淺析箱梁混凝土澆筑中坍落度的影響

1、淺析箱梁混凝土澆筑中坍落度的影響現(xiàn)代橋梁施工中，現(xiàn)澆箱梁較多采用一次澆筑方式，不僅節(jié)省工期并且一次成型后較美觀(guān)避免了兩次澆筑產(chǎn)生的施工縫保證了箱梁的整體性，確保了連續(xù)梁的使用質(zhì)量。但是一次澆筑施工中，過(guò)程繁瑣容易出現(xiàn)施工冷縫、露筋、蜂窩、孔洞等質(zhì)量缺陷，這些問(wèn)題可以通過(guò)周密的施工計(jì)劃后得到解決。但是施工過(guò)程能否完滿(mǎn)的按照計(jì)劃實(shí)施，需要在合理的安排人員配置、機(jī)械配置、施工順序和注意事項(xiàng)前確保材料（混凝土）工作性能的優(yōu)異，所謂人機(jī)材三者相輔相成。影響最后箱梁質(zhì)量的因素眾多，本文只對(duì)在保證了人、機(jī)兩項(xiàng)后，對(duì)混凝土材料工作性能對(duì)箱梁澆筑的影響進(jìn)行淺析?；炷恋馁|(zhì)量從配合比到原材對(duì)混凝土的實(shí)質(zhì)質(zhì)量產(chǎn)生影

2、響。而關(guān)系到施工的工作性能就是坍落度。所以合適的坍落度對(duì)施工的有著至關(guān)重要的影響。本文通過(guò)世園大道李村河橋工程實(shí)例進(jìn)行分析。1. 工作（施工）性能1.1 新拌混凝土流變特性混凝土材料是由其組成材料（水泥、粗細(xì)集料、礦物磨細(xì)粉、外加劑、拌合水等）按一定比例拌合、澆筑、成型和養(yǎng)護(hù)而成的一種復(fù)合材料。新拌混凝土可以看成是一種由水和分散粒子組成的體系，它具有彈性、黏性、塑形等特征。屬于賓漢姆體，流變方程為（為粘度系數(shù)）同時(shí)具有塑性和黏性的物質(zhì)。在外力的作用下，發(fā)生彈性變形和流動(dòng)，應(yīng)力小時(shí)做彈性變形，應(yīng)力大于某一屈服值時(shí)發(fā)生流動(dòng)，并且由于混凝土的屈服值很小所以由流動(dòng)方面的特性所支配。為混凝土的屈服剪切應(yīng)

3、力，是阻止塑性變形的最大應(yīng)力，當(dāng)在外力作用下產(chǎn)生的剪切應(yīng)力小于屈服剪切應(yīng)力時(shí)，混凝土不流動(dòng)，只有當(dāng)剪切應(yīng)力比大時(shí)材流動(dòng)，將混凝土塑成某一形狀。它是由其組成材料各粒子之間的附著力和摩擦力引起的。當(dāng)小于時(shí)，混凝土就停止流動(dòng)了。1.2 坍落度實(shí)驗(yàn)混凝土的工作性=流動(dòng)性+可塑性+穩(wěn)定性+易密性。其測(cè)定方法很多，但沒(méi)有一種實(shí)驗(yàn)方法能直接測(cè)定。只能用一些容易確定的物理量來(lái)確定混合料的相對(duì)工作性。如坍落度，“兩點(diǎn)法”實(shí)驗(yàn)，流動(dòng)度實(shí)驗(yàn)、維皮實(shí)驗(yàn)，振搗系數(shù)實(shí)驗(yàn)及針入法實(shí)驗(yàn)等。施工中較簡(jiǎn)便通用的方法便是坍落度法。坍落度實(shí)驗(yàn)時(shí)（國(guó)標(biāo)實(shí)驗(yàn)桶，高30cm底口直徑20cm上口直徑10cm），混凝土混合料的坍落是由自重引起

