浅谈提高高架桥墩柱外观质量的控制措施.docx
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浅谈提高高架桥墩柱外观质量的控制措施
浅谈提高高架桥墩柱外观质量的控制措施
摘要:
通过对墩柱砼外观质量的简单探讨,结合工程实际应用,从影响墩柱砼外观质量的形成原因、主要因素入手,提出墩柱砼外观质量的控制措施和方法。
关键词:
墩柱砼;砼强度;匀密性;砼配比;砂率;浇筑;振捣;质量通病;防治
墩柱砼外观质量控制,一次性施工效果好的砼,拆模后其结构外形轮廓分明、线性顺滑而又不乏挺拔,砼表面平整、光洁、色泽自然、均匀一致,它能给人产生朴素、自然、美观的视觉感受,这是砼该达到的效果。
那么如何才能浇筑外观质量好的砼呢?
下面就砼外观质量作一简单探讨。
一、结构砼外观质量控制原理
砼是多相料组成的人造石,从根本意义上讲,砼的施工,就是人工加工料的再加工,即将水泥、砂石等原材料,加工成可塑性拌和物,再将拌和物(半成品)加工成结构砼成品。
其成品质量(含内在质量与外观质量),取决于两大因素,首先是相料品质,再则是施以两次加工的施工质量,可用一个直观的公式来表示:
砼施工质量=(水泥、砂、石、水等合格原材料砼拌和物)×工艺技术=(砼配比质量+搅拌质量+运送质量)+(浇注质量+振捣质量+养护质量)=砼拌和物材料质量+砼浇筑成型质量。
所以,砼工程结构质量是由砼施工质量作保证,而砼施工质量,取决于工艺技术含量。
工艺技术含量是对各质量因素相关的技术指标、工艺标准的施工有效控制和管理。
结构砼的成型质量直接反映了施工工艺技术、管理水平。
(二)砼强度和匀密性
一直以来,总是以强调砼强度、水灰比来指导砼施工。
随着建设形式的发展,不仅要求砼强度等内在质量,对外观质量的要求也愈来愈高,若仍以砼强度、水灰比指导砼施工,已经不能完全满足其指导施工的要求。
为此,除了砼强度外,砼的匀密性对砼的外观质量影响是至关重要的。
通常所谓砼外光内实,即表达了砼的内在质量和外观质量,其实也是砼强度和匀密性的集中体现。
内在质量好,砼强度高;外观质量好,砼匀密性好。
以砼强度和匀密性为砼质量特征,对砼施工质量的意义,可初步概况为:
1、砼强度和匀密性表达了砼内在质量的一致性。
质量好的砼,是指强度和匀密性都较好的砼。
砼内部呈均匀密实的连续分布状态,其结构的弹模、容重等都比较一致,则砼力学性能稳定,砼弹性压缩、收缩、徐变性能也趋稳定;如果砼有疏松、离析、蜂窝等不均匀、不致密现象存在,则必导致砼强度低,故可认为,砼匀密性好,砼强度高,反之,砼强度高,必然是匀密性好。
结构砼的抗压强度,都是以砼试件的抗压强度为代表的,但试件强度合格的结构砼,未必都是匀密性好的砼。
造成砼抗压强度分布离散度较大的原因,是砼匀密性的差别。
2、砼强度有等级指标可以量化,而砼匀密性则不然,但可通过砼外观质量来鉴定,因外层砼对匀密性反映最为敏感。
因为砼振捣时,其流动性、保水性和混合颗粒的运动,均受到模板侧限的影响,靠近模板的外层砼匀密性,比内部砼难于得到改善,在这种情况下,砼拆模后外观质量好的话,一般来讲,内部砼的匀密性更是好的,但外观质量也不能完全说明内外砼匀密性的一致,往往仅是因为外层砼的匀密性较差,而引起外观质量不良。
如当模板不平整、板缝不严密,甚至跑模而渗水漏浆或靠模板的砼振捣离析、泌水以及砼接茬时模边泛浆等,均可导致砼表面出现色斑、砂线、麻点,或者倒脚处残留气泡等常见弊病,其原因均为外层砼匀密性不良或匀密性遭到破坏所致。
如果工艺操作顺序、方法得当,致力于砼内外匀密性的保持、维护或外层砼匀密性免遭破坏,则砼表面平整光洁、色泽均匀。
由此可见,对砼外观质量的观察评定,实际上是对砼结构匀密性的表层鉴定。
3、砼强度和匀密性,都涵盖着砼的技术性能和工艺指标,施工时需同时满足。
举一个例子说明:
