鐵路T梁梁體表面氣泡和砂線的產(chǎn)生及控制

鐵路T梁梁體表面氣泡和砂線的產(chǎn)生及控制通過原材、配比、施工工藝等方面分析了T梁梁體表面氣泡和砂線產(chǎn)生原因，提出了相應(yīng)的控制方法。標(biāo)簽：氣泡；砂線；控制方法1引言新建蒙西至華中地區(qū)鐵路煤運(yùn)通道MHTJ-29標(biāo)段瀏陽制梁場的臨建項(xiàng)目于2015年11月開始建設(shè)，2017年11月取得生產(chǎn)許可證。該項(xiàng)目位于湖南省瀏陽市三口鎮(zhèn)，共計(jì)預(yù)制613孔T梁。施工初期T梁梁體表面的氣泡和砂線不時(shí)出現(xiàn)，這兩個(gè)問題同時(shí)也困擾所有混凝土工程人員。我公司本著“創(chuàng)精品工程”和“造優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品”的初衷，針對此類通病，從混凝土原材、模板處理、現(xiàn)場攪拌灌注施工等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕y(tǒng)計(jì)分析，并對各環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，加強(qiáng)施工控制，保證了生產(chǎn)的產(chǎn)品內(nèi)實(shí)外美。2氣泡和砂線產(chǎn)生的原因、多發(fā)部位及分部規(guī)律2.1氣泡產(chǎn)生的原因2.1.1原材原因：由于水泥混凝土本身是一種含氣材料。試驗(yàn)表明，含氣量隨水灰比的增大而增大，所以應(yīng)當(dāng)保持合理的水灰比。骨料級(jí)配不合理，粉煤灰、礦渣粉細(xì)度偏離標(biāo)準(zhǔn)大，造成混凝土內(nèi)部各種材料相互填充不密實(shí)，留下了一定的空隙，為氣泡的產(chǎn)生提供了機(jī)會(huì)。2.1.2施工原因：在制梁生產(chǎn)時(shí)，混凝土本身所含有的氣體經(jīng)過振搗后，小泡徑的氣泡會(huì)均勻的分布于混凝土的內(nèi)部，大直徑的氣泡經(jīng)過振搗后會(huì)沿最短路徑的排出。振搗后未能及時(shí)排出的大直徑氣泡便滯留在混凝土內(nèi)部形成內(nèi)部缺陷，雖排出但是滯留在模板內(nèi)側(cè)的大直徑氣泡便形成了氣泡。另外模板光潔度欠佳、整體剛度配置不當(dāng)，脫模劑的品質(zhì)低劣，水泥、粉煤灰、礦粉、外加劑的品質(zhì)、性能等，均是氣泡產(chǎn)生的后天原因。2.2砂線產(chǎn)生的原因砂線俗稱“水溜子”，是混凝土橋梁表面質(zhì)量通病之一，嚴(yán)重影響了梁體的外觀質(zhì)量。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，其多數(shù)產(chǎn)生于雨天施工、雨后施工內(nèi)模里的水排不徹底、當(dāng)天氣溫溫差大、當(dāng)天氣溫低于10度而現(xiàn)場施工又沒有加熱保溫措施時(shí)產(chǎn)生。砂線產(chǎn)生主要原因是混凝土和易性差、混凝土溫度低、天氣氣溫低減水劑的作用未能完全發(fā)揮出來而產(chǎn)生的后置泌水，一旦游離水聚集到一定量，經(jīng)附著式振動(dòng)器強(qiáng)力振搗，這部分水分就會(huì)夾帶著水泥等膠材沿模板和混凝土間隙向上發(fā)展，形成砂線。2.3氣泡和砂線的分布規(guī)律及多發(fā)部位統(tǒng)計(jì)分析得出，梁體表面氣泡和砂線的多發(fā)部位及分布規(guī)律如下：對于梁場“T”型梁砂線一般在下部變截面及腹板產(chǎn)生，豎向發(fā)展，長短不等，多數(shù)呈蛇形狀或魚骨狀，寬度為1.0mm-4.0mm，深度在0.5mm以內(nèi)。砂線處砂粒外露，兩側(cè)多伴有深褐色物質(zhì)，一旦產(chǎn)出，非常刺眼，容易發(fā)現(xiàn)。經(jīng)細(xì)砂紙磨砂以后漏出混凝土本色，清除附在表層的砂粒，用草酸水沖洗砂線處，待風(fēng)干后再用摻有膠水的水泥漿（水泥：膠水=1：0.45）修補(bǔ)，打磨，可以基本恢復(fù)梁體原貌。3原材料對梁體氣泡和砂線的影響及控制措施3.1水泥對于氣泡和砂線問題的影響甚大。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，同配合比、同廠家不同批次的水泥，拌和出來的混凝土工作性能差異較大，表現(xiàn)為混凝土拌合物勻質(zhì)性差，個(gè)別存在輕微離析、泌水。所以應(yīng)當(dāng)選擇質(zhì)量穩(wěn)定的水泥。3.1.1水泥比表面積應(yīng)控制在300-350m2/kg，水泥比表面積過大過小或石膏摻量對混凝土用水量、混凝土性能和梁體外觀質(zhì)量有著直接影響；水泥進(jìn)場后應(yīng)在3天強(qiáng)度檢測結(jié)果出來后再使用，一來避免未檢先用，再者可以使水泥充分冷卻，以保持水泥性能穩(wěn)定。