高性能混凝土施工质量控制措施.pdf

1 5 6 铁道建筑 Ra i l wa y En g i n e e r i ng 文章 编号 ： 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 0 ) 0 1 0 1 5 6 0 3 高性能混凝 土施工质量控制措施 许红梅 ， 王忆宁 ( 中铁五局集 团有限公司 武广项 目经理部 ， 湖南 郴 州4 2 3 0 0 0 ) 摘要 ： 针对高性能混凝土常见的外观质量缺 陷， 如气泡、 蜂 窝麻面、 色斑、 错 台、 表面裂缝等进行 了原 因分 析 ， 并针对各种缺 陷提 出了相应的预防措施 ， 供客运专线施工参考。 关键 词 ： 高性 能 混凝 土 外观 质量 预 防措 施 中图分类号 ： U 2 1 4 1 8文献标 识码 ： B 0 前言 武广 客运 专 线桥 、 隧 、 涵 、 路 基支 挡 等结 构 物均 采 用 了高性 能混凝 土。本 文所指 的高性 能混凝 是 以耐 久性 为基本 要求 ， 在 混 凝 土 中掺 入 一定 量 的 矿 物掺 和 料 和专用复 合外加 剂 ， 取 用较 低 的水胶 比和 较少 的水 泥用 量 ， 在施 工时采 取严 格的质 量控 制措施 ， 制备 的满 足力 学性能 要求 ， 并 具 有 较高 的 耐 久性 能 和 良好 的工 作性 能 的混 凝土 。为 了满 足高性 能混凝 土较 低 的水 胶 比、 较 少 的水 泥用量 、 低 的用 水 量 、 良好 的工作 性 能 的 要求 ， 必须选 用具有 良好级 配 和粒 形 的粗骨料 ， 尽可 能 降低 骨料 中的含泥 量 ， 采用 优 质 外加 剂 和 低需 水 量 的 矿物掺和料。高性能混凝土应具有 良好的工作性能， 不离析 、 不 泌水 、 和 易性好 、 流动好 ， 才有 利于 提高混凝 土 的外 观质量 。但 高性 能 混凝 土又 十分 敏 感 ， 当原 材 料 质量 及配合 比略 有变 化 时 ， 高性 能 混 凝 土 的工 作性 能易发 生突变 ， 造成 混 凝 土离 析 、 泌水 、 和 易性 差 等 问 题 。因此 ， 原材料 质量 、 配合 比优化 、 混凝 土 的搅 拌 、 运 输 、 浇筑 、 振捣 、 养护 以及 施 工 过程 中采用 的模 板 和脱 模 剂等都 与高性 能混 凝 土结 构 物 外 观质 量 密 切相 关 。 以下是高 性能混凝 土 常见外 观质量 缺陷 的原 因分 析及 预 防措施 。 1 高性能混凝 土表面气泡 、 麻面 混凝 土表面 出现大小 不 同的半球 状小坑 ， 叫气 泡 。 在混凝 土振 捣过程 中 ， 混凝 土 中的空气 会不 断排 出 ， 当 混凝 土与模板 之 间的空 气 没 有排 净 时 ， 滞 留的空 气 占 有一定 的空 间 ， 即形 成气泡 。当气 泡较 多 ， 比较密集 分 布时 ， 则 形成麻 面 。 收稿 日期 ： 2 0 0 9 1 2 - 0 8； 修 回日期 ： 2 0 0 9 1 2 1 9 作者简介 ： 许红梅 ( 1 9 7 4 一) ， 女 ， 湖南衡 阳人 ， 高级工程师。 1 1形成 原 因 1 ) 混凝 土 水 胶 比偏 大 ， 混 凝 土单 位 用 水 量 偏 多 ， 水 泥水化 热造成 水分 的蒸 发 ， 使拌 合 物 中产 生 较 多水 蒸气 ， 在气 温较 高 的环 境 中 ， 会 进 一步加 大拌合 物 中水 蒸气 的含 量 ， 这将 增大 排 出气 体 的难 度 。 2 ) 材料 级配 不合 理 ， 粗集 料偏 多 ， 骨料 大 小不 当。 