預制T梁混凝土質量通病與防治

1、預制T梁混凝土質量通病與防治0 前言隨著我國高速公路建設的不斷推進，高標號混凝預制構件的生產(chǎn)、應用從數(shù)量上取得較大的進展，但其質量控制仍存在一定的不足。混凝土預制T梁作為高速路橋梁上部構造中最大宗的結構性構件，在高速路橋梁施工建設中常存在表觀質量差、碳化速度快、回彈強度低等問題。本文針對預制T梁混凝土常見質量問題結合施工實踐進行深入分析，并提出相應預防措施。1 預制T梁混凝土質量通病及分析從施工現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn)預制T梁混凝土質量問題主要有：外觀質量差、回彈強度低、低齡期高碳化等。1.1外觀質量問題預制T梁外觀質量問題主要表現(xiàn)為：構件表面色澤混雜、光澤度差、氣泡多而較大，麻面、蜂窩、流水紋較多等。下

2、面針對不同外觀質量問題進行詳細的原因分析。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效果，然而預制T梁表面凹凸不平，色澤混雜現(xiàn)象是預制梁場的常見問題。預制T梁混凝土入模前，模板未經(jīng)過全面合理的拋光處理，導致模板表面平整度差，進而影響預制構件表面平整度。T梁表面色澤主要與水泥及摻合料使用品種有較大關系，施工過程中存在因料源供應不到位而更換原材料現(xiàn)象，在同一梁板構件澆筑過程中出現(xiàn)水泥等多種膠凝材料的變化會導致構件表面色澤的混雜。另外，模板銹、粉狀外加劑的不均勻分布也會導致構件表面雜色的產(chǎn)生。1.1.2氣泡氣泡，是混凝土構件常見的外觀質量缺陷。為提高混凝土構件抗凍融性

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部毛細孔，但是存在大而密的氣泡就判斷為外觀質量缺陷，影響檢驗評定得分率。大而密的氣泡主要跟以下兩個方面有直接關系：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制T梁外觀差，且對構件耐久性不利。氣泡的產(chǎn)生還與混凝土配合比設計、原材料優(yōu)選，混凝土拌和、振搗力度，養(yǎng)護方式等有很大聯(lián)系。混凝土配合比單位用水量大、原材料選擇不合理、拌和時間不足、振搗不力、養(yǎng)護措施不科學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。振搗不利無法將混凝土內氣泡排除，特別是馬蹄形部分上坡狀模板內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，也是導致其表面出現(xiàn)麻面的原因。另外，混凝土工作性差，坍落度損失過快引起拌合物欠振也會導致麻面的產(chǎn)生。1.1.4蜂窩混凝土構件局部漿體不夠，就會出現(xiàn)蜂窩。T梁腹板、橋面板內混凝土過振會使?jié){體上浮，局部漿體不足而產(chǎn)生蜂窩?；炷镣饧觿┡c水泥適應性差導致拌合物離析、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多，振搗過程中大量自由水外流導致流

5、水紋的產(chǎn)生?；炷僚浜媳仍O計不合理，單位用水量大，過多的自由水從模板與混凝土表面流出，產(chǎn)生了流水紋。混凝土入模坍落度小，施工管理不規(guī)范，澆筑振搗過程外加生水也會造成流水紋。1.2 T梁低齡期高碳化空氣中的CO2不斷向混凝土內部的空隙和毛細管滲透，與水泥水化過程中產(chǎn)生的Ca(OH)2生成CaCO3的作用稱為混凝土碳化。在比較合理狀況下混凝土在3個月以內低齡期碳化深度為01.0cm，出現(xiàn)1.0cm以上甚至高達3.0cm碳化深度，稱之為低齡期高碳化現(xiàn)象。高速路施工過程中出現(xiàn)低齡高碳現(xiàn)象已經(jīng)屢見不鮮，這主要是由如下原因所致?；鹕交屹|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侵蝕的能力，降低

6、水很熱，粉煤灰、礦渣粉等作為摻合料運用于梁板混凝土?；鹕交屹|摻合料水化過程的火山灰效應消耗了水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2，降低了混凝土構件抗碳化能力，引起的T梁混凝土構件早期碳化深度較大。配合比設計配合比設計不合理，拌合物水灰比及單位用水量過大引起T梁碳化發(fā)展過快?；炷了冶却?，單位用水量多會導致混凝土內部過大自由水的產(chǎn)生。大量的自由水決定硬化混凝土內部存在大量毛細孔，從而為CO2等介質入侵混凝土內部提供了有利通道，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件的外觀質量，亦能有效的防止混凝土早期碳化。預制T梁養(yǎng)護齡期為28天，合理的養(yǎng)生方法可以保證混凝土表面及內部適中存在足夠

