混凝土外观质量是涵洞施工中最重要的环节之一,混凝土外观质量的好坏对整个涵洞工程评优意义重大,且在一定程度上代表着施工单位的形象和水平,因此我们必须引起高度重视。
涵洞混凝土讲究内实外美,内实主要是指混凝土的强度、耐久性能等指标达到设计要求。外美即外观质量整洁美观,没有大的缺陷。涵洞的外观质量经常会发生一些质量通病,如平整度和光洁度较差,水泡、气孔、蜂窝、麻面较多,错台明显,局部有施工缝或颜色不一致等。导致以上质量通病即有混凝土材料方面的原因,如原材料质量不佳,或混凝土和易性不好,坍落度过大等,也有施工方面的原因,如混凝土的由倾落高度过大,或振捣不到位,以及其它原因导致混凝土离析等。此外,模板的平整度和刚度对涵洞的整休外观质影响也很大,选用不同的脱模剂对混凝土光洁度也有很大影响。以下针对各种外观成量缺陷分别说明: 一、混凝土外观质量的常见通病 1、蜂窝
混凝土结构局部出现明显的不密实以及大小不一的孔洞,产生的原因有:
1)混凝土配合比不当或砂、石子、水泥材料加水量计量不准,造成砂浆少、石子多; 2)混凝土搅拌时间不够,未拌合均匀,和易性差,振捣不密实;
3)下料不当或下料过髙,未设溜槽、串筒等辅助器械致使石子集中,造成石子砂浆离析现象;
4)混凝土未分层下料,振捣不密实、漏振或振捣时间不够; 5)模板缝隙未堵严,水泥浆流失;
6)对钢筋混凝土而言,使用的石子粒径过大或坍落度过小也会造成很大影响。 2、麻面.气孔
混凝土局部表面出现缺浆和许多小凹坑、麻点,形成粗糙面,但无钢筋外漏现象。产生的原因有:
1)模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未淸理干净,拆模时混凝土表面被粘坏; 2)釆用组合摸板时拼缝不严,局部漏浆;
3)模扳漆涂刷不匀,局部漏刷或失效,混凝土表面与模板粘结造成麻面;
4)由于振捣不足,气泡未能完全被排出,还有一部分气泡留在模板表面,形成混凝土表面麻点;
5)混凝土坍落度过大,导致混凝土离析和泌水,多余水份上升至起拱线以下时,受模板所阻而产生大量水泡;
6)混凝土入仓时倾落高度过大,混凝土下落后,一些砂粒随稀浆溅起落到较髙处的模板上,提前结成小硬块,造成混凝土脱模后出现小的坑点. 3、孔洞
混凝土结构内部有尺寸较大的空隙,局部没有混凝土或蜂窝较大,钢筋局部或全部裸漏.产生的原因有:
1)在钢筋较密的部位或预留孔洞和埋件处,混凝土下料被搁住,为未振捣就继续浇筑混凝土;
2)混凝土离析,砂浆分离,石子成堆,严重跑浆,或未进行振捣; 3)混凝土一次下料过多,过厚或下料过高,振捣棒震动不到,形成松散孔洞; 4)混凝土内掉入杂物,混凝土被卡住。 4、砂纹(水线)
主要原因是混凝土坍落度过大,或振捣过度,混凝土表面出现明水聚集在模板内壁,而
浇注混凝土时的高强压力导致模板台车轻微变形,水就沿着模板流下来,出现泪线一样的砂纹.