在施 工过 程 中实 际 使 用 的砂 率 比配合 比要 求 的砂 率 小 ， 细骨料 不足 以填充 粗集料 之 间的空 隙 ， 导致 集料不 密实 ， 形成 自由空隙 ， 为气泡 的产生 提供 了条件 。 3 ) 模板 表 面 附 着 物 处 理 不 干 净 ， 表 面 不 光 滑 ， 以 及模 板表 面所用 的脱 模 剂粘 度 较 大 ， 在模 板 与 混凝 土 之 间形成油 水混合 物 ， 都 会 加大 气 泡 与模 板 间 的摩 擦 力 ， 在振捣 过程 中 ， 增 大气泡排 出的难 度 。 4 ) 分层 浇筑厚 度过 厚 ， 上 层混 凝 土 因 自重 使底 层 的空 气无法 逸 出 ， 加上振 捣不 充分 ， 至使空气 滞 留在混 凝 土 中不能 排 出。根 据 现场 工 艺试 验 ， 分 层 浇 筑厚 度 超 过 6 0 0 m m时 ， 下层 混凝 土的排 气将很 困难 。 5 ) 振捣不 良， 漏振或振捣时间不够 ， 都会使拌合 物 的排 气效果 较差 。 1 2预 防措施 1 ) 严 格控 制 聚羧 酸高 效 减 水 剂 的引 气 量 和 引 气 质量 ， 要求引入混凝土中的气泡为均匀稳定的微小气 泡 ， 改善 混凝 土的和 易性及 流动性 。 2 ) 严格控制原材料质量 ， 特别要加强对混凝土用 骨 料 的级 配及针 状 、 片状含 量 、 含 泥量 的检测 。做 到骨 料粒 形 、 级 配合 理 ， 粗 、 细骨料 用量 比例 适 中 ， 使 混凝 土 易振 捣密 实 ， 消 除气 泡产生 的物理 原 因。 3 ) 优化 高性 能混 凝 土配 合 比设 计 。混 凝 土 的坍 落度 宜根 据施工 工艺 要求确 定 ， 在 条件许 可 的情况下 ， 应尽量选用低坍落度的混凝土施工。严格按照配合 比 施 工 ， 及 时进行砂 、 石 料 含 水量 测 定 ， 保 证施 工配 合 比 准确 可靠 。搅拌 站计 量 误 差必 须 满 足规 范 要 求 ， 应严 2 O 1 0年第 1 期 高性能混凝土施工质量控制 措施 1 5 7 格按 照经 批准 的施 工 配合 比准 确 称 量 混 凝 土原 材 料 。 其最 大允 许偏 差应符 合 下列 规定 ( 按 重 量计 ) ： 胶 凝 材 料 ( 水泥 、 矿 物掺 和 料 等 )1 ； 外 加 剂 l ； 粗 、 细 骨 料 2 ； 拌 和 用水 1 。混凝 土搅 拌 时 问满 足 规 范要求 。浇 筑现 场要 加 强 对 混凝 土 工 作 性 能 检测 ， 将 工作性 能不 合格 的混凝 土退 回搅 拌站 。 4 ) 模板 是决定 混 凝 土外 观 质 量 的基 础 ， 模 板 必 须 要光 洁 ， 要 按规定 采用 大 型钢模 板 ， 减 少模 板接 缝 。钢 模板 接缝 宜采 用 1 5 m m 厚 橡 胶 条 压 缝 ， 橡 胶 条 宽 度 与钢模 板 接 口宽 度一 致 。不宜 采用 海绵填 塞 或胶带 纸 贴缝 。 脱 模剂 应采 用长效 脱 模剂 ， 温度 适应 范 围广 ， 不 污 染混凝 土 表 面 而 引 起 色 差 。脱 模 剂 不 得 刺 激 气 泡 形 成 ， 不 得 降低混 凝土表 面 光洁度 。动力粘 度要 适 当 ， 不 易风 干 。脱模剂 应使 用表 面活性 剂 、 聚合 物 、 树脂类 的 专用 饰 面脱模剂 ， 不 宜使 用油性 、 石 腊物 质 、 粉状物 质 、 皂类 物质 配成 的物理 隔离 剂 。且脱模 剂 应具 有 防锈 作 用 。脱模 剂应在 混凝 土浇 筑前 2 5 h内涂 刷 ， 涂刷 第 一 遍 约 1 h 后 刷 第 二 遍 。