如泵送砼≤30米,选用塌落度为11-15cm,倘若泵送不困难,采用塌落度9-10cm也可以,都符合不影响砼强度的和易性范围,若在施工中,这一盘料(或这一层)砼塌落度为9cm,而另一盘料(或另一层)塌落度为15cm,塌落度如此相差6cm的砼拌和物,其砼塑性方面存在的流动性不同、稀绸不同,在浇筑过程中,其砼均密程度或密实状态差异较大,在先后接茬处的砼表面,难免出现深浅色差不同。
由此可见,砼施工中,既要注意砼强度,同时又要注意匀密性,才能满足砼内在质量和外观质量的要求。
(三)砼外观质量控制原理――砼的均匀密实性
作为砼质量特性之一的砼均匀密实性,不是砼天然具备的,而是靠工艺施工出来的。
均匀密实性好的砼,是各相材料颗粒,包括水泥颗粒,在砼体积内呈均匀分布、排列紧密、连续完整的匀质状态。
即大颗粒之间是小颗粒,小颗粒之间是细颗粒、微细颗粒,构成均密型的颗粒骨架,在这种颗粒骨架的基础上,系由水泥和水而成的水泥浆,水泥浆包裹沙子成为水泥砂浆,水泥砂浆充填粗骨料缝隙,构成砼的结构。
因此,要获得砼结构的均匀密实性,就在于单位砼体积中维持三个不变:
水泥(砂)浆含量不变,级配骨料含量与分布不变,拌和物的整体塑性(塌落度指标)不变。
如果任何方面的变化,则砼均匀性和密实性都同时发生变化,从而影响砼的强度和外观质量。
在砼施工过程中的拌、浇、振三个主要环节上,砼拌和物中最活跃也是最难维持的成分就是水泥(砂)浆。
骨料同水泥(砂)浆比较起来,骨料密度较大、流动度和扩散性较差,其颗粒运动易于稳定,而水泥(砂)浆则不然,如果搅拌不均匀,会出现灰浆团块;塌落度相差较大,灰浆绸稀不一;自由倾落过高,灰浆骨料离散;浇筑厚度不同,浮浆多少不等;振捣过量或振时过长,灰浆离析、泌水;浇铺时过早振捣,灰浆溢出漫浮;欠振、漏振时,灰浆充填不实或未及充填等,从而出现局部或大面积砼表面缺陷。
可见,控制砼外观质量的基理,关键在于控制砼的均匀密实性,施工中,只要控制好灰浆成分、灰浆含量、灰浆分布的均匀性,基本可控制砼的外观质量。
二、控制砼外观质量的措施
(一)模板质量的控制
结构砼的施工,能否达到工程整体美观的要求,首先取决于模板质量的控制。
砼的平整度、光洁度、色差度都于模板质量直接相关。
因此,在模板工程的设计、制作时,首先应满足模板结构的强度和刚度,确保模板拼缝严密、不变形、拆卸方便;其次,要选择好板面材质,并使其同砼脱模剂相匹配。
(二)浇筑工艺质量的控制
1、砼配比
通常选择砼配合比的水灰比、水泥用量的原则是要符合规范限定的砼强度和耐久性的要求,对抗渗砼、大体积砼、水下灌注砼等都有专门规定,而由外观质量要求的砼,尚无规定可循,但对砼外观质量的控制必须从砼配合比设计开始。
总的原则是:
较通常情况下的砼配合比作细微调整,即维持一定数量的水泥用量,略增加砂率,稍减用水量。
(1)水泥用量
根据经验,延长砼的模内养护期或加大水泥用量,是有利于砼表面的自然光洁度的。
但施工现场模板的周转一般是根据进度确定的,延长砼模内养护期较难做到,因此,掺加减水剂,相对增加水泥用量是较为普遍的做法。
(2)砂率
砂率除与级配、空隙率有关外,还与砂子的粗细程度(细度模数)有关。
最佳含砂率是指在砂石骨料颗粒级配的规定条件下,选择能同时满足砼质量和工作和易性要求的砂子最佳含量:
为了促使砼达到均匀密实度质量和充分改善砼拌和物和易性,使砼中细骨料含量较通常稍微增大一点。
因为砼的匀密过程是以和易性为前提的,和易性包括砼拌和物流动性、粘聚性和保水性,而这些性能还在于砼中有足够的水泥砂浆起主要作用。
当减水剂(水剂约1%,粉剂约1.5%)掺量不大的情况下,砂率较通常稍提高1-2%许,不仅砼浇捣塑性明显改善,砼成型后粗骨料被砂浆包裹覆盖层厚度均匀,砼表面避免出现“相料色差”。
(2)塌落度
砼拌和物是砼成型结构的原材料,而砼拌和物的成型可塑性的最终反映是塌落度。