5、混凝土表面不平整
主要原因与模板的拼装精度和结构刚度有关.特别是在使用组合模板的情况下,有的模板本身已明显变形或内凹,导致混凝土表面不平整,或在组合时模板之间的缝隙控制不好,导致出现板缝.釆用整体模板时,设计时必须保证模板整体的刚度。光洁度问题主要与模板表面刷涂的隔离剂有关,一般来说,使用脱模剂的,混凝土光洁度较好,使用废机油的则混凝土光洁度较差. 6、错台
主要与模板就位时的偏差有关。另外浇筑混凝土时必须左右对称浇筑,均衡上升,否则模板受到偏压也会导致错台。 7、混凝土颜色不一致
主要有三种原因,一是所用水泥品种较多,导致颜色不一;二是在产生了蜂窝麻面的地方进行修补,修补所用材料和方法掌握欠佳,导致修补后衬砌颜色与未修补处有较大差异,通常修补处明显发黑;三是以废机油作脱模剂时,刷油厚度及浓度不均匀,导致混凝土颜深浅不一. 8、裂缝
要与养护有关,必须保证足够的养护时间和湿度。另外,混凝土脱模时间过早也会引起开裂。
二、混凝土和易性与外观质量的关系
混凝土和易性的好坏对其外观质量有很大的影响.混凝土的和易性是指混凝土在拌好后至凝结硬化前,便于施工操作的性能,一般通过三个方面对和易性指标进行综合描述,即流动性、粘聚性和保水性.其中流动性表示混凝土是否易于流动的性能,用坍落度值定量表示。一班来说坍落度小于lOcm时不易流动,12cm~l6cm时流动性较好,且不易离析和泌水,最适于泵送:18cm~20cm甚至更髙时,为大流动性混凝土,但容易离析。粘聚性表示混凝土抵抗离析能力的大小,一股为定性描述.粘聚性差,则混凝土产生离析,表现为石子与砂浆相分离。保水性表示混凝土抵抗泌水能力的大小,可用泌水率比来定量描述。保水性差,则混凝土产生泌水,表现为水分从混凝土中析出。只有这三方面均较好的混凝土才是和易性好的混凝土。在采用泵送施工的情况下,往往会出现混凝土的坍落度满足泵送要求,甚至过大,但粘聚性和保水性较差的情况下,这时要么混凝土容易离析,导致混凝土不密实甚至出现空洞或漏筋情况,要么混凝土发生泌水现象,混凝土表面会出现大量水泡、水线、砂纹,甚至大面积的翻砂.
外观质量问题与混凝土施工用砂石料质量有密切关系,砂石料的质量越差,混凝土的外观质量也就越差.砂石的级配和含泥量(或石粉含量)对混凝土影响很大,宜选用中砂及连续级配碎石,并控制级配碎石的最大粒径和针、片状含量.碎石的最大粒径必须严格控制,否则,一是容易在泵送的时候容易堵管,二是混凝土容易离析,而造成外观质量下降。当使用粗砂时,由于砂中小于0。3mm的颗粒比例较少,不利于润滑泵送管道,且混凝土的保水性也很差。其外观质量(气泡、水泡数量、平整度、光洁度等)明显不如使用中砂施工的混凝土。
加入粉煤灰可以显著提高混凝土的和易性,主要是因为粉煤灰是由大小不等的球状体组成,其表面光滑致密,在混凝土拌合物中能起滚珠作用,在新拌混凝土中水泥颗粒容易聚集成团,而粉煤灰的掺入可有效分散水泥颗粒,释放更多的浆体來润滑骨料,因此在达到同样流动度要求的前提下,可减少用水量,使混凝土的水灰比可以降得更低,因此可以减少混凝土的泌水和离析倾向.流动阻力明显减小,同时粘聚性和保水性均明显改善.另外由于加入粉煤灰后混凝土中的浆体增多,则混凝土光洁度也因此而明显提高.
三、混凝土施工控制
混凝土外观质量的优劣,在很大程度上取决于施工过程的控制。主要有以下儿方面: 1)计量不准,特别是加水量和外加剂掺量不准确,导致水灰比波动; 2)搅拌时间不够,混凝土不均匀;
3)混凝土坍落度波动大,尤其是当坍落度过大时混凝土明显离析或泌水; 4)混凝土浇筑时落距过大,混凝土入仓后离析,局部地区混凝土密实性下降; 5)振捣不充分,局部漏振.
现将混凝土施工过程中应注意的要点和细节阐述如下: 1、准备工作
在开盘前,应准确地测定砂石料的含水率,并依此换算出施工配合比,填发施工配料单。幵盘前还应检査各原材料的检验状态和储量、计量器具是否处于完好状态、复核计量是否准确等。
2、模板淸理
模板的清理、涂(或喷)隔离剂要认真操作,保证模板清理干净、隔离剂均匀分布。 3、搅拌
混凝土配料的称量允许偏差,应控制在表1规定的范围以内。在混凝土搅拌过程中,搅拌时间对混凝土的均匀性和和易性均有较大影响,特别是在掺用外加剂和粉煤灰的情况下,若搅拌时间不足,则外加剂的作用不能充分发挥,对混凝土影响较大,因此《公路桥涵施工技术规范》明确规定每盘混凝土搅拌不得超过三分钟,(从所有材料均进入搅拌机内开始计时).
