箱梁混凝土表面色差成因分析与防治.pdf

2 0 1 0年 第 6期 铁道建筑 Ra i l wa y En g i n e e r i n g 47 文章编 号 ： 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 0 ) 0 6 - 0 0 4 7 0 2 箱 梁混凝土表面 色差成 因分析 与防治 檀 军锋 ( 中铁二十二局集团 第 四工程有限公 司， 河北 高碑店0 7 4 0 0 0 ) 摘要 ： 以箱梁混凝 土施 工 中 出现 的表 面 色差现 象为 实例 ， 对混凝 土表 面 色差的特 征 、 成 因进行 了分 析 ， 对 后 续施 工提 出了加 强原材料 管理 等有 效 的防 治措 施 ， 可 为今 后 混凝 土工程提 供借 鉴 。 关键 词 ： 混凝土 表 面 色差 成 因 防 治 中 图分 类 号 ： T U 3 7 5 ；U 4 8 8 2 1 3 文 献标识 码 ： B 混凝土是人类文明建设 中不可或缺 、 广泛应用 的 建筑材料 ， 随着经济的发展 以及观念的更新 ， 人们不仅 重视 其 内在 质量 ，对其外 观质 量 要求 也 愈来 愈 高 。混 凝土 施工 中 ， 常会 出现 蜂窝 、 麻 面 、 孔 洞 、 露 筋 、 气 泡 、 色 差等 表面缺 陷 ， 严 重 影 响 混凝 土 的外 观 质量 。关 于 蜂窝 、 麻面 、 孔洞 、 露筋 、 气泡等混凝土外观缺陷成因分 析及 防治 措 施 的 相 关 文 章 已很 多 ， 在 此 就 不 再 赘 述 。 笔者 以本单 位 近期箱 梁混凝 土施 工 中出现 的表 面色 差 缺陷现象为实例 ， 对混凝 土表面色差的成 因及防治措 施谈 几点体 会 ， 希望能 对今 后类 似工 程有 所裨益 。 1 表面色差的主要特征 近期 我单 位 两 个 箱 梁 预 制 场 ( 即 1 梁 场 和 2 梁 场 ) 在 箱梁 预 制 施 工 过 程 中 ， 混 凝 土 表 面都 产 生 了较 为严 重 的色差 缺陷 ， 但 表 现特征 却 明显不 同 。 1 梁场 混凝 土表 面色 差 主 要 特 征 ： 箱 梁 不 同 部 位 颜色 差异 明显 ， 颜 色深 浅 “ 分 层 ” 分 布 显 著 ， 顶 板 下 表 面及 腹板 外侧 表面有 较 多 白色 斑点 不规 则分 布 。 2 梁场 混凝 土表 面色 差 主 要 特 征 ： 箱 梁 表 面 出现 多处 大 面积不 规则块 状 “ 蓝色 斑斓 ” ， 见 图 l 。 2表 面 色 差 成 因分 析 及 防治 措 施 2 1 1 梁 场混凝 土表 面色 差成 因分析 及 防治措 施 首先 了解混凝土表 面颜色形成 机理 ： 混凝土各组 分 经充分 搅拌 ， 硅 酸盐水 泥 与水发 生水化 反应 ， 生 成氢 氧 化钙饱 和溶 液 ， 确 切 地 说是 碱 和 氢 氧 化 钙过 饱 和 溶 液 ， 氢氧化 钙从 过饱 和溶 液 中结 晶析 出 。随着 水 泥 水 收稿 日期 ： 2 0 0 9 1 2 3 0； 修回 日期 ： 2 0 1 0 4 ) 3 4)8 作者简介 ： 檀军锋( 1 9 7 5 一) ， 男 ， 河北赵县人 ， 高级工程师。 化反 应 的进行混 凝 土 内 的 自由水 逐 渐 减 少 ， 在混 凝 土 内形成许多毛细孔 ， 毛细孔 内的氢氧化钙 晶体经过光 的折射 ， 在混凝土表面显现 白色或灰 白颜色 ， 析出的晶 体越 多 ， 则 颜色越 白越 浅 。从 水 泥 水化 反 应 的化 学 方 程式 可知 ， 氢氧 化钙 晶体生 成量 取决 于水泥 和用水 量 ， 水泥 和用 水量 越多 ， 则生成 氢 氧化钙 晶体越 多 。 2 ( 3 C a O S i O2 )+6 H2 0 3 C a O 2 S i O23 H2 O+3 C a ( OH) 2 2 ( 3 C a O S i O 2 )+ 4 H 2 O - - 3 C a O 2 S i O 2 3 H 2 O+ C a ( O H) 2 通过 对 1 梁 场 预 制 箱 梁 混 凝 土 施 工 过 程 的跟 踪 调查 ， 发 现该混 凝 土 在 浇 筑成 型 约 0 5 h后 即 出现 大 量 的泌水 ， 结合 在试 验 室 内进 行 的混凝 土 各 组 分 的材 料试 验 、 混凝 土施工 配合 比的验证试 验 ， 以及 外加 剂和 水 泥的相 容性试 验 结果 ， 研 究 分 析 了混 凝 土 表 面色 差 主要 成 因如下 ： 1 ) 水 泥 和外加 剂相 容 性差 ， 混 凝 土分 层 浇 筑振 捣 结束 约 0 5 h后 即产生严 重 “ 滞后 泌水 ” 。