对砼外观质量的控制,最重要的环节是砼塌落度的控制,所以,恰当控制塌落度很有必要。
从现场经验得知,对砼塌落度要么就大(塌落度20cm上下),这时拌和物水泥含量多,砼外观光泽较好;要么就小(塌落度10cm左右),拌和物含水量少,易克服砼气泡。
前者水泥用量增加很多,成本上不经济,后者一般情况采用5-7cm、7-9cm、9-12cm、12-16cm塌落度的拌和物;但有外观质量要求的砼,塌落度较通常一般采用的塌落度略减少1-2cm,使砼拌和物粘绸一些,振捣效果好一些,有利于砼外观质量。
为此,需将通常的非泵送砼的7-9cm塌落度调整为7±1cm,泵送砼12-16cm调整为11-14cm,施工时砼搅拌、运输样控制塌落度上下限,以求砼的塑性稳定。
2.砼的搅拌和运输
砼的搅拌必须达到三个基本条件:
计量准确、搅拌彻底、塌落度稳定。
否则拌和物中将出现水泥(砂)浆分布不匀,易出现砼表面色差或砼振捣易离析、泌水等非匀质现象。
一般,当水泥用量达350kg/m3及以上的砼,可称之为富水泥砼,这时,砼的搅拌时间要适当延长,如采用滚筒式搅拌机,宜延长2.5-3分钟,强制式搅拌机宜延长1.5-2分钟,当掺加外加剂时,搅拌时间应在延长1分钟。
恰当的运输工具是砼搅拌车,且运输距离不宜过长。
3.砼浇筑和振捣
强调浇筑与振捣,必须克服重视振捣、轻视浇筑的习惯。
浇筑无序或振捣无方,都是砼产生各种不均匀性的根源。
唯一的克服办法是注意把握浇筑与振捣的“火候”。
要求振捣要密切注视浇筑状况,什么时候可以振,什么时候不能振,以及振捣多长时间、遍数,都依据浇筑情况而定,对砼不要早振,也不要迟振;不要欠振,也不要过振。
砼的浇筑方法:
(1)分段分层、限时接茬
混凝土的浇筑,必须分段、分层地进行浇筑作业。
一般确定分段长度的原则:
a.在砼拌和物未初凝的可塑时间内,完成砼的分层接茬和分段接茬,同时砼的搅拌、运输能力供料及时;
b.根据砼浇筑时的气温条件,防止砼浇筑面上水分挥发过多造成接茬不良。
浇筑分层:
是指砼浇筑过程中,按断面自下而上分次进行的砼浇铺厚度,一般40-50cm一层为宜(约为振捣棒作用半径的1.25倍),每层厚度应基本一致。
砼分段、分层上下层之间的浇筑(接茬)间隔时间,在常温下,限为2个半小时为宜。
当水泥初凝时砼失去塑性,砼产生强度,此时砼已接近初凝,砼中水泥(砂)浆的塑性差异过大,振捣时难于分布均匀,结果形成色差带或冷缝式色差。
、
(2)浇前振后、切莫早振
砼振捣基理,一是液化,二是捣实,为达到砼均匀密实性,浇与振需协调配合,切忌早振。
所谓早振,有两种情况:
一是指本层砼厚度未铺足或浇铺不到位即砼拌和物层次不清、顺序零乱,往往出现中间高、两边低,或一边高、一边低的堆积和低洼现象。
二是指对本层砼浇铺段前沿临空部分,不等下段砼浇筑衔接,就过早振捣,这也称为早振。
早振的结果是:
a.砼拌和物有流动现象,砂浆与骨料分离或水泥砂浆流向低处;b.再浇筑砼时,随砼浇筑面增高,砼液化面上升,则富水泥浆上浮,紧靠侧模面,形成色差带;
(3)过振
过振是指砼振动延时过长,此时砼易产生离析、泌水,离析较重的,骨料分离,显露砂石或出现水波纹状的云斑或鳞状色斑。
轻的出现泌水、砂斑、砂线。
(4)振捣
砼振捣应遵循快插慢拔、振点等距离布置的原则,砼振实的表现为:
砼已无显著沉落、表面呈现平坦,砼已不冒气泡、砼开始泛浆。
振捣时需注意:
a.要离开模板20cm左右,防止损坏模板或出现漏浆等;b.振捣时间同砼塌落度结合起来,防止过振,一般情况下,7cm塌落度振时为25秒;5cm塌落度为30秒,9cm塌落度为20秒。
三、砼外观质量通病防治
砼外观质量通病,按其产生的原因,基本可分为两类:
一种是由于砼浇筑振捣工艺不妥产生的外观质量问题;另一种是由于模板、钢筋和砼等综合因素引起的外观质量问题。
(一)克服砼浇筑振捣通病
砼振捣不当产生的质量通病类型为:
