“泛砂”的排查及防止措施档

墩身混凝土表面“泛砂”的排查及防止措施一、概述普通混凝土是由水泥、粗细骨料、水等经搅拌、成型、养护，通过水化反应凝结、硬化后形成的多相的、非匀质性的胶凝状复合材料。由于组成材料“种类”多，成型体又不均匀，混凝土表面质量的好坏往往是多种因素综合作用的结果。在桥梁混凝土的施工中，混凝土表面易产生泛砂现象，即砂粒集中的现象。而这种现象在混凝土墩身的表面更易产生，这不但影响混凝土的内部质量，还影响其表面美观，且一旦形成大面积泛砂，便很难再将混凝土表面修复完整，导致整个工程质量下降。在高速公路桥梁墩身混凝土强度等级为C30，原材料采用42．5级普通硅酸盐水泥，粗集料为碎石、最大粒径为31．5mm(采用二级级配：5～16粒级比重为65％，16～31．5粒级比重为35％)，细集料为中砂，外加剂为高效减水剂和防腐剂，理论配合比为c：s：G：w：粉煤灰：外加剂=1：2．21：3．49：O．52：0．18：O．03，水泥用量为323kg／m3，水灰比为13：25，砂率为39％，坍落度为140mm～160mm，采用捅入式振捣器振捣。在第一根立柱模板拆除后，表面出现了大面积泛砂，发现这一隋况后。我们立即查找原因，并积极商定对策。经过采取改进措施后，在以后的施工中避免了混凝土表面泛砂的产生。二、产生泛砂现象的原因排查混凝土表面产生泛砂现象的最根本原因是在混凝土浇筑过程中，混凝土拌和物的和易性不良，产生了离析和泌水。离析使水泥从混合料中流出，混合料各组分离，失去连续性；泌水使固体颗粒下沉，水上升，在混凝土表面产生浮浆，在和模板的交界面上，泌水把水泥浆带走而仅留下砂子，从而形成“泛砂”。造成混凝士离析和泌水有很多原因，本文从以下几个方面排查产生此种现象的原因。水泥方面水泥对混凝土表面质量的影响主要体现在水泥的细度、标准稠度用水量及用量三个方面。细度偏小的水泥有利于提高成型混凝土的表面质量，但细度提高会加快水化反应速度，使水化热在较短时间内集中大量地释放，将缩短凝结时间，易产生龟缩裂纹。在用水量和骨料用量一定的条件下，需水量小的水泥，其混凝土拌和物的流动性好；需水量大的水泥，其混凝土拌和物干稠。集料方面集料的级配对混凝土拌和物的工作性有很大的影响。级配好的集料空隙少，在相同水泥浆量的情况下，可以获得比级配差的集料更好的工作性。而且在集料级配中，粒径为0．3mm～1．0mm之间的所谓中等颗粒的含量，对混凝土工作性的影响更为显著。另外，针片状的集料，比表面积大，要想获得同样的流动性，需增加用水量，而用水量的增大会使混凝土产生离析和泌水。以上原材料报告体现符合c3o7g凝土配制要求，并经现场料场察看未见异常情况，因此排除原材料对混凝土“泛砂”产生影响的可能。水灰比方面

随着加水量的增加，混凝土拌和物的离析、泌水性越来越大，所以在满足施工工艺的条件下，应尽可能地降低单位用水量。在实际施工中，塑性混凝土的水灰比一般都控制在0．4～0．7之间，多余的水分在凝结过程中同水化热一起通过毛细孔而散失掉，并由此留下了气泡或孔隙。如果水灰比偏大，就可能形成大气泡或孔隙，既会降低混凝土的强度，还会影响其外观质量。因此，任何塑性混凝土，对理论配合比的选择都非常关键，必须恰当地选择好水灰比、用水量与砂率三个参数，才能使混凝土拌和物达到优良的粘聚性、流动性与保水性。此墩身所使用的水灰比为0．52，所以也可以排除其因素。砂率方面在普通混凝土的配合比中，最佳砂率能使混凝土在水灰比不变的条件下，获得最大的流动性。