生產(chǎn)水泥混凝土涵管的技術(shù)工藝探討

康路平，黃聲旺

(贛州市章貢區(qū)建設(shè)投資發(fā)展有限公司)

近幾年內(nèi)，為滿足交通運(yùn)輸行業(yè)的迅猛發(fā)展需求，我市國省道公路改造步伐逐年加快，公路等級不斷提升。在公路改擴(kuò)建及日常養(yǎng)護(hù)維修過程中，由于鋼筋混凝土圓管涵的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能好，外觀簡單、造價(jià)低廉、施工方便，得到大量運(yùn)用，成為道路排水及保持路線周圍原有水系、滿足農(nóng)田水利灌溉的重要構(gòu)造型式。但是，由于現(xiàn)實(shí)重載交通的客觀存在，設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)的提高，對道路中普遍使用的涵管的生產(chǎn)工藝、內(nèi)在質(zhì)量也提出了更為嚴(yán)格的要求，過去一些工藝簡陋、生產(chǎn)粗放的生產(chǎn)模式，被逐步淘汰。如何控制生產(chǎn)質(zhì)量，保證涵管的生產(chǎn)工藝滿足設(shè)計(jì)要求，提供質(zhì)量可靠、外形美觀的產(chǎn)品是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。

涵管生產(chǎn)的方法很多，常用的有內(nèi)外模拼裝澆注法、旋模澆注法和懸輥機(jī)輥壓離心制管法。使用內(nèi)外模拼裝澆注法、旋模澆注法等方法進(jìn)行生產(chǎn)，模板投入數(shù)量較大，生產(chǎn)周期較長，難以適應(yīng)工程進(jìn)度要求，且質(zhì)量不易控制;懸輥機(jī)輥壓離心制管法，則有生產(chǎn)周期短、工藝簡單、質(zhì)量易控制的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)就懸輥機(jī)輥壓離心制管法生產(chǎn)鋼筋混凝土圓管涵技術(shù)談?wù)労苌a(chǎn)過程中的一些經(jīng)驗(yàn)體會(huì)。

1 成品要求

(1)混凝土強(qiáng)度要滿足設(shè)計(jì)要求。

(2)鋼筋制作符合設(shè)計(jì)要求，鋼筋不得外露。

(3)幾何尺寸要在允許偏差范圍內(nèi)。

(4)外觀應(yīng)平直圓順，無蜂窩麻面、離析、坑洞、裂紋等缺陷;

2 模板質(zhì)量控制

鋼筋混凝土涵管生產(chǎn)，能否達(dá)到尺寸合規(guī)、整體美觀的要求，首先取決于模板。模板的制作安裝質(zhì)量是關(guān)鍵，混凝土的平整度、光潔度、色差度都與模板直接相關(guān)，如模板不平順，板縫不嚴(yán)密，發(fā)生滲水、漏漿，甚至螺栓松動(dòng)，變形等都將引起涵管混凝土質(zhì)量不良或外觀粗糙等現(xiàn)象。模板宜采用優(yōu)質(zhì)大平面組合彈性鋼模板進(jìn)行精密加工，制作工藝要求標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、精確，并對接口、縱縫進(jìn)行修正，采用粗磨、細(xì)磨、微磨拋光等工序作鏡面加工，同時(shí)保證模板具有足夠的強(qiáng)度、剛度。

3 混凝土的質(zhì)量控制和工藝要求

鋼筋混凝土要生產(chǎn)出外形美觀的精品，除要模板質(zhì)量的精良外，尤為重要也最難掌握的，是混凝土施工中精細(xì)的工藝要求。為保證涵管質(zhì)量，混凝土制管原材料、工藝要求如下:

(1)水泥

宜選用強(qiáng)度不低于32.5 級的快硬硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。當(dāng)有特殊需要時(shí)，可選擇高強(qiáng)度等級的水泥或添加外加劑。

(2)鋼材

按照設(shè)計(jì)圖紙要求，選購、加工、制作鋼筋籠骨架，要求尺寸精準(zhǔn)，綁扎牢固，不得有錯(cuò)放、少放、漏放現(xiàn)象。

(3)粗集料

粗集料應(yīng)選用質(zhì)密、堅(jiān)硬、強(qiáng)度高、耐久性好的碎石或卵石，最大顆粒應(yīng)按混凝土結(jié)構(gòu)及施工方法選取，最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)物最小尺寸的1/4 和鋼筋最小凈距的3/4，二層以上密布鋼筋結(jié)構(gòu)中不大于鋼筋最小凈距的1/2。