4、的變形。只要混合料具有塑性，并且在沒(méi)有失去連續(xù)體性質(zhì)前，這個(gè)變形速度由剪切應(yīng)變速度而定。從混合料錐體頂面開(kāi)始，深度越深，剪切應(yīng)力越大。變形僅在=的位置以下發(fā)生。變形的速度在底部的地方最大。變形自動(dòng)的隨著錐體的高度降低而減少。當(dāng)錐體中的的最大值的部分即底部的剪切應(yīng)力=時(shí)，變形停止。則坍落度(cm.在為屈服剪切力混凝土固定參數(shù)，K為一常系數(shù)，為混凝土的密度。由此可見(jiàn)，混凝土的坍落度值，僅取決于容重和屈服剪切應(yīng)力值。粘度系數(shù)雖然與變形速度有關(guān)，但對(duì)坍落度方面僅是間接影響。1.3 坍落擴(kuò)展度根據(jù)規(guī)范當(dāng)坍落度大于220mm時(shí)用代表混凝土的流動(dòng)性能的擴(kuò)展度表示，可以在坍落度實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得。即坍落后混凝土的平均

5、直徑。通過(guò)擴(kuò)展度可以了解施工中混凝土的流淌坡度。如本工程一般坍落度都在22cm左右，流淌直徑在4050cm左右，由于坍落度只與屈服剪切應(yīng)力、容重有關(guān)，故當(dāng)澆筑一邊受限一邊自由流淌狀態(tài)，流淌坡度在10%12%左右。實(shí)際中坍落擴(kuò)展度用的不多，雖然大于220mm時(shí)用坍落度表示不科學(xué)，但是為了對(duì)比有個(gè)直觀(guān)概念，后面還是采用坍落度表示。1.4 初凝時(shí)間初凝時(shí)間是指混凝土拌和開(kāi)始到失去可塑性的時(shí)間。從混凝土形成過(guò)程可知，水化物長(zhǎng)大增多各種顆粒初步聯(lián)接成網(wǎng)，形成凝聚結(jié)構(gòu)，才能使混凝土凝結(jié)。從流變特征看，必須將外力增加到一定程度，所產(chǎn)生的剪應(yīng)力將形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)拆散，才能使?jié){體流動(dòng)。剪切屈服值隨水化的進(jìn)展而提高

6、，然后變慢，接著再以更快的速度上升。所謂“初凝時(shí)間”實(shí)際上相當(dāng)于屈服值提高到某一規(guī)定數(shù)值?；炷恋某跄龝r(shí)間一般是根據(jù)水泥品種而定，基本沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)間，但是有個(gè)大致范圍就是2-3小時(shí)。如果加入緩凝劑，初凝時(shí)間可以延長(zhǎng)到5-10小時(shí)，一般情況下初凝時(shí)間=200/（入模溫度+15）。本工程B橋在6月57日澆筑，最高氣溫平均在23，混凝土水化熱在初凝到終凝過(guò)程最大，混凝土攪拌站到施工現(xiàn)場(chǎng)路程平均需要1個(gè)小時(shí)，不考慮此過(guò)程水化熱導(dǎo)致的溫度升高，初凝時(shí)間在5h左右。這只是大致時(shí)間，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況看，混凝土到場(chǎng)后3-4小時(shí)便初凝，故此工程所用混凝土初凝時(shí)間在4-5小時(shí)。2. 坍落度大小實(shí)際影響2.1

7、坍落度?。?0cm）混凝土坍落度值小說(shuō)明比較稠，最直接的影響就是給施工操作帶來(lái)麻煩。在施工現(xiàn)場(chǎng)就是角落等復(fù)雜地方混凝土無(wú)法靠自重流淌充滿(mǎn)，此處無(wú)混凝土帶來(lái)大面積露筋等嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題。A橋混凝土澆筑時(shí)內(nèi)模采用如圖1所示：在下倒角處留置一塊30cm長(zhǎng)導(dǎo)流板，本意是方便底板澆筑磨平，不會(huì)產(chǎn)生上翻混凝土現(xiàn)象。但是在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)施工中發(fā)現(xiàn)，由于坍落度小，說(shuō)明其屈服剪切應(yīng)力較大，并且存在下倒角板，混凝土在橫向上不是自由流淌。當(dāng)混凝土澆筑高度于拐點(diǎn)后，下倒角板阻止了混凝土10%自由流淌坡度，對(duì)倒角處混凝土產(chǎn)生一個(gè)壓力，使該處的混凝土的內(nèi)摩擦值增加，更加劇了混凝土的屈服剪切應(yīng)力。故混凝土不能靠自重流淌進(jìn)入中間底板處

