清水混凝土橋梁工程質(zhì)量控制研究

滿在勇（中鐵十局集團建筑工程有限公司，山東 濟南250101）

1 緒論

本文對一般清水混凝土工程中常見的質(zhì)量缺陷及防治方法進行歸納總結(jié)。為具體的清水混凝土工程質(zhì)量控制提供參考。對模板的設(shè)計、加工、制作等各個細節(jié)，制定詳細、切實可行的施工方案。嚴格控制清水混凝土澆筑質(zhì)量，及時進行混凝土養(yǎng)護，加強清水混凝土成品保護。

2 混凝土工程引起的清水混凝土的質(zhì)量缺陷

2.1 清水混凝土的原材料、配制及運輸

2.1.1 混凝土原材料的影響

在混凝土配置過程中，水泥及外加劑等原材料不能保證固定牌號、品種、批次，選擇好的混凝土生產(chǎn)廠家，做好混凝土供應(yīng)計劃，配置的混凝土不具有良好的一致性，不能滿足外觀色澤一致的要求。水泥含堿量過大而導(dǎo)致的堿一集料反應(yīng)，也會在混凝土表面產(chǎn)生色差。當(dāng)粗細骨料含泥量過大或帶有雜物以及骨料的色澤不一致，也會造成混凝土質(zhì)量色澤的不均勻。當(dāng)粗骨料的粒徑大于構(gòu)件混凝土最大粒徑要求時會引起澆筑困難，造成露筋、蜂窩麻面。同時針片狀粗骨料含量過多，也會在清水混凝土表面形成粗骨料透明層。

2.1.2 混凝土配合比的影響

配合比直接關(guān)系到混凝土的工作性。當(dāng)工作性不良時，會使清水混凝土產(chǎn)生泌水、離析和流漿現(xiàn)象，導(dǎo)致清水混凝土表面產(chǎn)生水印、氣泡及蜂窩麻面等缺陷。尤其是混凝土坍落度過大將造成混凝土沁水嚴重。當(dāng)模板采用的是不透水的鋼模板或吸水性能不好的木模板時，將導(dǎo)致混凝土拆模后沁水處和非沁水處外觀不一致。

2.1.3 混凝土運輸?shù)挠绊?/p>

現(xiàn)階段，在工程建設(shè)上大都采用商品混凝土。從商品混凝土廠家到工程項目地點有一定的運輸距離，需要一定的運輸時間。清水混凝土對于混凝土本身質(zhì)量的穩(wěn)定、和易性、塌落度損失等要求嚴格。因此，混凝土運輸時間不能過長，對混凝土運輸距離也要進行嚴格控制。

2.1.4 清水混凝土的澆筑

清水混凝土的澆筑工作包括攤平、搗實和抹面修整等工序。澆筑工作的完成好壞，對于清水混凝土的密實性與耐久性、結(jié)構(gòu)的整體性以及構(gòu)件的外觀質(zhì)量有決定性的影響，是清水混凝土工程施工中保證其質(zhì)量的關(guān)鍵性工作?；炷翝仓^程中應(yīng)注意以下幾個方面：

1）澆筑高度

澆筑時如果傾落的自由高度超過2m，會發(fā)生混凝土離析，從而導(dǎo)致清水混凝土表面發(fā)生分層、色澤不均勻的現(xiàn)象。因此，當(dāng)自由下落高度較大時，應(yīng)使用溜槽或串筒。

2）分層澆筑

當(dāng)混凝土厚度較大，振搗機械的性能達不到影響深度，或者混凝土厚度不是很大，但是配筋密實影響振搗時，如果不進行分層澆筑，就不能保證混凝土振搗密實。清水混凝土拆模后很可能會出現(xiàn)蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷。

3）澆筑速度的影響

混凝土的澆筑過程總會引起模板變形。如果澆筑速度過快，同時模板體系的剛度又過小的話就會導(dǎo)致模板變形過大從而影響清水混凝土澆筑質(zhì)量。因此，必須校核混凝土澆筑速度給模板所產(chǎn)生的荷載大小及在該荷載作用下的模板變形值。一般模板變形值應(yīng)不大于1mm。

2.2 清水混凝土的振搗

清水混凝土在澆筑時需要嚴格振搗管理，在振搗過程中應(yīng)注意以下幾個方面：

2.2.1 振搗時間

振搗時間不夠時，混凝土不能充分充滿模型，且混凝土內(nèi)部還存在很多孔隙和氣泡。此時清水混凝土?xí)a(chǎn)生缺角、蜂窩和表面氣孔的質(zhì)量缺陷。若振搗過程中過振，會造成脹模，造成清水混凝土的外觀尺寸不合格。