泌水上 涌 的 同时带走 了大量 的水 泥浆 ， 致 使 混 凝 土 的上 部水 泥 浆 量 明显 多 于 下部 。依 据 混 凝 土 表 面 颜 色 形 成 机 理 可 知 ， 水泥浆量越多则生成氢氧化钙晶体越多， 造成上部 混凝土颜色 比下部浅 ， 使混凝 土表面颜色产生显著深 浅 “ 分层 ” 。 2 ) 顶 板 下 表 面及 腹 板 外 侧 表 面 白色斑 点 的形 成 是 由于混凝 土振捣 施工 过程 中振捣 棒 ( 工频 5 0 Hz ) 触 及 钢模板 ， 迫 使触 点部位 小 范围钢模 板产 生低频 振动 。 钢模板的低频振动致使粒径较大 、 自振频率较低的骨 料 产生较 大 的振 幅远 离钢 模 板 ， 触 点 附 近混 凝 土组 成材料发生分离 ， 骨料减少水泥浆量增多， 导致触点部 位 混凝 土表 面产生 白色斑 点 ， 同样 符 合 混凝 土 表 面颜 色形成 机理 。 针对 上述 成 因分 析结 果 ， 在后 续 施工 中采 取 了下 述 有效 防治 措施 ： 1 ) 更换外加 剂 ， 采 用与水泥相 容性 良好 的外加 4 8 铁道建筑 图 1 2 梁场箱梁混凝土表面的典型“ 蓝色斑斓” 剂 ， 杜绝混 凝土发 生泌水 。 2 ) 加强 搅 拌 站过 程 监 管 ， 确 保 计 量精 确 、 下 料 准 确 ； 严控混 凝土搅 拌时间 ， 确保混凝 土拌合均 匀。 3 ) 对混 凝 土振 捣 工 进 行 培训 ， 提 高操 作 能 力 ， 加 强责任心， 振捣施工时避免振捣棒触及钢模板。 2 2 2 梁场混凝 土表面 色差成 因分析及 防治 措施 通 过对梁场 所有 已拆 模 预制 箱 梁 的跟 踪观 察 ， 发 现 2 梁场混凝土表面“ 蓝色斑斓 ” 特点有 ： 刚拆模时 颜色较深 ， 随时间的推移逐渐变浅； 拆模时间越早， 颜色变浅速度越快； 通气孔周 边、 顶板混凝 土上表 面 、 底板混 凝土顶 面等 与外 界 空气 接触 部 位 的混 凝土 表面没有 “ 蓝 色斑斓 ” 分布 。 上述特点 非常符 合 矿粉 的特性 ， 因此判 定 混凝 土 表面的“ 蓝 色斑 斓 ” 是 由于 所用 磨 细 矿粉 硫 化 物含 量 较高造 成的 。矿 粉水化硬 化过程 中有微量 F e S和 Mn S 生成， 该含水化合 物呈蓝色 ， 致使混凝土表面呈现蓝 色 。随着 混凝土暴 露在 空 气 中一 段 时 间后 ， 上述 微 量 化合物会 进 一 步氧 化 变 成 F e S O 和 M n S O ， “ 蓝 色斑 斓 ” 颜色也逐 渐变 浅。 针对上述 成 因分 析 结果 ， 在 后续 施 工 中采 取 了下 述有效 防治措施 ： 1 ) 加强所用矿粉的化学分析检验 ， 尽量采用硫化 物含量低的合格矿粉。 2 ) 缩 短混凝 土的带 模养 护 时间 ， 达到 拆模 强 度后 争 取早拆模 。 3 ) 改变原先采用 的喷涂养护 剂封闭混凝 土表面 养护方式 ， 采用传统的覆盖洒水 自然养护方式 ， 使混凝 土表 面与空气充 分接触 以加速硫 化物 的氧化反应 。 4 ) 加强搅拌站的过程监管 ， 确保计量精 确、 下料 准确 ； 严控混凝土搅拌时间， 确保混凝土拌合均匀。 3 结语 随着混凝 土应用 技 术 的不 断创 新 ， 混凝 土 组成 材 料 日益 复杂 。混凝土 表面色差 的 的影 响因素更加 错综 复杂 ， 处理起来 比较棘 手 ， 但 只要能够结 合现场 的实际 情况 ， 认 真分析 查找成 因 ， 对症 下药采取 有效 的防治措 施 ， 处 理混凝 土表面色 差的难题 同样可 以迎刃而解 。 参 考 文 献 1 冯乃谦 实用混凝土大全 M 北京 ： 科学出版社 ， 2 0 0 1 2 于恒 ， 王 宗义 ， 刘 幼军 混凝 土 中频 振捣 及其设 备 的研 制 J 工程建设与设计 ， 2 0 0 7 ( 1 ) ： 7 0 7 2 3 刘中强 ， 刘贵清 高性能混凝土的试验研 究 J 铁道建筑 ， 2 0 0 3 ( 7 )： 5 8 6 0 4 刘小利 水 泥混凝土路面的平整度控制 J 铁道建 筑， 2 0 0 5 ( 6) ： 1 0 3 - 1 0 4 5 王品华 ， 李 鹏 混凝 土现场 施 工质 量控 制 J 铁 道建 筑， 2 0 0 6 ( 9)： 9 4 9 5 ( 责任 审编 自敏华)