脱 模 剂 涂 刷 要 均 匀 ， 不 产 生 集 聚或漏 刷 ， 消除 阻止气 泡排 出 的不利 因素 。 5 ) 适 当减小 混凝 土 浇 筑 的分 层 厚度 ， 以减少 排 气 阻力 。若 采用 插入 式振 捣 器 时 ， 则 分 层 厚 度 宜控 制 在 4 0 0 m m 以 内。重 视振 捣 工 作 ， 根 据不 同的 工程 部 位 ， 要 选用 合理 的振捣 设备 。采 用插入 式振 捣器 振捣 混凝 土时 ， 插 入式 振捣 器 的移 动 间 距不 宜 大 于 振 捣 器作 用 半 径 的 1 5倍 ， 且插 入下 层混 凝 土 内 的深 度 宜 为 5 0 1 0 0 m m， 与侧模 应保 持 5 01 0 0 m m 的距 离 。当振 动 完毕需 变换振 捣棒 在 混 凝 土 拌合 物 中的 水 平位 置 时 ， 应 边振 动边 竖 向缓 慢 提 出振 动棒 ， 不 得 将 振 捣 棒 放在 拌 合物 内平拖 。不得用 振捣 棒驱 赶混 凝土 。每 一振 点 的振捣持续时间宜为 2 0 3 0 S ， 以混凝土不再沉落、 不 出现 明显气 泡 、 表 面 呈 现 浮 浆 为度 ， 防止 过 振 、 漏 振 。 为 了更 好 的减少 气泡 ， 应配 备几个 木锤 ， 紧随在 振捣 棒 后 5 0 c m敲击模板 ， 敲击频率和强度应 以模板边有浆 泛 出 ， 气泡 不再 出现 为准 。 6 ) 采用 二 次 振 捣 周 边 混 凝 土 的办 法来 提 高 排 气 效果 。具 体做法 是 ： 先 把混 凝 土摊平 ， 再用 插 入式振 捣 器对靠 近模 板处 的 混凝 土 进 行 初 振 1 0 S ， 使 之 基 本 密 实 。然后 用小 型振捣 棒 沿 模 板 边插 捣 混 凝 土 ， 使 模 板 与混 凝土 中 的粗 骨料 之 间的 间隙加 大而 有足 够 的砂 浆 后 ， 再 用插 入式振 捣器 沿周 边进 行第 二 次振捣 。 2 蜂 窝 蜂 窝是 拆模 后 ， 混 凝 土 表 面 局 部 出现 只有 石 子 而 无水泥浆 ， 或因水泥浆较少不能包裹石子 ， 使石子外露 在 表面 的现 象 。出现 此类 现象 的 主要 原 因是混 凝 土 的 和 易性 不好 。 2 1形 成原 因 1 ) 配合 比设 计 不 良或施 工 时 砂 石 料 、 胶 凝 材 料 、 水 计量 不准 确 ， 特别 是 钢 筋较 密 部 位 使 用 坍 落度 过 小 的混凝 土 时 ， 砂 浆少 ， 石 子多 。 2 ) 混凝 土拌 合 时 间不 够 ， 骨 料 、 砂 、 水 泥拌 合 不 均 匀 。 3 ) 模板 有缝 隙 ， 水 泥 浆流 失 。 4 ) 混凝 土 运输 或浇 筑 过 程 中发 生 离 析 、 振捣 不 实 或 漏 振等 。 2 2预 防措 施 在 1 2节所 述措 施外 ， 昆 凝 土运输 工 具要完 好 ， 内 壁 应平 整 光滑 ， 不 吸水 、 不漏水 。对 运至 浇筑 地点 发生 离 析 的混凝 土应 在 浇 筑 前 进行 二 次 搅 拌 。浇 筑 时 ， 采 用 滑槽 、 串筒或 漏斗 等金 属器 具辅 助进行 ， 防止离 析 。 3混凝土色斑和皱纹 3 1 表面 型 拆模 后混 凝 土表面 手感 光滑 ， 但颜 色深 浅不匀 ， 混 凝 土 表层 形成 大小 不 同且不 规则 的斑块 。 3 1 1 形 成原 因 1 ) 钢 模 板 除锈 不 彻 底 ， 导 致 混 凝 土 表 面 出 现 锈 迹 。 2 ) 模 内杂 物 没 有 清 理 干 净 ， 脱 模 剂选 择 不 好 、 涂 刷不 均 匀 ， 造 成混 凝土 表面 色泽 不一致 。 