淺談橋梁混凝土構(gòu)造物的外觀質(zhì)量控制

吳亞東

【摘 要】 本文針對橋梁混凝土構(gòu)造物外觀質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的成因，進(jìn)行分析和總結(jié)，提出了相應(yīng)的預(yù)防和解決處理措施，可供在橋梁工程施工中參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】 橋梁工程 混凝土 外觀缺陷 質(zhì)量控制

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及施工經(jīng)驗(yàn)的積累與豐富，特別是高等級公路建設(shè)中新技術(shù)、新材料、新工藝、新裝備的大量使用，人們除了關(guān)注混凝土構(gòu)造物的內(nèi)在質(zhì)量，有比較成熟的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)外，對構(gòu)造物的環(huán)保和美觀提出了更高、更嚴(yán)格的要求。施工單位應(yīng)將混凝土的外觀質(zhì)量控制擺在十分重要的位置，將混凝土的外觀質(zhì)量作為樹立企業(yè)形象和創(chuàng)精品工程的重要環(huán)節(jié)來抓。筆者根據(jù)自身多年來從事工程項(xiàng)目管理的工作經(jīng)歷，對橋梁工程混凝土外觀質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析與總結(jié)，并提出對常見缺陷的處理方法。

1 橋梁結(jié)構(gòu)物混凝土外觀缺陷的種類與出現(xiàn)的部位

1.1 外觀缺陷的種類

橋梁結(jié)構(gòu)物混凝土外觀經(jīng)常會出現(xiàn)蜂窩麻面、魚鱗紋斑痕、冷縫、氣泡、砂線、色差等幾種常見的缺陷，這些缺陷雖然不影響結(jié)構(gòu)物的內(nèi)在質(zhì)量和正常使用，但一旦出現(xiàn)，就會破壞結(jié)構(gòu)物的外表美觀，也影響了結(jié)構(gòu)物的整體質(zhì)量。

1.2 各種外觀缺陷常出現(xiàn)的部位

（1）蜂窩麻面

蜂窩麻面經(jīng)常出現(xiàn)在橋梁工程的立柱、墩臺帽，涵洞、通道、墻身的底部，現(xiàn)澆箱梁的倒角處，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)物錨墊板處，鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋的波紋管比較密集處。

（2）魚鱗紋斑痕和云彩式花斑

魚鱗紋斑痕外觀缺陷主要集中出現(xiàn)在橋梁的立柱、墩臺帽的側(cè)面，預(yù)制箱梁的底板和肋板交接處，預(yù)制T梁馬蹄以上的側(cè)面，箱涵和通道的兩側(cè)墻、翼墻處；云彩式花斑經(jīng)常在現(xiàn)澆箱梁、懸澆箱梁的底面和側(cè)面、預(yù)制組合箱梁的側(cè)面靠下部位出現(xiàn)。

（3）冷縫

冷縫主要出現(xiàn)在現(xiàn)澆箱梁和懸澆箱梁的側(cè)面，預(yù)制組合箱梁的梁肋部位，以及澆筑時間相對較長的箱通的箱身或蓋板涵的涵身上。

（4）氣泡與砂線

氣泡在結(jié)構(gòu)物的表面經(jīng)常出現(xiàn)，數(shù)量時多時少，體積忽大忽小；砂線常出現(xiàn)在模板接縫處及構(gòu)件的表面。