表1:每盘混凝土材料的称量允许偏差
运输 凝土机中后,尽
水、外加剂 ±1 材料名称 水泥和干炫状态的掺合料 粗、细骨料 允许偏差(%) ±1 ±2 卸出快运至
4、混从搅拌
浇筑地点,路途中边走边搅拌,若运输过程延续时间过长,混凝土坍落度损失较大不能灌注时,成另行处理,不得随意加水,可加入适量高效减水剂,在浇筑前对混凝土进行一次揽拌。
5、泵送
泵送混凝土之前应先泵送1:2水泥砂浆(或同配合比砂浆)或与泵送混凝土配合比相同但粗骨料减少50%的混凝土来润滑混凝土泵和输送管内壁.
6、浇筑
在浇筑混凝土时,应先从模板左右对称的进行,两侧混凝土髙差不得超过50cm,以防止模板受偏压而发生变形。开始入模时每边均应先浇筑少许砂浆,然后在浇筑混凝土.浇筑时混凝土的自由倾落高度不宜超过2米,当超过2米时,应采用滑槽、串筒、溜管等辅助器具进行浇筑,若不采取任何措施,则将造成混凝土下落后石子明显分离,导致混凝土离析,出规蜂窝麻面。
7、振捣
振捣是混凝土施工过程中最重要的环节之一,对混凝土的内在质量和外观质量都具有非常重要的影响。
振捣的原理:混凝土是由水泥砂浆和各种粒径的粗骨料组成的混合物,在刚刚浇筑入仓之时,呈松散不密实状态,其中水泥砂浆具有一定的流动性,且它的密度小于粗骨料,因此粗骨料有依靠自身重力克服砂浆的浮力,排开砂浆自行下沉并排列得更加紧密的趋勢。阻
止骨料下沉的不仅仅是砂浆的浮力,还有骨料间的磨擦力、砂浆的粘滞力以及毛细管张力等阻力.在振捣前,这些阻力都较大,足以阻止骨料下沉,于是混凝土中的骨料互相架空,内部存在许多大大小小的空隙。为了消除这些空隙,排除其中的空气和多余的水分,并使骨料间互相挤紧,通常用振动器作振源对混凝土进行振动捣实。其中插入式振捣器和平板式振捣器最为常用。振捣器的作用迫使粗细骨料以及砂浆产生往复的相对运动,这种相对运动使阻碍骨料下沉的上述各种阻力,尤其是骨料间的磨擦力大大减小,于是,混凝土的流动性增大,这种现象通常称为振动液化。振源的振动越强烈,引起相对运动的骨料颗粒越多,上述各种阻力就越小,混凝土液化越明显.当振动强烈到一定程度时,骨料就依靠自身重力,克服各种阻力,排开砂浆向下沉降或流动到相互挤紧的位置,而空隙中的空气和水分则受到挤压,被迫向上,并从混凝土表面排出,于是混凝土就从原来的松散堆积休捣实成均匀排列的密实体,即达到了振捣效果。
混凝土入模后要认真进行振捣,既不能漏振或欠振,也不可过振,要既达到振动密实的效果,又能避免离析和泌水。若振捣不充分,则混凝土中的气泡就不能排出,会导致混凝土不密实,轻则在混凝土表面出现气孔、麻点,重则出现蜂窝麻面.但若振捣过度,混凝土将离析,对于大坍落度混凝土则容易产生泌水,导致混凝土表面出现水泡和水纹. 一般以下面四个条件来衡量混凝土是否已经振捣密实:
(1)不再出现气泡; (2)混凝土不再显著下沉; (3)表面泛浆; (4)表面形成水平面;
采用插入式振捣器进行振捣时,注意以下事项:
(1)振捣时间宜为20〜30秒;
(2)移动间距不宜大于其作用径的1.5倍,且插入下层混凝土中的深度宜为5〜10cm; (3)与模板保持5〜lOcm的距离,避免碰撞模板、钢筋及其他预埋件;
(4)当振捣完毕且变换振捣棒在混凝土拌合物中的水平位置时,应边振捣边竖向缓慢提出振捣棒,不得将振捣棒在拌合物内平拖,做到快插慢拔。 8、拆模
拆模时混凝土强度应达到设计强度的70%;拆模前应做一组同条件养护试件强度试验。并有监理单位见证试验。
底板混凝土强度达到5MPa后行人方可通行,达到设计强度的100%后车辆方可通行。 模板除掉后应立即认真处理干净,并均匀的涂刷和喷上隔离剂,隔离剂应优先选用脱模剂,并根据使用说明书和试验情况掌握稀释比例及刷模时间。
9、养护
良好的养护不仅有利于混凝土强度的持续增长,而且可以防止混凝土硬化初期的塑性收缩裂缝,若养护湿度或时间不足,则混凝土表面容易产生收缩裂缝,影响混凝土的外观质量。