2.2.2 振搗方法

振動器在操作過程中如果碰撞鋼筋、模板、芯管、吊環(huán)或預(yù)埋件，將會造成混凝土露筋、跑模和預(yù)埋件位置不準(zhǔn)確。因此，在振搗時要注意內(nèi)部振動器距離模板不應(yīng)大于作用半徑的1/2，并注意振動器插入位置。在振搗操作中還必須注意不能漏振。

2.2.3 采用二次振搗法

可以減少表面氣泡，即第一次在混凝土澆筑時振搗，第二次待混凝土靜置一段時間再振搗，而頂層一般在0.5h后進行第二次振搗。嚴格控制振搗時間和振搗棒插入下一層混凝土的深度，保證深度在5cm-10cm。

2.3 清水混凝土的養(yǎng)護

混凝土養(yǎng)護過程，主要是由于養(yǎng)護覆蓋物污染混凝土表面以及養(yǎng)護時機和時間沒有掌握好引起的質(zhì)量缺陷。

混凝土早期硬化期間的養(yǎng)護十分重要。清水混凝土構(gòu)筑物的側(cè)模應(yīng)在48h后拆除。如果拆模過遲，會造成混凝土養(yǎng)護不及時，混凝土?xí)蛩療徇^大而產(chǎn)生表面裂紋。養(yǎng)護時間一般不得少于14d。若養(yǎng)護時間過短，混凝土成型后會由于曝曬、風(fēng)吹、干燥寒冷等自然影響，出現(xiàn)不正常的收縮、裂縫、崩落等現(xiàn)象。為避免形成清水混凝土表面色差，模板拆除后其表面養(yǎng)護的遮蓋物不得直接用草墊或草包鋪蓋，以免造成永久性黃顏色污染，應(yīng)采用塑料薄膜密封覆蓋養(yǎng)護。

3 鋼筋工程引起的清水混凝土質(zhì)量缺陷

鋼筋工程引起的清水混凝土的質(zhì)量缺陷，主要是由于以下幾個方面的原因造成外露鋼筋的銹蝕影響清水混凝土觀感質(zhì)量，以及鋼筋綁扎、焊接后位置不準(zhǔn)確造成支模困難。

3.1 鋼筋材料的影響

鋼筋或連接螺紋表面銹蝕、污染嚴重，污染混凝土。因此必須在制作鋼筋構(gòu)件前除銹和去油污。

3.2 鋼筋構(gòu)件的制作、綁扎及焊接的影響

鋼筋構(gòu)件的制作、綁扎及焊接應(yīng)注意以下幾個方面：

1）鋼筋下料不準(zhǔn)確，或制作的各種鋼筋尺寸不準(zhǔn)確、箍筋不平直方正及彎鉤不準(zhǔn)確，造成模板無法就位，或保護層厚度不夠引起鋼筋銹蝕。

2）鋼筋焊接完畢后沒有及時清理，焊渣留置在模板上造成梁、板底表面形成銹斑。因此，用于清水混凝土鋼筋綁扎的鐵絲長度既應(yīng)滿足鋼筋綁扎牢固的要求，又要保證綁扎后多余段的鐵絲在混凝土澆筑后不露筋。

3）由于鋼筋搭接范圍內(nèi)的鋼筋密度過大，混凝土澆筑振搗不密實，從而造成混凝土蜂窩麻面的質(zhì)量通病。因此必須進一步推廣粗直徑鋼筋的機械連接和焊接，不斷提高鋼筋的連接質(zhì)量和施工技術(shù)水平。

4）鋼筋綁扎的位置不準(zhǔn)確，會給支模帶來困難。所有鋼筋的規(guī)格、間距、根數(shù)、位置均應(yīng)符合設(shè)計要求。箍筋均應(yīng)與受力筋垂直。鋼筋及鐵絲均不得接觸模板，雙層鋼筋網(wǎng)采用鐵馬凳架設(shè)鋼筋時，在不能取掉的情況下，應(yīng)在鐵馬凳上加焊止水環(huán)，防止水沿鐵馬凳滲入混凝土結(jié)構(gòu)。墻體鋼筋為雙層雙向，內(nèi)外鋼筋網(wǎng)片間按lm間距設(shè)拉結(jié)筋，柱子鋼筋用箍筋定位。鋼筋遇孔洞時應(yīng)盡量繞過，不能繞過時，截斷鋼筋應(yīng)與孔洞加強鋼筋相焊接。