（5）色差

色差主要是指混凝土表面相鄰部分在顏色上存在較大的差別，外觀有云彩或夾層的缺陷。主要出現(xiàn)在需分層澆筑或大型混凝土結(jié)構(gòu)物表面。

2 各種缺陷產(chǎn)生的主要原因

2.1 蜂窩麻面產(chǎn)生的原因

（1）模板底部有空隙，澆筑時有漏漿現(xiàn)象。

（2）混凝土拌和時第一盤未適當(dāng)增加砂漿對拌合機(jī)進(jìn)行刷膛，造成第一盤混凝土中砂漿偏少。

（3）混凝土配合比設(shè)計不當(dāng)或未按施工配合比準(zhǔn)確計量，如砂率選擇偏低，粗集料粒徑選擇偏大或施工時砂、石計量不精確。

（4）混凝土的拌和時間較短或澆筑運(yùn)輸過程中產(chǎn)生離析。

（5）振搗不密實(shí)，下料不當(dāng)或下料與振搗配合不默契，混凝土澆筑順序不正確。

2.2 冷縫產(chǎn)生的原因

（1）在混凝土配合比設(shè)計時選用的外加劑不當(dāng)，緩凝時間選擇不合理。

（2）澆筑時采用的分層方式不當(dāng)或分層時前后層澆筑的時間間隔過長，澆筑混凝土與后臺混凝土拌和相互銜接不好或在澆筑前準(zhǔn)備工作不充分。

（3）振搗的方法不正確，沒有采用二次復(fù)振。

2.3 氣泡和砂線產(chǎn)生的原因

產(chǎn)生氣泡的主要原因與外加劑的選用、振搗設(shè)備及振搗時間、配合比設(shè)計、混凝土結(jié)構(gòu)物的澆筑部位有關(guān)；產(chǎn)生砂線的主要原因是模板拼縫不嚴(yán)密，澆筑時產(chǎn)生漏漿，水泥用量不足，集料的級配不良和混凝土的坍落度過大引起的。

2.4 魚鱗紋斑痕和云彩式花斑產(chǎn)生的原因

（1）配合比設(shè)計不當(dāng)。

（2）混凝土澆筑過程中坍落度控制不準(zhǔn)，忽大忽小，混凝土忽干忽稀。

（3）混凝土澆筑運(yùn)輸過程中產(chǎn)生離析，振搗時時間控制不好，有過振的現(xiàn)象。

（4）澆筑順序、振搗方法及振搗工人的素質(zhì)等造成施工工藝偏差。

（5）模板脫模劑涂刷不均勻或脫模劑有色差或模板清理不干凈。

3 控制外觀缺陷產(chǎn)生的措施

混凝土的外觀質(zhì)量與混凝土配合比及原材料的品種質(zhì)量息息相關(guān)，因此必須嚴(yán)格掌握混凝土配合比，主要控制以下幾個環(huán)節(jié)：

（1）合理選用水泥標(biāo)號和水泥用量：在配合比設(shè)計中，使水泥標(biāo)號與混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級之比控制在1.2～1.8之間，根據(jù)不同標(biāo)號的混凝土選擇相應(yīng)的水泥標(biāo)號。水泥用量多，光面效果自然就好，水泥用量一般不宜少于300kg/m3，以改善混凝土的和易性，增加混凝土的光潔度。

（2）水的用量：在拌和物中如用水量多，坍落度過大，由于大模板不能吸收水分，則水分蒸發(fā)后在混凝土表面留下較多氣孔，因此，應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比和坍落度。為減少用水量，同時滿足和易性的要求，摻加減水劑是一種較好的措施。

（3）骨料選擇：混合料級配不恰當(dāng)時空隙率大，造成混凝土不密實(shí)，容易形成蜂窩麻面。

（4）砂的用量：砂率過小時，骨料偏粗，混合料保水性差，泌水性大，在混凝土表面形成魚鱗紋。

（5）水泥選擇：礦渣硅酸鹽水泥泌水性大，而硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥泌水性較小，因此建議優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥（簡稱普通水泥）。

（6）正確使用外加劑：混凝土中摻用的外加劑應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測合格后，在施工中按推薦摻量正確使用。粉狀外加劑要保持干燥狀態(tài)，防止受潮結(jié)塊。

根據(jù)施工中常出現(xiàn)的外觀缺陷，必須針對所產(chǎn)生的原因進(jìn)行有效控制，以下介紹在施工中常采用的處理措施。

3.1 克服蜂窩麻面的措施

（1）在原混凝土表面立模時采取坐漿立模，模板立好后應(yīng)認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)有空隙采用1：3的砂漿或海綿條在模板外側(cè)堵塞空隙。側(cè)模與底模之間有空隙時，采用玻璃膠封堵空隙。endprint

（2）混凝土拌和的第一盤，按配合比中灰砂比及水灰比不變的原則增加10%～15%的砂漿。

（3）混凝土在拌和機(jī)內(nèi)攪拌均勻后再出料，避免運(yùn)輸澆筑過程中混凝土的離析。如發(fā)現(xiàn)在運(yùn)輸過程中混凝土離析，要重新拌和均勻后再入模。被澆構(gòu)件的垂直高度過高時要采用串筒澆筑，串筒的底口距離澆筑混凝土面小于2m。

