)象是預(yù)制梁場的常見問題。預(yù)制 T 梁混凝土 入模前，模板未經(jīng)過全面合理的拋光處理， 導(dǎo)致模板表面平整度差， 進(jìn)而影響預(yù) 制構(gòu)件表面平整度。 T 梁表面色澤主要與水泥及摻合料使用品種有較大關(guān)系， 施 工過程中存在因料源供應(yīng)不到位而更換原材料現(xiàn)象， 在同一梁板構(gòu)件澆筑過程中 出現(xiàn)水泥等多種膠凝材料的變化會導(dǎo)致構(gòu)件表面色澤的混雜。 另外，模板銹、 粉 狀外加劑的不均勻分布也會導(dǎo)致構(gòu)件表面雜

3、色的產(chǎn)生。1.1.2氣泡氣泡，是混凝土構(gòu)件常見的外觀質(zhì)量缺陷。 為提高混凝土構(gòu)件抗凍融性， 混 凝土外加劑中常摻入引氣成分，體積較小的微氣泡可以阻斷混凝土內(nèi)部毛細(xì)孔， 但是存在大而密的氣泡就判斷為外觀質(zhì)量缺陷， 影響檢驗評定得分率。 大而密的 氣泡主要跟以下兩個方面有直接關(guān)系： 第一， 混凝土布料不合理。 大多數(shù)采用單 隔板層向布料，該種施工犯非法 T 梁鋼筋密集，波紋管以下振搗棒插入困難， 馬蹄斜面部分排氣不暢， 抗凍性是有利的。 但是， 一些體積較大的氣泡使混凝土 預(yù)制 T 梁外觀差，且對構(gòu)件耐久性不利。氣泡的產(chǎn)生還與混凝土配合比設(shè)計、 原材料優(yōu)選，混凝土拌和、振搗力度，養(yǎng)護(hù)方式等有很大聯(lián)

4、系?；炷僚浜媳葐?位用水量大、原材料選擇不合理、拌和時間不足、振搗不力、養(yǎng)護(hù)措施不科學(xué)等 極易造成較大氣泡的出現(xiàn)。1.1.3 麻面麻面一般是由于混凝土局部振搗不利所致， T 梁馬蹄形部位鋼筋分布密集， 受波紋管的限制增加了振搗的難度。 振搗不利無法將混凝土內(nèi)氣泡排除， 特別是 馬蹄形部分上坡狀模板內(nèi)表面極易聚集大量氣泡產(chǎn)生麻面。 T 梁腹板部位混凝土 布料不合理，振搗不科學(xué)，也是導(dǎo)致其表面出現(xiàn)麻面的原因。另外，混凝土工作 性差，坍落度損失過快引起拌合物欠振也會導(dǎo)致麻面的產(chǎn)生。1.1.4 蜂窩混凝土構(gòu)件局部漿體不夠，就會出現(xiàn)蜂窩。 T 梁腹板、橋面板內(nèi)混凝土過振 會使?jié){體上浮， 局部漿體不足而

5、產(chǎn)生蜂窩。 混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性差導(dǎo)致拌 合物離析、扒底、泛漿等也是造成混凝土局部蜂窩的因素。1.1.5流水紋 混凝土拌合物自由水過多，振搗過程中大量自由水外流導(dǎo)致流水紋的產(chǎn)生。混凝土配合比設(shè)計不合理， 單位用水量大， 過多的自由水從模板與混凝土表面流 出，產(chǎn)生了流水紋。混凝土入模坍落度小，施工管理不規(guī)范，澆筑振搗過程外加 生水也會造成流水紋。1.2 T 梁低齡期高碳化空氣中的 CO2 不斷向混凝土內(nèi)部的空隙和毛細(xì)管滲透， 與水泥水化過程中產(chǎn) 生的 Ca(OH)2 生成 CaCO3 的作用稱為混凝土碳化。在比較合理狀況下混凝土在3個月以內(nèi)低齡期碳化深度為 01.0cm，出現(xiàn)1.0cm以上甚