在隧道环境中虽然比较潮湿,但湿度通常达不到90%,因此,在模板拆除后应尽早对初砌混凝土进行洒水养护,每日洒水次数应以混凝土表面保持湿润状态为度,洒水养护时间应按下表确定:
表2:不同混凝土潮湿养护的最低期限
大气潮湿(50%〈RH〈75%),无风,无阳光直射 日平均气温T(℃) ≥0。45 5≤T〈10 10≤T〈20 潮混养护期限(d) 21 14 水胶比 T≥20 5〈T〈10 〈0.45 10≤T〈20 T≥20 10 14 10 7 10、若不得不进行表面修补,应在脱模后尽早进行(最迟在脱模后24小时以内)。 四、混凝土常见外观质量缺陷的修补技术
1、水泡、气泡修补技术
混凝土脱模后,并对混凝土进行洒水养护,对出现的麻面、边角脱落等现象要及时进行修补。在脱模后8小时以内进行修补的效果要好于时间滞后完成的,这是因为脱模时,强度发展正处在快速上升阶段,这时进行修补的砂浆中的水泥,能同混凝土中的水泥水化反应同
步进行,水泥与水的水化反局产生的热量最大,同时带动修补的砂浆中水泥同时硬化,并更好地相互结合在一起-此时进行修补,颜色与周围一致,若滞后一段时间修补,则容易出现颜色深浅不一的“花脸”现象。
(1)大于10mm半圆孔水泡修补措施
先用灰刀将砂浆逐个用力挤压进入半圆形孔,然后抹平,并清除多余砂浆.其砂浆配置方法如表3:
表3。大于10mm孔修补砂浆配合比
配合比 水泥 1 白水泥 1。5 特细砂 2.5 河砂或机制砂过1.25mm孔径人工筛分而成 水 1.25 施工用水 用料说明 施工用水泥 II级白度 (2)小于10mm半圆孔气泡修补措施
手戴乳胶手套将潮混的水泥灰在砼表面平移,稍加用力,将其挤压入半圆孔。然后抹去多余水泥灰.水泥灰配料如表4:
表4。小于10mm的半圆修补用水泥灰配合比
配合比 用料说明 水泥 3 施工用水泥 白水泥 5 II级白度 水 1 施工用水 水泥、白水泥、水混合
后应充分搅拌均匀,不能有球状颗粒,潮湿并不能起团。
(3)边角脱落处用表4配料修补。
(4)操作要求:手持灰刀在砼表面施做,不能伤及无麻面处,要保留下钢模板与砼表面的镜面效果,修补完后,在2米以外观察检验,颜色要一致。
2、砂纹(水线)修补技术
(1)沿砂纹走向将疏松砂浆铲除,并用淸水冲掉浮渣;
(2)待干燥后抹水泥灰,并用力压实,使其与初砌表面平齐。水泥灰的配制方法同表4;
(3)最后用抹刀进行压光处理。 3、工作缝及不平整处修补技术
(1)沿工作缝走向将混凝土表面不平整处进行凿面处理,深度10~15mm,长度覆盖整
个工作缝范围,凸起的地方铲除; (2)用淸水湿润凿除面;
(3)在凿除面涂抹砂浆,并用力压入,使其略低于衬砌表面2~3mm。砂浆的配制方法同表4;
(4)抹水泥灰,使其与衬砌表面平齐水泥灰的配制方法同表4; (5)最后用抹刀进行压光处理。 4.混凝土表面未渗水裂缝修补方法
对于微细裂缝(宽度小于0。5mm),修补方法如下: (1)用喷灯或电风筒吹干裂缝部位;
(2)用注射器将环氧树脂溶液粘结剂或甲凝溶液粘结剂注入裂缝内;
(3)注射时,从裂缝的下端幵始,针头应插入缝内,缓慢注入,使缝内空气向上逸出,粘结剂在缝内向上填充.
对于浅裂缝(深度小于10mm),修补方法如下:
(1)顺裂缝走向用小凿刀将裂缝外部扩凿成V形,宽约5—6mm,深度等于原裂缝; (2)用毛刷将V形槽内颗粒及粉尘淸除,用喷灯或电风筒吹干;
(3)用漆工刮刀或抹灰工小抹刀将环氧树脂胶泥压在V型槽上,反复挪动,务使紧密粘结;
(4)缝面按需要做成与构建面齐平,或稍微突出呈弧形. 5.滲水深裂缝的处理
对于滲水裂缝,宜釆取注浆封堵的办法来解决。
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