（4）布料人員與振搗人員配合要默契，做到隨時布料隨時振搗。布料的厚度不能太厚，一般小于30cm，但在鋼筋及波紋管密集處其下料厚度不超過20cm。在鋼筋密集的地方振搗時，要用插扦隨時將上層鋼筋上或波紋管之間殘留的石子撥開，以便下料暢通。混凝土的澆筑順序要安排適當(dāng)，要合理制定施工工藝，如澆筑梁端錨墊板處時，要距其水平距離1.5m左右開始向端部方向均勻下料，隨時注意觀察混凝土振搗密實(shí)情況。振搗時必須挑選有經(jīng)驗(yàn)、有技能的工人振搗混凝土，混凝土振搗適度的標(biāo)準(zhǔn)是：振搗混凝土?xí)r不再有顯著沉降，不出現(xiàn)大量的氣泡向上溢出，混凝土表面均勻，平整并已泛漿。

3.2 克服魚鱗紋斑痕和云彩式花斑產(chǎn)生的措施

（1）混凝土運(yùn)輸過程中避免出現(xiàn)離析。

（2）嚴(yán)格控制混凝土的澆筑順序、振搗方法，大部分產(chǎn)生的魚鱗紋斑痕的現(xiàn)象是由混凝土的澆筑順序及振搗方法不當(dāng)造成的，澆筑預(yù)制組合箱梁、現(xiàn)澆箱梁應(yīng)先澆筑底板再澆筑梁肋，必須嚴(yán)格控制上、下層混凝土的澆注時間間隔，在澆筑梁肋時不出現(xiàn)涌箱現(xiàn)象為宜。同時澆筑梁肋時第一層下料不宜太厚，一般厚度在25cm左右，若梁肋的斷面大而高，底板澆后在梁底板與肋板的交接導(dǎo)角處要設(shè)30～40cm寬的壓板處理以防涌箱現(xiàn)象，否則就會出現(xiàn)魚鱗紋斑痕現(xiàn)象，嚴(yán)重時會出現(xiàn)梁肋底部及導(dǎo)角處混凝土澆空的現(xiàn)象。應(yīng)控制振搗時間，過分的振搗會造成魚鱗紋斑痕的現(xiàn)象，因過分的振搗造成混凝土的離析和泌水，粗集料下沉，砂漿上浮。施工時要挑選專門的混凝土振搗人員，注意振搗的效果，提高操作工人的技能。

（3）脫模劑涂刷均勻，不得漏刷。脫模劑選擇輕機(jī)油比較好，不能用廢機(jī)油。立模時要將模板清理干凈，便模板內(nèi)側(cè)面無任何雜物、斑點(diǎn)。

（4）嚴(yán)格控制澆筑混凝土的坍落度，混凝土坍落度的波動控制在±20mm的范圍內(nèi)（低坍落度設(shè)計的控制在±10mm）

3.3 克服冷縫的措施

（1）混凝土配合比設(shè)計時根據(jù)施工季節(jié)及工藝選擇外加劑，如緩凝劑，其緩凝時間的長短要根據(jù)構(gòu)件澆筑所需的時間、氣溫、混凝土的坍落度損失、施工工藝等方面綜合考慮。測定混凝土凝結(jié)進(jìn)展到貫入阻力1.5MPa時所需的時間（測定時環(huán)境盡量模擬實(shí)際澆筑時的環(huán)境），該時間一定要滿足施工中前后層澆筑間隔時間，使?jié)仓诙踊炷習(xí)r第一層混凝土的凝結(jié)進(jìn)展到貫入阻力1.5MPa以前，否則易形成冷縫。

（2）混凝土振搗時，震動棒要快速插入混凝土底部，并應(yīng)插入下層混凝土10cm，震搗密實(shí)后慢慢拔起，盡量避免冷縫及分層線的產(chǎn)生。

3.4 克服氣泡和砂線的措施

減少結(jié)構(gòu)表面氣泡的生成，應(yīng)著重從如下幾方面考慮：

（1）盡量采用表面光滑的模板，脫模劑不可太粘以免滯留或粘住水和氣泡。

（2）加料時，每層鋪設(shè)厚度不能太厚，根據(jù)澆筑部位一般在20～30cm，如防撞護(hù)欄內(nèi)側(cè)斜角處，分二層布料振搗，可以減少斜角處的表面氣泡。

（3）振搗棒的震動間距、時間掌握適當(dāng)，振搗的順序不當(dāng)也易產(chǎn)生氣泡，振搗時要首先在靠近模板5～10cm左右一側(cè)振搗（不能接觸到模板），使氣泡向構(gòu)件中間涌。振搗時震動棒要快插慢拔，上下抽動，促使砂漿移向模板，有利于減少氣泡數(shù)量與大小。