6、至高達(dá)3.0cm碳化深 度，稱之為低齡期高碳化現(xiàn)象。 高速路施工過程中出現(xiàn)低齡高碳現(xiàn)象已經(jīng)屢見不 鮮，這主要是由如下原因所致。1.2.1 火山灰質(zhì)摻合料為改善 T 梁混凝土拌合物工作性，提高其抵抗有害介質(zhì)侵蝕的能力，降低 水很熱，粉煤灰、 礦渣粉等作為摻合料運用于梁板混凝土。 火山灰質(zhì)摻合料水化 過程的火山灰效應(yīng)消耗了水泥水化產(chǎn)生的 Ca(0H)2降低了混凝土構(gòu)件抗碳化能 力，引起的 T 梁混凝土構(gòu)件早期碳化深度較大。1.2.2配合比設(shè)計 配合比設(shè)計不合理，拌合物水灰比及單位用水量過大引起T 梁碳化發(fā)展過快。混凝土水灰比大，單位用水量多會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部過大自由水的產(chǎn)生。 大量的自由水決定硬化混

7、凝土內(nèi)部存在大量毛細(xì)孔，從而為C02 等介質(zhì)入侵混凝土內(nèi)部提供了有利通道，加速了混凝土碳化。1.2.3 養(yǎng)生措施 合理的養(yǎng)生工藝不僅能保證混凝土構(gòu)件的外觀質(zhì)量，亦能有效的防止混 凝土早期碳化。預(yù)制T梁養(yǎng)護(hù)齡期為28天，合理的養(yǎng)生方法可以保證混凝土 表面及內(nèi)部適中存在足夠水分，這些水分不僅為混凝土中水泥水化提供后續(xù) 支持，而且能防止氣體介質(zhì)通過毛細(xì)孔向混凝土內(nèi)部的滲透。實際工程中 T 梁等構(gòu)件養(yǎng)生僅采用土工布簡單覆蓋，人工對構(gòu)件表面間斷澆水的濕法養(yǎng)生。 混凝土構(gòu)件內(nèi)水分沒有科學(xué)有效的保留，尤其是在陽光充足，空氣流動頻繁 的地區(qū)，混凝土內(nèi)部毛細(xì)孔中水分很快揮發(fā)，從而為C 02分子侵入留下通道，致使

8、混凝土發(fā)生早期碳化。1.3 回彈強度低高速路施工在預(yù)制 T 梁混凝土強度一般通過回彈測試法確定?；貜棌姸?不夠是工程實踐中存在的比較棘手的問題，對于預(yù)制 T 梁混凝土，回彈強度 不足主要存在以下兩種狀況。1.3.1 梁板構(gòu)件本身強度不夠 混凝土配合比設(shè)計不合理，水灰比過大，水泥等膠凝材料質(zhì)量不穩(wěn)定，砂石集料質(zhì)量不合格，施工不規(guī)范，養(yǎng)護(hù)不科學(xué)等引起梁板本身強度不夠是 回彈強度低的重要原因。1.3.2 碳化深度影響過高的碳化深度也是導(dǎo)致預(yù)制 T 梁混凝土回彈強度推算值不夠的原因。 預(yù)制 T 梁混凝土膠凝材料用量大、養(yǎng)生困難，較之低標(biāo)號混凝土更易發(fā)生碳 化，更易因碳化深度導(dǎo)致回彈強度偏低。2.預(yù)防措

9、施2.1原材料優(yōu)選2.1.1水泥品種合理選擇水泥品種，不僅使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部質(zhì)量穩(wěn)定，防止混凝土內(nèi)部缺陷 的產(chǎn)生，而且是混凝土構(gòu)件具有較好的外觀質(zhì)量保證。目前，預(yù)制T梁設(shè)計強度為50MPa,使用PO42.5水泥完全能夠滿足設(shè)計強度要求，而且較之PO52.5水泥具有以下優(yōu)勢：（1）PO42.5水泥生產(chǎn)工藝更成熟，質(zhì)量更穩(wěn)定；（2）相同構(gòu) 件配比PO42.5水泥用量大，混凝土拌和物狀態(tài)更易控制，更能有效保證混凝土 構(gòu)件外觀質(zhì)量；（3）PO42.5水泥比表面積大，水化放熱速率低，更容易防止因 穩(wěn)定梯變產(chǎn)生的裂縫。2.1.2集料優(yōu)選集料作為混凝土中最主要的組成部分，其比重可達(dá)混凝土體積的70%以上。配制