(4)砂

符合要求，選擇細(xì)度模數(shù)在2.6 ～3.7 之間的中粗砂，以同時(shí)滿足混凝土質(zhì)量和工程和易性要求。

(5)配合比

依據(jù)水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)，遵循以下原則:①符合規(guī)范限定的混凝土強(qiáng)度和耐久性的要求;②砂石骨料含砂率盡可能選取推薦值上限，促使混凝土達(dá)到均勻密實(shí)度和充分改善混凝土拌合物和易性;③用水量取下限，盡量采用干硬性混凝土，以加快脫模進(jìn)度。

(6)坍落度

混凝土拌合物是涵管成型的原材料，對混凝土外觀質(zhì)量的過程控制，最重要環(huán)節(jié)之一是混凝土坍落度控制。要達(dá)到混凝土拆模后外露面混凝土的色澤感一致，則要求混凝土坍落度一致。在生產(chǎn)實(shí)踐中，我們的體會(huì)是，對混凝土坍落度要么就“大”(坍落度20 cm 上下)，拌合物水泥含量多，混凝土外觀光澤較好，但缺點(diǎn)是坍落度過大會(huì)影響成管的時(shí)間;要么就“小”(坍落度10 cm 以下)，拌合物含水量少，易克服混凝土水氣泡，但坍落度小，往往光澤度較差，且易造成圓涵成型脫模時(shí)局部掉料，不利于圓涵的外觀質(zhì)量。

(7)混凝土攪拌和運(yùn)輸

混凝土攪拌必須達(dá)到三個(gè)基本要求:計(jì)量準(zhǔn)確、攪拌徹底、坍落度穩(wěn)定。防止出現(xiàn)水泥沙漿分布不勻給涵管灌筑帶來“胎記”色差，或出現(xiàn)離析、泌水等非勻質(zhì)現(xiàn)象。

攪拌宜采用強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)。若采用滾筒式攪拌機(jī)或水泥用量達(dá)到350 kg/m3以上的混凝土，攪拌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長?？刂茷?.5 ～2 min/每拌;當(dāng)摻有外加劑時(shí)，攪拌時(shí)間應(yīng)再相應(yīng)延長1 分鐘，以保證攪拌充分均勻。

混凝土攪拌要切實(shí)注意計(jì)量準(zhǔn)確，包括沙石材料自身的含水量測定，以便嚴(yán)格控制用水量，加水量既要按照配料單要求，又要顧及到混凝土坍落度指標(biāo)的穩(wěn)定，最終受坍落度控制。坍落度測定一是混凝土拌和物出機(jī)后測定;二是混凝土拌合物運(yùn)抵澆筑現(xiàn)場，入模前測定。如果條件許可，混凝土攪拌與入模應(yīng)當(dāng)在同一場地進(jìn)行，防止因混凝土拌合物因裝運(yùn)工具、運(yùn)送距離及氣溫條件等因素造成坍落度損失，影響涵管內(nèi)在生產(chǎn)質(zhì)量。

4 輥機(jī)輥壓離心制管

鋼筋混凝土圓涵生產(chǎn)質(zhì)量的好壞，跟懸輥機(jī)制管的轉(zhuǎn)速及工作時(shí)間有很大關(guān)聯(lián)。為了提高外觀質(zhì)量和表面光澤度，制管前先往模具內(nèi)灑上薄薄一層水泥和細(xì)砂、粉煤灰混合料(比例1∶2.5∶1)，懸輥機(jī)在制管初期澆入混凝土?xí)r轉(zhuǎn)速不宜過快，中期加速運(yùn)轉(zhuǎn)、模內(nèi)滿料后，陸續(xù)補(bǔ)充灑入適量水泥和細(xì)砂、粉煤灰混合料，制管機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)40 ～60 s，能有效提高涵管表面的光潔度。

5 脫 模

保證混凝土的模內(nèi)養(yǎng)護(hù)時(shí)間或合理的水泥用量，能提高混凝土表面的自然光潔度。當(dāng)模板要加快周轉(zhuǎn)使用，需提前脫模的，則需依據(jù)施工氣溫，結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，或考慮適量的增加水泥用量，或采用干硬性混凝土澆灌。