砂率过大，骨料总表面积和空隙率都会增大，混凝土拌和物显得干稠，流动性较大；如砂率过小，则砂浆量不足，会降低拌和物的流动性，粘聚性和保水性也不良所以在配制混凝土时要根据施工现场的实际情况选择一个最佳砂率，在泵送混凝土中。为使混凝土具有可泵性，需比普通混凝土增加砂率2％～5％。此墩身混凝土配合比砂率为39％，符合要求，所以此因素也被排除。坍落度方面在混凝土拌和物中，混凝土坍落度越大，自由水的含量越多，混凝土拌和物的粘聚性和保水性越差，越易产生离析和泌水。该桥桥墩高都在为4m～6m左右，输送泵的泵送高度较小，而混凝土配合比的设计坍落度为140mm160mm，可适当被雨水冲刷造成混凝土表面水灰比过大，又要防止混凝土中的水分在表层建立起强度之前散失，尤其是掺有粉煤灰或矿渣的混凝土，由于其早期强度较低，表层没有足够多的水化产物来封堵表层大的毛细孔，若不注意早期充分的湿养护，混凝土表层水分散失较快较多，表层水泥得不到充分的水化，亦会导致表层混凝土强度偏低，结构松散。参考文献：1、《山东交通科技》，刘大鑫,张天广,张亚平,崔建,李洪斌，2005-08-18。2、《交通标准化》，赵洪娟，2006-05-30。隧道二衬表面气泡、泛砂质量通病防治刘巨伟(三明京福高速公路有限责任公司，三明365000)摘要隧道模筑混凝土二次衬砌(以下简称二衬)是隧道永久支护之一，气泡和泛砂是隧道；衬表面常见质量通病，不但影响二衬混凝土外观质量，还直接影响整个隧道的工程质量和使用。本文主要从气泡、泛砂形成原因入手，提出施工现场预防和治理这些类型质量通病最有效的方法。关键词隧道二衬气泡泛砂通病防治1概述一般来讲，隧道二衬表面泡状形态有两种。一种是由于混凝土拌合料不均，入模捣固不到位，而形成不规则形体的“水泡”，水泡内表面无浆，呈干净内表面：另一种则形成较为规则的“气泡”，泡内表面有浆痕。同样，泛砂的形成机理也有两种，一种是由于过捣离析而形成“砂斑”，另一种由于泌水而形成“砂纹”。本文主要阐述减少二衬表面气泡、泛砂的一般预防措施。2气泡、泛砂形成的原因气泡、泛砂一般形成在隧道断面圆心以下位置(边墙部位)，圆心以上则形成于混凝土顶面(靠支扩面侧)。气泡产生的原因：混凝土拌合和捣固的不到位，混凝土浇筑的层厚来控制好，使得混凝土中会产生大量气体，气体如排不出去，吸附在模板表面，则会形成气泡。泛砂产生的原因：混凝土拌合和易性差，砂率低，则混凝土的保水性差。由于混凝土属不均质材料，浇筑施工中内部应力元不一致，总会在某个路线上有弱面，则水路就会打通，多余的水聚集并从此路流动，被挤压的水向上走，将浆液带走，这样会在混凝土表面留下“砂纹”。过捣离析则形成“砂斑”。3预防措施(1)整体钢模衬砌台车的制作应符合要求。台车工作窗位置的间距和高低，会影响工人入模捣固的难易程度。如一窗(从模板底向上第一排窗口)开口底，二窗开口过高，间距较远，势必会在两窗口间捣固不到位，会在混凝土表面形成气泡等质量通病。一般要求工作窗分上下2排，单侧每排3～4个。一窗开口距模板底部3m位置，二窗开口距模板底部5．4m位置。同时要求模板有足够的刚度和稳定性，表面光滑，接缝严密无缝隙，如有，应采取电焊再打磨方法加以堵塞，防止漏浆，避免混凝土面泛砂。钢模台车应加大附着式振动器的数量，这样可有效的减少混凝土表面气泡的产生。(2)选择合适的外加剂和脱模剂。混凝土的外加剂用以改善混凝土的性能，可有效改善混凝土拌合物流变性能、调节混凝土凝结时间、硬化性能、提高混凝土的强度和耐久性或其它等性能，掺量一般为水泥质量的0．