10、T梁混凝土集料應(yīng)選用連續(xù)級配的碎石， 級配曲線分布為II區(qū)內(nèi)的河砂或機 制砂。良好的集料級配，可以在較少的膠凝材料用量、水膠比下獲得較好的拌合 物狀態(tài)、力學(xué)性能、耐久性。T梁內(nèi)部鋼筋布置密集，為保證混凝土順利澆筑、 流動、填充，粗集料的最大粒徑應(yīng)控制在19.5mm （方孔篩）以內(nèi)。II區(qū)內(nèi)中砂可使混凝土在較低砂率內(nèi)獲得良好的工作性，避免因粗砂配制混凝土砂率過高引起的混凝土體積穩(wěn)定性不良、混凝土內(nèi)部氣泡難以排出等諸多問題。2.1.3外加劑種類目前，工程中常用的減水為聚羧酸高效減水劑、奈系高效減水劑。聚羧酸減 水劑被稱為第三代高效減水劑，具有減水率高、保坍性強、適應(yīng)性廣等優(yōu)點，為 預(yù)制T梁混凝土配

11、制用減水劑的首選品種。 但相對于奈系減水劑，聚羧酸類減水 劑更為敏感，受拌和時間、摻量、集料含泥量等因素影響較大。在實際工程應(yīng)用 中結(jié)合原材料及構(gòu)件施工要求選擇合適的減水劑顯得尤為重要。外加劑與水泥的適應(yīng)性是選擇優(yōu)選外加劑的關(guān)鍵指標(biāo)，通過比較不同外加劑混凝土拌合物的流動 性、粘聚性、保坍性、保水性，抗離析、秘水能力等優(yōu)選出合適的外加劑。兩種 不同適應(yīng)性拌合物拌合狀態(tài)如下圖所示。2.2混凝土施工控制2.2.1拌合物質(zhì)量預(yù)制T梁混凝土拌合物入模坍落度宜控制在 90120mm之間，室內(nèi)設(shè)計初始 坍落度宜控制在140160m m。應(yīng)充分考慮拌合站與梁場運輸距離、施工溫濕度、 混凝土澆筑時間等，保證混凝

12、土拌合物具有良好的保坍性， 入模坍落度能滿足施 工需求。拌合物應(yīng)具有良好的流動性，能夠在適當(dāng)?shù)恼駬v作用下填充到模板的各 個角落，同時混凝土拌合物應(yīng)具有良好的粘聚性、包裹性，不離析、秘水、沉沙,保證混凝土漿體與骨料適中以一個整體的形式流動。現(xiàn)場施工混凝土拌合物工作 性主要通過坍落度、擴展度試驗檢測，通常情況下有三種坍落形式：骨料堆積型、 崩坍型、自然流淌型。其中自然流淌型拌合物具有狀態(tài)良好的工作性。圖3骨料堆積型圖4崩塌型2.2.2布料方式預(yù)制T梁混凝土應(yīng)布料均勻、連續(xù)，不宜集中投料猛投而至擠塞，在鋼筋密 集區(qū)，特別是梁板馬蹄形部分，易開動側(cè)振或插入式振搗器以輔助下料。223澆筑及振搗工藝預(yù)制T

13、梁混凝土澆筑順序易采用：“馬蹄形”部分一“馬蹄形”及波紋管 腹板 翼緣板，以45傾角由兩端向中間進(jìn)行分層澆筑。每層澆筑厚度 不宜大于30cm, 次成型。T梁底部“馬蹄形”部分及腹板下部易采用附著式振搗器，腹板上部部及翼 緣板采用插入式振搗器。插入式振搗器易采用緊插慢拔原則， 振搗時間以20s為 佳，插入下層深度為510cm。附著式振搗器應(yīng)采用梅花型布置， 各振搗器振搗 頻率一致，避免相互干擾。振搗時間以混凝土不在明顯下沉，無氣泡上升，表面 出現(xiàn)明顯水泥漿為止。2.3養(yǎng)生方法T梁采用內(nèi)貼薄膜外用復(fù)合型土工布全面覆蓋的養(yǎng)生方法進(jìn)行保濕養(yǎng)生。貼 膜法：混凝土拆模后及時移開模板，向其表面澆水，待飽和流淌后用塑料薄膜沿 澆水方向敷貼，在轉(zhuǎn)角處用封箱膠帶黏貼固定，養(yǎng)生過程中設(shè)專人管理，必要還 應(yīng)進(jìn)行局部補水。3結(jié)語綜上所述必須從以下幾方面入手才能有效的防治 T梁質(zhì)量缺陷的發(fā)生：1）選用