3 ) 钢筋垫 块质 量次 、 设 置不 当 ， 产 生垫 块痕迹 。 4 ) 连续 浇 筑 的 混 凝 土 ， 水 灰 比 控 制 不 严 格 ， 变 化 较 大 ； 拆 模 时间过 早 、 不 统 一 。 3 1 2预 防措 施 1 ) 减小立 模 至浇 筑 混凝 土 之 间 的 时 间 ， 模 板 立 好 后要 及 时浇 筑混 凝土 ， 防 止模板 表 面变脏 ， 被雨 淋或 脱 模 剂失 效 。有特 殊原 因 时 ， 用塑 料 纸覆盖 。 2 ) 钢筋 骨架 垫块 的形 状 和布 置要 合 理 ， 与模 板 接 触 采用 点接 触或 者线 接触 。 3 ) 连续 浇筑 的混 凝土 ， 严格 控 制拆模 时 间 。 3 2深层 型 表现 为不 规则 的 黑褐 色斑 块 或 鱼 鳞状 皱 纹 ， 颜 色 较 深 者呈 半透 明状 态 ， 甚 至 用 同一 盘 混 凝 土 浇 筑 的结 构 表 面颜 色也 有较 明显 的差 异 。这种斑 块并 非一 般表 面污染 ， 且有一定深度 ， 冲洗 、 打磨均不能奏效。 3 2 1 形 成原 因 1 ) 混凝 土 拌 合 不 良 ， 达 不 到 均 匀 的程 度 ， 材 料 的 不 均 匀造成 混凝 土颜 色 不一致 。 2 ) 原材料质量不稳定 ， 或者使用不 当。在同批混 1 5 8 铁道建筑 凝 土中使用 了不 同厂 家 、 品牌 的水 泥 、 粉 煤 灰 、 磨 细矿 渣粉 等原材 料 。 3 ) 骨料 中含 有染 色 物 质 ， 如 风 化 严 重 的 泥 岩 、 褐 铁矿 、 铅锌 矿等矿 物碎 屑 ， 浸 润 在 混凝 土 表层 ， 与空 气 接触后形成氧化物 ， 使混凝土颜色出现差异。 4 ) 外加 剂使用 不 当 ， 如超 量 使用 高效 减 水 剂 或减 水 剂在混 凝土 中分布不 均匀 时 。 3 2 2预 防 措 施 1 ) 加强 原 材 料 管 理 ， 采 取 有 效 措 施 ， 防止 不 同厂 家 、 品牌 的材料混 堆 、 混 装 。加 强 管理 ， 保 证 混 凝 土生 产 质量稳 定 。 2 ) 剔 除骨料 中的染 色物 质 ， 更换 含 染 色物 质 较 多 的骨料 。 4 模板接缝处错台、 漏浆、 起砂 带 拆模 后模板 接缝 处 出现 一 条 带状 的沟 槽 ， 表 面 为 砂 子 ， 两侧 混凝 土面 明显不 在 同一平 面上 。 4 1 形成 原 因 模板 加工 精度不 高 ， 拼 装后接 缝不严 ， 在 浇筑混凝 土的过程 中漏 浆 ， 出现 砂 带 。模板 与模 板 间拼 装 不 牢 固， 浇筑混凝土时有位移， 引起错台。 4 2预 防措施 1 ) 挑选 加工合 格 的模板 。 2 ) 尽量采用大块模板或整体式模板， 减少拼装数 量， 结构复杂的部位制作定形模板 。 3 ) 模 板 问的连接 采 用螺 栓 连接 或 间 隔螺 栓 连接 ， 拼装牢 固 ， 对 防止 出现混凝 土错 台的效 果很好 。 5混凝 土 表 面 裂 缝 混凝 土表 面裂缝 是指缝 宽在 0 1 m i l l 左 右 ， 缝 深 2 1 0 mm左右 ， 长度从 几厘 米至几 十厘 米 ， 方 向不规则 的裂缝 。 5 1形成 原 因 1 ) 混凝 土配合 比选择 不 当 ， 原材 料 比例 变 化 或水 胶 比偏大 。 2 ) 选用 的水 泥不 当 ， 水化 热 过 高 。混 凝 土 内部 聚 集 的水化 热过快 产生 膨 胀力 ， 而表 面 水 化 热又 散 发过 快 ， 造成膨 胀不 一致 ， 引起开 裂 。 