3.1.2應(yīng)對水泥和所選擇的減水劑進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn)，根據(jù)檢測結(jié)果選擇合適的水泥品種和減水劑。3.2骨料針對梁體C60混凝土及鐵路規(guī)范要求，本項(xiàng)目選擇細(xì)度模數(shù)為2.6-3.2的中砂和5-10mm、10-20mm二級(jí)級(jí)配碎石，同時(shí)對碎石的針片狀、含泥量尤其是河砂的泥塊含量嚴(yán)格控制，在此基礎(chǔ)上又選擇保水性較好的石灰?guī)r碎石，從而改善混凝土的和易性和保水性、粘聚性。3.3摻合料為了配制更好工作狀態(tài)的混凝土摻加粉煤灰和礦渣粉兩種摻合料。配合比通過這兩種材料的“火山灰效應(yīng)”、“形態(tài)效應(yīng)”和“微集料效應(yīng)”相互疊加，形成“工作性能互補(bǔ)效應(yīng)”和“強(qiáng)度互補(bǔ)效應(yīng)”，使得混凝土具有良好的工作性能。3.4外加劑聚羧酸高性能減水劑和引氣劑可以極大的提高混凝土拌合物性能和耐振搗性。減水劑與水泥、粉煤灰、礦渣粉應(yīng)有良好的相適應(yīng)性。減水劑中引氣成分在混凝土中易形成較大氣泡，一旦施工振搗不合理，很容易出現(xiàn)氣泡和砂線，應(yīng)該引起大家的重視。項(xiàng)目對所用減水劑、引氣劑做如下控制：3.4.1減水劑的減水率不低于25%，引氣劑含氣量大于3%。優(yōu)先選擇聚羧酸系減水劑，同時(shí)對減水劑的保塌、增塑、消泡、引氣性能提出相應(yīng)要求。3.4.2加強(qiáng)過程控制，新進(jìn)減水劑與水泥、粉煤灰、礦渣粉的相適應(yīng)性必做，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，適當(dāng)調(diào)整減水劑的摻量或配方。4混凝土生產(chǎn)和灌注4.1嚴(yán)謹(jǐn)混凝土生產(chǎn)過程4.1.1精確控制水灰比：每次開盤前做好砂石含水率的檢測，及時(shí)調(diào)整施工配合比。4.1.2在砂石級(jí)配合格的前提下，根據(jù)砂、石的實(shí)際級(jí)配適當(dāng)調(diào)整施工配合比的砂率和5-10mm與10-20mm碎石的摻配比例4.1.3當(dāng)天最高氣溫低于10度時(shí)，對拌合水、外加劑加溫，對砂石料倉增設(shè)保溫簾，延長攪拌時(shí)間150s-180s等措施提高混凝土的工作性能和出機(jī)溫度4.2加強(qiáng)灌注、振搗工藝控制灌注工藝包括運(yùn)輸、布料和振搗。加強(qiáng)混凝土運(yùn)輸管理，對運(yùn)輸車輛進(jìn)行合理調(diào)配，減少等待時(shí)間；加強(qiáng)現(xiàn)場混凝土盯控，及時(shí)將現(xiàn)場混凝土狀態(tài)反饋至拌合站，做有針對性的調(diào)整；整個(gè)澆筑過程應(yīng)當(dāng)控制布料厚度，嚴(yán)格分層布料、分層振搗。試生產(chǎn)時(shí)混凝土灌注速度快、分層厚、振搗時(shí)間短混凝土表面出現(xiàn)大量的水泡。故調(diào)整每層布料厚度為300mm左右，隨時(shí)澆筑，隨時(shí)振搗，，振動(dòng)器的開啟時(shí)間一般為140-160S為宜，避免重復(fù)振搗，謹(jǐn)防過振。根據(jù)梁體內(nèi)鋼筋構(gòu)造、預(yù)應(yīng)力管道布局、模板剛度選取適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)形式。T梁采用附著式振動(dòng)器為主，插入式振搗棒為輔，附著式振搗器以高頻為主，插入式振搗棒以中頻為主。附著式振動(dòng)器的布置與氣泡和砂線的出現(xiàn)關(guān)系密切。梁場對32米梁的附著式振動(dòng)器布置方法為：上下兩排，上下排間距0.7m-1.1m，左右間距為1.5m，總體呈現(xiàn)梅花狀分布，對于梁體端頭部位各加密一臺(tái)振搗器，在距離梁體頂面0.8m-1.2m處則由振搗棒振搗。該方法能顯著減少氣泡和砂線。當(dāng)溫度較低時(shí)，要做好對模板的保溫措施，防止混凝土發(fā)生后置泌水現(xiàn)象。5模板模板的剛度、平整度與光潔度是影響混凝土外觀質(zhì)量的又一關(guān)鍵因素。5.1模板整體的剛度、平整度、光潔度應(yīng)與振動(dòng)器頻率、梁體高度、混凝土標(biāo)號(hào)綜合考慮，模板順直、平整又有適當(dāng)?shù)膭偠?，可以防止因不良共振造成砂線的出現(xiàn)。對比梁場4套新模板和11套舊模板生產(chǎn)的梁，發(fā)現(xiàn)新模板產(chǎn)生氣泡較少外觀質(zhì)量好；打磨干凈、無銹蝕的模板整體外觀質(zhì)量較好。5.2脫模劑的選擇。摒棄以前使用機(jī)油兌柴油的脫模方案，選擇了新型脫模劑一一江蘇某品牌SBTJK-500型混凝土脫模劑，該脫模劑為油性液體，具有一定的消泡成分，當(dāng)混