采用干硬性混凝土預(yù)制，可以提早脫模，由于混凝土還未形成初始強(qiáng)度，在移運(yùn)和擺放過程中要特別注意對預(yù)制圓管的保護(hù)，若發(fā)生損傷，問題輕微的可以留用，及時(shí)修補(bǔ)。對問題較嚴(yán)重的要立即破碎，回?cái)嚢铏C(jī)拌和重鑄。

圓管在脫模后，如果存在缺陷小于以下規(guī)定時(shí):

(1)每處蜂窩面積不大于30 ×30 mm 。

(2)蜂窩深度不超過10 mm。

(3)蜂窩總面積不超過全面積的1%。

可以進(jìn)行修補(bǔ)后使用，超過以上標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)淘汰報(bào)廢。

6 養(yǎng) 生

采用灑水自然養(yǎng)生或高溫高壓蒸汽養(yǎng)生。在養(yǎng)生期間，需保證涵管內(nèi)外表面連續(xù)充分濕潤，不能脫水。自然養(yǎng)生時(shí)間不宜少于7 d，高溫高壓蒸汽養(yǎng)生視設(shè)備條件而定，一般不少于48 小時(shí)，以滿足水泥混凝土的水化反應(yīng)時(shí)間。

7 檢 驗(yàn)

生產(chǎn)過程中取入模前的混凝土拌合物做檢測試塊，校核是否符合設(shè)計(jì)要求。成品管則現(xiàn)場采用強(qiáng)度回彈儀進(jìn)行檢測，判別其內(nèi)在質(zhì)量。

8 幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

(1)模板

模板在安裝前，應(yīng)均勻涂刷脫膜劑，可以涂刷輕機(jī)油、色拉油、或是專用脫模劑，避免使用廢機(jī)油等不合格材料作為脫模劑，影響混凝土表面色澤。

模板裝配應(yīng)牢固，接縫嚴(yán)密、尺寸準(zhǔn)確，不因模板漏漿產(chǎn)生蜂窩、麻面和模板變形、脹模產(chǎn)生混凝土表面翹曲、邊線不順的外觀質(zhì)量通病。

模板在使用及保管過程中注意放置穩(wěn)定，保持原有形狀不變形，嚴(yán)禁碰摔;同時(shí)應(yīng)采取措施避免或減少下道工序操作時(shí)造成的污染和大氣中灰塵的污染。

(2)坍落度檢查

施工時(shí)，注意對混凝土攪拌運(yùn)送過程中的坍落度波動(dòng)進(jìn)行檢查控制。當(dāng)運(yùn)距過遠(yuǎn)時(shí)，入模前需再次測定坍落度，必須符合試驗(yàn)室的配合比設(shè)計(jì)所確定的坍落度指標(biāo)幅度范圍，確保混凝土達(dá)到工作和易性要求。

(3)脫模劑的選擇

如采用蒸汽養(yǎng)生，則脫模劑建議采用純油質(zhì)脫模劑或?qū)Ｓ妹撃?，保證脫模效果。

(4)運(yùn)輸裝卸

涵管在運(yùn)輸、裝卸過程中應(yīng)采取必要的防碰撞措施。

9 結(jié) 語

圓管涵洞是公路交通中應(yīng)用最普遍、最常見的排水設(shè)施，其使用壽命除與涵洞施工過程中的建造質(zhì)量有密切關(guān)系外，與涵管的內(nèi)在質(zhì)量也緊密相聯(lián)。在道路實(shí)際維護(hù)中，由于圓管涵的數(shù)量眾多，因涵管質(zhì)量不達(dá)標(biāo)產(chǎn)生的路面及涵洞病害屢見不鮮，影響道路正常使用，造成后期養(yǎng)護(hù)成本上升，必須引起重視。

涵管在生產(chǎn)過程中，應(yīng)盡量采用新技術(shù)、新工藝，嚴(yán)格控制混凝土的坍落度，使產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)要求。

懸輥機(jī)輥壓離心制管，其混凝土的含砂率對涵管生產(chǎn)的綜合工作性能影響很大，因此不宜過低，在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)，盡量取其上限值。

［1］混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB 50204－2002)［S］.

［2］公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(09224)(JTC/TF50－2011)［S］.