減少砂線出現(xiàn)主要以下幾方面考慮：

（1）模板的拼縫處要嚴(yán)密，有小縫時要用玻璃膠填塞。

（2）在配合比設(shè)計時，在滿足強(qiáng)度條件下，合理選取水泥的品種及水泥用量，如立柱、墩臺帽采用普通方法澆筑時，宜控制在50～70mm；采用泵送混凝土?xí)r，宜控制在120～140mm，同時要特別注意混凝土的保水性能。

（3）砂、石原材料的級配要符合要求，如細(xì)集料中0.3mm以下顆粒含量相對較少時容易出現(xiàn)砂線。

4 混凝土外觀缺陷的處理

對于公路構(gòu)造物的外觀，一般是不允許裝飾外表的，但由于各種原因，混凝土出現(xiàn)了外觀缺陷，特別是出現(xiàn)較多的蜂窩、麻面、氣泡、砂線、冷縫等，所以進(jìn)行人工修補(bǔ)是必要的，一定程度上能夠彌補(bǔ)因缺陷而造成對構(gòu)造物外觀的影響。

（1）麻面的修飾，在修飾前，先用稀草酸溶液清除表面脫模劑的油脂，然后用清水沖洗干凈，讓其表面濕透。修補(bǔ)時采用的水泥品種與原混凝土中水泥一致，水泥用黑白水泥為5：5～7：3進(jìn)行調(diào)色，使修補(bǔ)后顏色基本一致，調(diào)色前應(yīng)在構(gòu)件上抹一塊面積大約為15×15cm，2d后觀察顏色是否一致，若一致方可進(jìn)行修飾。將砂漿用刮刀大力壓麻點(diǎn)內(nèi)，即壓即刮平，然后用干凈的干布擦清表面粉塵，隨后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)24h左右后用細(xì)砂紙打磨。

（2）蜂窩的修飾，在修飾前鑿除蜂窩狀松散薄弱的部分，用清水沖洗干凈，并保持充分濕潤。在蜂窩處涂刷一層素水泥漿，以增強(qiáng)新舊混凝土的粘結(jié)能力。然后用比構(gòu)件高一等級標(biāo)號的細(xì)石膨脹混凝土進(jìn)行修補(bǔ)。修補(bǔ)時將混凝土搗密實(shí)，混凝土硬化后（一般24h左右），再按麻面的修飾方法進(jìn)行外表修飾。

（3）砂線、氣泡、冷縫可參考麻面的方法進(jìn)行外表修飾，但冷縫處要用粗砂輪首先磨毛后再進(jìn)行外表修飾。

5 橋梁施工中需注意的幾個細(xì)節(jié)

混凝土結(jié)構(gòu)物外觀質(zhì)量問題除了上述幾種常見的主要情況外，施工中因細(xì)節(jié)控制方面的不夠精細(xì)，仍會出現(xiàn)其他問題，對混凝土外觀質(zhì)量造成重要影響。除上述預(yù)防和解決措施外，還應(yīng)注意以下幾個環(huán)節(jié)：

（1）加強(qiáng)測量控制，提高精度，保證構(gòu)造物具有較好的線形、輪廓。

（2）模板由支架支撐的，支架必須具有足夠的承載力、剛度，支架地基穩(wěn)固。

（3）加強(qiáng)養(yǎng)生，且使用潔凈的水源，避免人為污染混凝土表面。

（4）加強(qiáng)宣傳教育，全員參與質(zhì)量行動，提高質(zhì)量管理意識。

（5）加強(qiáng)施工工藝的編制，做好技術(shù)交底工作，加強(qiáng)外業(yè)檢查指導(dǎo)力度，對成熟工藝認(rèn)真總結(jié)。

6 結(jié)語

影響橋梁混凝土構(gòu)造物外觀質(zhì)量的因素有諸多方面，包括原材料差異、模板表面光潔度、模板支撐強(qiáng)度、配合比是否科學(xué)合理、養(yǎng)護(hù)是否到位等，要想達(dá)到完善的外觀質(zhì)量確實(shí)是有一定的難度。在橋梁工程施工中，監(jiān)理工程師應(yīng)和施工單位技術(shù)人員一道，以預(yù)防為主，對施工中出現(xiàn)的外觀質(zhì)量問題要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，進(jìn)行認(rèn)真的研究分析和總結(jié)，遵循混凝土施工的基本原則，始終做到在施工前對應(yīng)注意的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行充分的交底，在施工中加強(qiáng)過程控制，施工后及時選擇合適的修補(bǔ)方案，才能保證混凝土外觀質(zhì)量。

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