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通過毛細孔向混凝土內部的滲透。實際工程中T梁等構件養(yǎng)生僅采用土工布簡單覆蓋，人工對構件表面間斷澆水的濕法養(yǎng)生?；炷翗嫾人譀]有科學有效的保留，尤其是在陽光充足，空氣流動頻繁的地區(qū)，混凝土內部毛細孔中水分很快揮發(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回彈強度低高速路施工在預制T梁混凝土強度一般通過回彈測試法確定?；貜棌姸炔粔蚴枪こ虒嵺`中存在的比較棘手的問題，對于預制T梁混凝土，回彈強度不足主要存在以下兩種狀況。梁板構件本身強度不夠混凝土配合比設計不合理，水灰比過大，水泥等膠凝材料質量不穩(wěn)定，砂石集料質

8、量不合格，施工不規(guī)范，養(yǎng)護不科學等引起梁板本身強度不夠是回彈強度低的重要原因。碳化深度影響過高的碳化深度也是導致預制T梁混凝土回彈強度推算值不夠的原因。預制T梁混凝土膠凝材料用量大、養(yǎng)生困難，較之低標號混凝土更易發(fā)生碳化，更易因碳化深度導致回彈強度偏低。2.預防措施2.1原材料優(yōu)選水泥品種合理選擇水泥品種，不僅使混凝土結構內部質量穩(wěn)定，防止混凝土內部缺陷的產(chǎn)生，而且是混凝土構件具有較好的外觀質量保證。目前，預制T梁設計強度為50MPa，使用P.O42.5水泥完全能夠滿足設計強度要求，而且較之P.O52.5水泥具有以下優(yōu)勢：（1）P.O42.5水泥生產(chǎn)工藝更成熟，質量更穩(wěn)定；（2）相同構件配比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件外觀質量；（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，其比重可達混凝土體積的70%以上。配制T梁混凝土集料應選用連續(xù)級配的碎石，級配曲線分布為II區(qū)內的河砂或機制砂。良好的集料級配，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)、力學性能、耐久性。T梁內部鋼筋布置密集，為保證混凝土順利澆筑、流動、填充，粗集料的最大粒徑應控制在19.5mm（方孔篩）以內。II區(qū)內中砂可使混凝土在較低砂率內獲得良好的工作性，避免因粗砂配制混凝土砂率過高引

10、起的混凝土體積穩(wěn)定性不良、混凝土內部氣泡難以排出等諸多問題。外加劑種類目前，工程中常用的減水為聚羧酸高效減水劑、奈系高效減水劑。聚羧酸減水劑被稱為第三代高效減水劑，具有減水率高、保坍性強、適應性廣等優(yōu)點，為預制T梁混凝土配制用減水劑的首選品種。但相對于奈系減水劑，聚羧酸類減水劑更為敏感，受拌和時間、摻量、集料含泥量等因素影響較大。在實際工程應用中結合原材料及構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性是選擇優(yōu)選外加劑的關鍵指標，通過比較不同外加劑混凝土拌合物的流動性、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。兩種不同適應性拌合物拌合狀態(tài)如下圖所示。 圖1

11、適應性較好的拌合物 圖2 適應性較差的拌合物 2.2混凝土施工控制拌合物質量預制T梁混凝土拌合物入模坍落度宜控制在90120mm之間，室內設計初始坍落度宜控制在140160mm。應充分考慮拌合站與梁場運輸距離、施工溫濕度、混凝土澆筑時間等，保證混凝土拌合物具有良好的保坍性，入模坍落度能滿足施工需求。拌合物應具有良好的流動性，能夠在適當?shù)恼駬v作用下填充到模板的各個角落，同時混凝土拌合物應具有良好的粘聚性、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整體的形式流動。現(xiàn)場施工混凝土拌合物工作性主要通過坍落度、擴展度試驗檢測，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制T梁混凝土應布料均勻、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，易開動側振或插入式振搗器以輔助下料。澆筑及振搗工藝預制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，振搗時間以20s為佳，插入下層深度為510cm。附著式振搗器應采用梅花型布置，各振搗器振搗頻率一致，避免相互干擾。振搗時間以混凝土不在明顯下沉，無氣泡上升，表面出現(xiàn)明顯水泥漿為止。2.3養(yǎng)生方法T梁采用內貼薄膜外用復合型土工布全面覆蓋的養(yǎng)生方法進行保濕養(yǎng)生。貼膜法：混凝土拆模后及時移開模板，向其表面澆水，待飽和流淌后用塑料薄膜沿澆水方向敷貼，在轉角處用封箱膠帶黏貼固定，養(yǎng)生過程中設專人管理，必要還應進行局部補水。3.結語綜上所述必須從以下幾方面入手才能有效的防治T梁質量缺陷的發(fā)生：1) 選用質量穩(wěn)定的