3.3 鋼筋保護層質(zhì)量的影響

鋼筋保護層要主要以下幾個方面：

3.3.1 主筋保護層問題

清水混凝土與普通混凝土相比，由于取消抹灰層和飾面層而直接暴露于空氣中，使混凝土的碳化勢必會加快，會使混凝土過早失去對鋼筋的保護作用，使鋼筋脫鈍、銹蝕和保護層順筋開裂等，從而危及建筑物結(jié)構(gòu)安全，降低其使用年限；同時，當(dāng)薄弱處混凝土內(nèi)毛細管水滲透，鋼筋銹蝕體積膨脹會使該處混凝土爆裂，帶色的銹水流就會污染立面。

3.3.2 箍筋、構(gòu)造鋼筋保護層問題

部分工業(yè)建筑和橋梁的構(gòu)件中，箍筋直徑較大，考慮拉鉤要求鉤在主筋外的抗震構(gòu)造做法，實際施工中經(jīng)常會出現(xiàn)箍筋幾乎無保護層的問題，其往往被設(shè)計人員忽略，箍筋保護層無法保證，同時過多箍筋外露還會引起鋼筋銹蝕而影響柱的抗剪強度和污染清水混凝土影響觀感質(zhì)量。

4 清水混凝土工程中常見裂縫及預(yù)防

4.1 干縮裂縫及預(yù)防

干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土澆筑完畢后一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果。混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細裂縫，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。

主要預(yù)防措施：

1）選用收縮量較小的水泥，一般采用中低熱水泥，降低水泥的用量。

2）混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大,干縮越大，因此在混凝土配合比設(shè)計中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用，同時摻加合適的減水劑。

3）嚴格控制混凝土攪拌和施工中的配合比，混凝土的用水量絕對不能大于配合比設(shè)計所給定的用水量。

4）加強混凝土的早期養(yǎng)護，并適當(dāng)延長混凝土的養(yǎng)護時間。冬季施工時要適當(dāng)延長混凝土保溫覆蓋時間，并涂刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護。

5）在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置合適的收縮縫。

4.2 塑性收縮裂縫及預(yù)防

塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。其產(chǎn)生的主要原因為：混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛剛終凝而強度很小時，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細管中產(chǎn)生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等等。

主要預(yù)防措施：

1）選用干縮值較小早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。

2）嚴格控制水灰比，摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量。

3）澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透。

4）及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護劑等進行養(yǎng)護。

5）在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽和擋風(fēng)設(shè)施，及時養(yǎng)護。

4.3 沉陷裂縫及預(yù)防

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等導(dǎo)致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關(guān)，一般沿與地面垂直或呈30?！?5。角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫往往有一定的錯位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

主要預(yù)防措施：

1）對松軟土、填土地基在上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)進行必要的夯實和加固。

2）保證模板有足夠的強度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。

3）防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。

4）模板拆除的時間不能太早，且要注意拆模的先后次序。

5）在凍土上搭設(shè)模板時要注意采取一定的預(yù)防措施。

4.4 溫度裂縫及預(yù)防

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。

主要預(yù)防措施：

1）盡量選用低熱或減少水泥用量,將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。

2）改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量,降低水化熱。

3）改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統(tǒng)的"三冷技術(shù)"的基礎(chǔ)上采用"二次風(fēng)冷"新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。

4）在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。

5）高溫季節(jié)澆筑時可以采用搭設(shè)遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。

6）大體積混凝土的溫度應(yīng)力與結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力越大，因此要合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。

7）在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻管道，通冷水或者冷氣冷卻，減小混凝土的內(nèi)外溫差。

8）加強混凝土溫度的監(jiān)控，及時采取冷卻、保護措施。

9）預(yù)留溫度收縮縫。

10）加強混凝土養(yǎng)護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護，適當(dāng)延長養(yǎng)護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應(yīng)設(shè)置保溫措施，以防止寒潮襲擊。

5 結(jié) 語

本文對清水混凝土橋梁工程外觀質(zhì)量控制中的清水混凝土配合比設(shè)計、原材料選擇、清水混凝土的鋼筋工程及預(yù)埋件要求、混凝土澆注及養(yǎng)護等各個關(guān)鍵因素進行深入研究及探討。隨著我國大量清水混凝土橋梁工程項目的建設(shè)，對清水混凝土橋梁的設(shè)計與施工技術(shù)方面不斷深入研究，清水混凝土作為一種獨特的建筑藝術(shù)形式，其技術(shù)必然會在我國的橋梁工程實踐中不斷得到提高和完善。

[1]龔時捷.清水混凝土缺陷防治及施工技術(shù)與材性的前瞻性研究.建筑施工，2004，26（4）：333-335

[2]顧勇新.清水混凝土工程施工技術(shù)及工藝[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，20061