005％～5％左右。目前，国内生产的外加剂已有100多个品牌，众多厂家生产质量不一，各种外加剂(如减水剂)对不同矿物组成以及不同品牌的水泥其作用效果不一样。建议衬砌施工前做模拟对比试验，按施配掺不同品牌外加剂，通过钢化玻璃观察气泡、泌水现象，测试基本项目，择优选择符合施工要求的外加剂。脱模剂应通过试验选择最合适的品种，须新鲜、清洁。(3)控制好施工配合比。碎石集料应级配良好。砂子级配要良好，尽量避免在枯水季节采撷粗砂，或在雨季采撷细砂，而造成级配单一。水泥要选用性能稳定，质量优良的品牌，不得随意更换。施工中严格控制好混凝土坍落度，由于采用泵送混凝土，坍落度相对规范要求要大。隧道按照不同断面控制坍落度在12～17cm之间。二衬坍落度可分为三个等级：矮边墙至圆心位置控制在12～13cm左右，圆心到拱部控制在13～16cm，拱顶控制在16～17cm之间。施工中遇到雨天，要及时调整施工配合比。如砂率低、含水量大，砂子在饱水状态下(含水量可达10％)，如还按原配合比施工，则必然会造成大面积返砂现象。在混凝土中掺入一定剂量的粉煤灰(一般在3％左右)，可改善混凝土的和易性、保水性和密实度，这样混凝土产生气泡、泛砂现象会大为减少。(4)按要求搞好拌合和运输。混凝土拌合不当是产生气泡、泛砂一个重要方面。混凝土应按配合比配料，机械拌合。如拌合不均，时间不够，“生料”会促使气泡、泛砂质量通病的发生，因此，禁止生料浇筑。一般要求，混合料拌合时间为180s，理想的投料方式是先将碎石、砂、水泥、外加剂先搅拌90s，然后加水搅拌90s。但工地上经常发生搅拌时间不足120s。混凝土运输时搅拌运输车应连续转动，保持混凝土良好的和易性。过长距离运输混凝土，如连续旋转，势必造成坍落度损失，可能使混凝土一入模捣固，则离析，造成泛砂现象。为此，对长距离运输，宜加缓凝剂，混凝土入泵前应测坍落度，比较与拌合出仓混凝土的损失量，及时做以调整。一般要求入泵时混凝土要搅拌(转动)l～2min。泵送混凝土应连续运转，输送管道宜直，转弯宜缓，泵送速度均匀。(5)混凝土捣固须正确。混凝土捣固不当是产生气泡、泛砂的另一个重要原因。捣固一般作业要求：插入式振动器移动的距离不应超过其作用半径的1．5倍，与模板保持5～l0cm距离，插入下层混凝土深度在5～l0cm。施工振捣不足，甚至漏振，使混凝土颗粒间的空隙未能被砂浆填满。在紧靠模板处，颗粒移动阻力大更易出现气泡；漏浆会造成蜂窝、麻面。沿模板边的混凝土捣固，用插入式振捣器仔细振实，出现泛浆，混凝土不再下沉，快插慢拔，使混凝土流动摊平。但要特别注意不要过捣，防止混凝土离析。混凝土应分层浇筑，每层浇筑厚度、次序、方向应根据混凝土搅拌能力、运输距离、浇筑速度、洞内气温和振捣等因素确定。二衬整体衬砌台车全长12m，如用70振捣棒，作用半径按有效70cm计算，沿模板侧插入捣固点数应在16棒左右，每层浇筑厚度可控制在40～50cm之间，较为合适。混凝土应连续浇筑，如在混凝土浇筑过程中，发现有拌合不均匀的料，或发生离析的混凝土，则用铁铲将此部分料铲到其未捣固地方，二次拌合，防止此类料的集中，尽量减少生成气泡、泛砂的机率。(6)提高操作工人的技术水平和责任心。熟练的混凝土捣固手能够识别捣固的程度，根据不同坍落度掌握火候。工人的敬业精神的好坏，会直接影响到混凝土生产的质量。4表面小缺陷处理方法模板拆移后，应及时对混凝土表面气泡等小缺陷进行修饰。一般作不同配合比的灰白水泥对比试验(一般比例在1∶l～5∶