預(yù)制T梁混凝土質(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(guó)高速公路建設(shè)的不斷推進(jìn)，高標(biāo)號(hào)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(qiáng)度低等問(wèn)題。本文針對(duì)預(yù)制T梁混凝土常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題結(jié)合施工實(shí)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(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)預(yù)制T梁混凝土質(zhì)量問(wèn)題主要有：外觀質(zhì)量差、回彈強(qiáng)度低、低齡期高碳化等。1.1外觀質(zhì)量問(wèn)題預(yù)制T梁外觀質(zhì)量問(wèn)題主要表現(xiàn)為：構(gòu)件表面色澤混雜、光澤度差、氣泡多而較大，麻面、蜂窩、流水紋較多等。下

2、面針對(duì)不同外觀質(zhì)量問(wèn)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(jué)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(chǎng)的常見(jiàn)問(wèn)題。預(yù)制T梁混凝土入模前，模板未經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)程中出現(xiàn)水泥等多種膠凝材料的變化會(huì)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(huì)導(dǎo)致構(gòu)件表面雜色的產(chǎn)生。1.1.2氣泡氣泡，是混凝土構(gòu)件常見(jiàn)的外觀質(zhì)量缺陷。為提高混凝土構(gòu)件抗凍融性

3、，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(yàn)評(píng)定得分率。大而密的氣泡主要跟以下兩個(gè)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(duì)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(jì)、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)系?；炷僚浜媳葐挝挥盟看?、原材料選擇不合理、拌和時(shí)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

4、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(wú)法將混凝土內(nèi)氣泡排除，特別是馬蹄形部分上坡?tīng)钅０鍍?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(guò)快引起拌合物欠振也會(huì)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(huì)出現(xiàn)蜂窩。T梁腹板、橋面板內(nèi)混凝土過(guò)振會(huì)使?jié){體上浮，局部漿體不足而產(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(guò)多，振搗過(guò)程中大量自由水外流導(dǎo)致流

5、水紋的產(chǎn)生?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)不合理，單位用水量大，過(guò)多的自由水從模板與混凝土表面流出，產(chǎn)生了流水紋?；炷寥肽Ｌ涠刃?，施工管理不規(guī)范，澆筑振搗過(guò)程外加生水也會(huì)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(guò)程中產(chǎn)生的Ca(OH)2生成CaCO3的作用稱(chēng)為混凝土碳化。在比較合理狀況下混凝土在3個(gè)月以?xún)?nèi)低齡期碳化深度為01.0cm，出現(xiàn)1.0cm以上甚至高達(dá)3.0cm碳化深度，稱(chēng)之為低齡期高碳化現(xiàn)象。高速路施工過(guò)程中出現(xiàn)低齡高碳現(xiàn)象已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮，這主要是由如下原因所致?；鹕交屹|(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

6、水很熱，粉煤灰、礦渣粉等作為摻合料運(yùn)用于梁板混凝土。火山灰質(zhì)摻合料水化過(guò)程的火山灰效應(yīng)消耗了水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)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。配合比設(shè)計(jì)配合比設(shè)計(jì)不合理，拌合物水灰比及單位用水量過(guò)大引起T梁碳化發(fā)展過(guò)快。混凝土水灰比大，單位用水量多會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部過(guò)大自由水的產(chǎn)生。大量的自由水決定硬化混凝土內(nèi)部存在大量毛細(xì)孔，從而為CO2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。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

7、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(guò)毛細(xì)孔向混凝土內(nèi)部的滲透。實(shí)際工程中T梁等構(gòu)件養(yǎng)生僅采用土工布簡(jiǎn)單覆蓋，人工對(duì)構(gòu)件表面間斷澆水的濕法養(yǎng)生?；炷翗?gòu)件內(nèi)水分沒(méi)有科學(xué)有效的保留，尤其是在陽(yáng)光充足，空氣流動(dòng)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CO2分子侵入留下通道，致使混凝土發(fā)生早期碳化。1.3回彈強(qiáng)度低高速路施工在預(yù)制T梁混凝土強(qiáng)度一般通過(guò)回彈測(cè)試法確定?；貜棌?qiáng)度不夠是工程實(shí)踐中存在的比較棘手的問(wèn)題，對(duì)于預(yù)制T梁混凝土，回彈強(qiáng)度不足主要存在以下兩種狀況。梁板構(gòu)件本身強(qiáng)度不夠混凝土配合比設(shè)計(jì)不合理，水灰比過(guò)大，水泥等膠凝材料質(zhì)量不穩(wěn)定，砂石集料質(zhì)

8、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(qiáng)度不夠是回彈強(qiáng)度低的重要原因。碳化深度影響過(guò)高的碳化深度也是導(dǎo)致預(yù)制T梁混凝土回彈強(qiáng)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(hào)混凝土更易發(fā)生碳化，更易因碳化深度導(dǎo)致回彈強(qiáng)度偏低。2.預(yù)防措施2.1原材料優(yōu)選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(jì)強(qiáng)度為50MPa，使用P.O42.5水泥完全能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，而且較之P.O52.5水泥具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）P.O42.5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P

9、.O42.5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）P.O42.5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。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T梁混凝土集料應(yīng)選用連續(xù)級(jí)配的碎石，級(jí)配曲線分布為II區(qū)內(nèi)的河砂或機(jī)制砂。良好的集料級(jí)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(dòng)、填充，粗集料的最大粒徑應(yīng)控制在19.5mm（方孔篩）以?xún)?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(guò)高引

10、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(wèn)題。外加劑種類(lèi)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(chēng)為第三代高效減水劑，具有減水率高、保坍性強(qiáng)、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，為預(yù)制T梁混凝土配制用減水劑的首選品種。但相對(duì)于奈系減水劑，聚羧酸類(lèi)減水劑更為敏感，受拌和時(shí)間、摻量、集料含泥量等因素影響較大。在實(shí)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(guò)比較不同外加劑混凝土拌合物的流動(dòng)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。 圖1

11、適應(yīng)性較好的拌合物 圖2 適應(yīng)性較差的拌合物 2.2混凝土施工控制拌合物質(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(jì)初始坍落度宜控制在140160mm。應(yīng)充分考慮拌合站與梁場(chǎng)運(yùn)輸距離、施工溫濕度、混凝土澆筑時(shí)間等，保證混凝土拌合物具有良好的保坍性，入模坍落度能滿(mǎn)足施工需求。拌合物應(yīng)具有良好的流動(dòng)性，能夠在適當(dāng)?shù)恼駬v作用下填充到模板的各個(gè)角落，同時(shí)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(gè)整體的形式流動(dòng)?，F(xiàn)場(chǎng)施工混凝土拌合物工作性主要通過(guò)坍落度、擴(kuò)展度試驗(yàn)檢測(cè)，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

12、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 圖5自然流淌型布料方式預(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(kāi)動(dòng)側(cè)振或插入式振搗器以輔助下料。澆筑及振搗工藝預(yù)制T梁混凝土澆筑順序易采用：“馬蹄形”部分 “馬蹄形”及波紋管 腹板 翼緣板，以45O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，一次成型。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(shí)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(shí)間以混凝土不在明顯下沉，無(wú)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(shí)移開(kāi)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(guò)程中設(shè)專(zhuān)人管理，必要還應(yīng)進(jìn)行局部補(bǔ)水。3.結(jié)語(yǔ)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) 選用質(zhì)量穩(wěn)定的