3 ) 混凝 土 表 层 浮 浆 较 厚 ， 未 进 行 收 浆 ， 表 面没 有 抹 平压紧 ， 造成混 凝土表 面 收缩开裂 。 4 ) 气温 过高 、 温差 过 大 、 气 候 干燥 、 混 凝 土 失水 量 大及 凝结 过快等 因素 ， 都会 使混 凝土 产生 温度应 力 ， 引 起干缩或裂纹 ， 这种裂纹多发生在向阳面。 5 2预 防措 施 1 ) 在保 证施工 工 艺要 求 的工 作 性能 的前 提下 ， 尽 量减少坍落度 、 降低混凝土的水胶比。通过试验 ， 尽可 能 降低胶 凝材 料 中的水泥 用量 ， 加大粉 煤灰 、 矿粉 等掺 和 料 的用 量 。 2 ) 确 定适 宜 的混凝 土 初 、 终 凝 时 间 。混凝 土 的早 期 强度 越高 ， 混凝土 早期 开裂 的可能性 就越 大 ， 也不 利 于混凝 土 的耐久性 能 。掺 加 矿 物 掺 和料 ， 混 凝 土 的早 期 强度 增长 速度有 所 放慢 ， 对 保 证 混凝 土 的 耐久 性 能 十分有 利 。选 用低 碱 含量 、 低 水 化 热 的水 泥 配制 混 凝 土 ， 慎用 早强 水泥 。在 夏 季还 应 掺 人具 有 缓 凝成 份 的 高 效减水 剂延 缓混 凝 土 的凝结 时 问( 以降低 水 化热 释 放速度 ) ， 拌制前对粗骨料洒水使之降温 ， 以控制混凝 土的拌 合温 度 。 3 ) 坚持二次收浆。振捣完毕后进行第一次收浆， 接 近初 凝时进 行第 二次 收浆 ， 防止 收浆 层 出现浅裂缝 。 4 ) 混凝 土养护 期 间 ， 应 重 点加 强 混凝 土 的湿 度 和 温度控 制 ， 尽 量减少 表 面混凝 土 的暴露 时 间 ， 及 时对 混 凝 土暴 露面 进行 紧 密覆 盖 ( 可 采 用 蓬 布 、 塑 料 布 等 进 行覆 盖 ) ， 防止表 面水 分 蒸 发 。加 强 模 板 外 洒 水 和 拆 模 后对 混凝 土表 面 的洒 水 养 护 。混凝 土 养 护期 间 ， 应 对有代 表性 的结构 进 行 温度 监 控 ， 定 时测 定 混凝 土 芯 部 温度 、 表层 温度 以及 环 境 的气 温 、 相 对 湿度 、 风速 等 参 数 。并 根 据混凝 土温度 和环 境参数 的变化 情况及 时 调 整养 护制 度 ， 严格 控 制 混凝 土 的 内外 温 差 在允 许 范 围 内。 6 小 结 高性能 混凝 土质 量 概念 是 两 方 面 的 ， 既 包 括 内在 的耐久 性 、 强 度要求 ， 也包 括它 的外 观效果 。混凝 土构 件精美的外表， 能体现 出施工企业 的管理水平和操作 人员 的整体 素质 ， 并透 射 出整 个 工 程 内在 质 量 的可 靠 性 。因此 ， 重 视混凝 土结 构 的外观质 量 十分 重要 。 高性能 混凝 土外 观 质量 通 病 种类 多 ， 造 成 的原 因 也 不尽 相 同。 因此 ， 在 解 决这 类 问题 时要 根 据 现场 的 具体情况做具体分析， 进行反复试验 ， 找出其 中的主要 因素 ， 采取相应的措施 ， 才能收到最佳防治效果。 参 考 文 献 1 李体存 ， 王树国 宜万铁路宜 昌长江大桥 C 6 0高性能 昆凝土 的质量控制 J 铁道建筑 ， 2 0 0 8 ( 1 0 ) ： 3 1 3 4 2 中华人 民共和 国铁道部 T Z 2 1 0 -2 0 0 5 铁路混凝土工程施 工技术指南 s 北京 ： 中国铁道出版社 ， 2 0 0 5 3 赵 国堂 ， 李 化 建 高 速铁 路 高性 能 混 凝 土 应 用 管理 技 术 M 北 京： 中国铁道出版社 ， 2 0 0 9 ( 责任 审编 赵其文)