8、。就算用振搗棒對(duì)腹板處混凝土振動(dòng)，相當(dāng)于除了自重還給一個(gè)外加的力，但是同樣不能達(dá)到混凝土流淌進(jìn)入底板。需要靠大量的振搗加人工去箱室里面疏通混凝土，由于導(dǎo)流板的存在，非常難以疏通使混凝土流動(dòng)，使中間底板混凝土非常容易缺砼，要在天窗下很多混凝土。耽誤了大量的人力物力時(shí)間，在根據(jù)流淌坡度合理安排澆筑長(zhǎng)度的工作面上，顯得工作面過(guò)大照顧不過(guò)來(lái)，前面說(shuō)過(guò)初凝前施工時(shí)間只有3小時(shí)左右，無(wú)法充分的在此皮初凝前完成下一皮的澆筑，容易形成冷縫。吸收了A橋澆筑不足的經(jīng)驗(yàn)，B橋的內(nèi)模板在澆筑前去掉了導(dǎo)流板的設(shè)置如圖2所示：雖然去掉了導(dǎo)流板，但是如果坍落度還是這么小，效果是一樣的。故，在B橋澆筑時(shí)讓混凝土攪拌站出場(chǎng)坍落

9、度稍大些，此時(shí)如果某處砼不流淌，可以用振搗棒在箱室內(nèi)對(duì)混凝土進(jìn)行引導(dǎo)振搗，使它流淌下來(lái)，效果較前次好很多。2.2 坍落度大（25cm）坍落度大的混凝土比較稀，雖然不會(huì)帶來(lái)施工困難。但是它的流淌坡度較小，自由流淌面積過(guò)大。同樣初凝前施工時(shí)間只有3小時(shí)左右，在合理的人員配置時(shí)，顯得人員不足，無(wú)法照顧全面，造成漏振、冷縫情況，工程質(zhì)量降低。并且由于下倒角板處進(jìn)行了改進(jìn)去除了導(dǎo)流板后，倒角板處底板容易在振搗時(shí)反料，將底板澆筑厚，如果派人員清理很困難，不光浪費(fèi)了大量混凝土而且底板打高厚容易堵住底板張拉槽口,給后續(xù)張拉工序造成困難。混凝土的離析是混合料各組分分離，造成不均勻和失去連續(xù)性的現(xiàn)象，由于其組分是

10、液體和粒狀固體的混合物，水、水泥及集料的比重各不相同，從而導(dǎo)致離析現(xiàn)象。其中一種表現(xiàn)形式為稀水泥漿從混合料中淌出，這種就發(fā)生在混凝土流動(dòng)度大的時(shí)候，即坍落度大。如果用太大坍落度混凝土在振搗過(guò)度的情況下，由于顆粒沉降速度不同，還有可能浮起，從而導(dǎo)致不均勻分布狀態(tài)。所以大坍落度的混凝土在規(guī)范的振搗時(shí)間下，非常容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象。B橋由于有一車(chē)砼坍落度大了， 2526cm，在澆筑時(shí)就出現(xiàn)在底板處離析反漿的現(xiàn)象，不光浪費(fèi)人工清理，還好少量。2.3 坍落度影響分析通過(guò)上述兩種坍落度分析，可以看出坍落度的合適否，直接關(guān)系施工質(zhì)量與效率。太大、太小 都要浪費(fèi)人力物力，影響施工進(jìn)度，形成施工冷縫等問(wèn)題。坍落度大小同時(shí)影響著施工工作面的大小，通過(guò)合理配置人員，大工作面必須需要大量人員和機(jī)械，并且還要保證混凝土的供應(yīng)及時(shí)