1、漏振(局部未振捣到位)――蜂窝、空洞
2、振(振捣时间不够)――麻面;
3、过振(振捣时间过长)――砂斑、砂线;
4、早振(浇铺未到位、未摊平)――色差(水泥浆不匀)
5、快振(振捣棒上提过快)――气泡;
6、早振+过振 轻度――云斑、水波纹;重度――鳞斑
7、迟振――冷缝;
(二)墩柱砼外观质量通病防治
1、墩柱砼外表气泡多且密集
外观现象:
除个别大气泡外,细小气泡多,呈片状密集;
主要原因:
a、振捣时间不够,振捣棒上提速度过快;b、掺减水剂砼搅拌时间不够,不足2分钟;c、砼塌落度大、水泥浆稀、含水量重,贴模板面的砼气泡含量多,未排除完;
防治措施:
a.砼拌和均匀,搅拌时间不少于2分钟;
b.塌落度不宜过大,如塌落度为5-7cm,下部宜按高限控制,上部按低限控制;
b.振捣棒要快插慢拔,每一振点累计振捣时间不少于25秒,柱子愈往上浇筑要放慢浇筑速度,并使塌落度适当减小、振捣时间适当延长;
c.砼振捣顺序,先从外圈开始,螺旋型振到内心,然后再从内到外,反螺旋振捣。
2、墩柱砼表面显见模板缝痕或缝口处不规则色斑、砂线
外观现象:
模板节段拼装处上下(横向)合缝不平整、错台,呈抱箍状缝痕或深浅色差;模板竖向合缝处不平整、错台,有砂线砂斑或深浅色差。
主要原因:
模板缝口加工精度不够,难于保证拼装(上下对接或竖向合缝)质量。
造成模板拼装后不平顺、有缝隙。
浇筑砼时,如缝里渗水,但水泥未淌出则形成色斑;如有水泥淌出则形成砂线。
当渗水、漏浆的严重程度不同,则色斑范围、深浅不一。
防治措施;
a.提高模板加工质量,尤其缝口加工精良;
b.柱高≤15米时,模板不分节,采用两半个模板竖向合缝拼装;当柱高≤10米时,采用预先拼合成整体,整体吊装。
c.拼装合缝严密、平顺、不漏水、漏浆。
d.振捣砼时,振捣棒离开模板缝口20厘米。
e.立柱砼浇到顶端时,须将浮浆(含粗集料少的稀浆砼)清除干净,彻底更换。
为了积极配合当前建设的重点工程,争创优良精品为质量目标的创优活动,下面将“清水砼表面修饰工艺要点”,介绍如下,供施工参照。
四、清水砼表面修饰工艺要点
(一)、大面积修饰
1、干修法
拆模后,在砼原生湿润(不另浇水)条件下,对砼外露面立即进行(或边拆模边进行的)表面修饰处理的作业方法。
使用场合:
砼面无大的(或无严重的)跑模漏浆、蜂窝、麻面等外观缺陷,主要存在气泡眼较大,细泡点密集或有多处气泡、水线、砂眼的情况,以及在多雨季节里实施的个性施工,一般采用干修法。
(1)模板拆除后,立即采用重量比约1:
2的黑、白水泥(注:
黑水泥指与该砼同标号、同品种的水泥,以下同),掺入经试配确定的少量干净细砂和少许107胶水或相当此类胶水拌和成干硬性的水泥砂浆,用油漆刮刀把砼表面散布的一个个豆眼般及较大的气泡眼填实、刮平。
一般称其为第一遍补浆。
(2)第一遍补浆作业结束后(或前后流水作业相距)一定时间(一般约1-3小时),接着采用重量比为1:
2.5-1:
3.5的黑白水泥调制的中稠灰浆,进行展延性补浆,范围是第一遍补浆过的和第一遍未补浆的细小气泡带、气泡群。
通常称其作业为第二遍补浆。
(3)两遍补浆完成后(或前后流水作业相距)一定时间,即补浆点达到可用金刚砂布对其打磨而又不致脱落的程度(一般约2-4小时)后,将补浆面打磨平整。
最后采用重量比为1:
3.5-1:
5的黑、白水泥拌干灰,并用棉纱头将砼面全面抹擦一遍,待自然静置过液至第二天(不少于6小时)再进行覆盖洒水保养。
(4)若第二天发现有补浆收缩或脱落、存在凹凸不平或麻斑现象,则应重新按
(1)—(3)项的程序、方法操作,有针对性地再修补一次。
墩柱砼施工时决不能寄希望于修饰来仿其真貌。
只要采取切切实实的措施和科学合理施工工艺,一定能够打出漂亮的墩柱砼来。
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