淺談橋墩流砂產(chǎn)生的主要因素與防治措施

方遠(yuǎn)平，羅永高

（寧波金鑫商品混凝土有限公司，浙江 寧波 315111）

1 引言

流砂作為混凝土橋墩外觀質(zhì)量常見通病，不僅影響橋梁墩身美觀，同時(shí)也損害其內(nèi)在質(zhì)量，對(duì)混凝土的耐久性影響更不容忽視。在目前混凝土橋梁工程施工中，混凝土的表面常產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，尤其是對(duì)于橋墩這種橫截面積較小且高度普遍偏大的特殊性結(jié)構(gòu)表面，澆筑的混凝土輕微泌水都很容易造成表面流砂，外觀質(zhì)量相對(duì)難以控制。由于橋墩混凝土耐久性要求較高，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)外質(zhì)量提出了更高的要求，諸如混凝土結(jié)構(gòu)物表面的流砂、裂縫等主要質(zhì)量通病，更是必須根治的對(duì)象。因此，有必要全面分析橋墩流砂產(chǎn)生的原因，并提出相應(yīng)的治理和預(yù)防措施。

2 橋墩流砂產(chǎn)生的原因

造成橋墩混凝土表面產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的原因是多方面的，其主要原因包括：與組成混凝土結(jié)構(gòu)材料(水、水泥、砂、石和外加劑等)的性能和比例有密切的關(guān)系，即原材料的影響；混凝土的拌合、運(yùn)輸、灌注及振動(dòng)工藝、振動(dòng)時(shí)間直接影響混凝土的質(zhì)量，即施工工藝的影響；氣候條件特別是燥熱氣候?qū)炷恋挠绊憽，F(xiàn)就上述因素分析如下：

2.1 原材料的影響

（1）水的影響。拌合混凝土用水量過多，坍落度過大是造成混凝土泌水形成流砂的主要原因之一。在混凝土拌和物中，坍落度越大，自由水的含量越多，拌和物的粘聚性和保水性越差，越易產(chǎn)生離析和泌水。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著用水量的增加，混凝土拌和物離析、泌水性越來越大，所以在滿足施工工藝的條件下，應(yīng)盡可能地降低用水量。

（2）水泥的影響。水泥的品種和細(xì)度對(duì)混凝土拌和物的和易性有一定的影響。①水泥的品種對(duì)拌和物的影響主要表現(xiàn)在水泥需水量的不同，在水泥和骨料用量一定的條件下，需水量小的水泥，其混凝土拌和物流動(dòng)性好；需水量大的水泥，其混凝土拌和物干稠。施工及試驗(yàn)表明，使用不同廠家生產(chǎn)的相同強(qiáng)度等級(jí)的水泥，混凝土在灌注時(shí)的流動(dòng)性和凝結(jié)前的泌水程度不同，反映在表面的質(zhì)量上也不相同。同樣的作業(yè)條件，有的廠家生產(chǎn)的水泥用于灌注橋墩不泌水，表面顏色好，而有的廠家生產(chǎn)的水泥用于橋梁灌注易出現(xiàn)流砂水紋缺陷。這是因?yàn)椴煌瑥S家牌號(hào)的水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量不同，水泥礦物組成、細(xì)度、均勻性、混合材料品種也有差異，凝結(jié)時(shí)析出拌和水的性能也不同。用于灌注橋梁的水泥，應(yīng)注意經(jīng)過試驗(yàn)比較，掌握泌水情況。②水泥的細(xì)度對(duì)混凝土拌和物的流動(dòng)性影響也很大，水泥的細(xì)度越細(xì)，比表面積越大，在相同用水量的條件下，拌和物的流動(dòng)性越小，而粘聚性和保水性越好，混凝土拌和物的離析和泌水就越小，不易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。

（3）砂、石的影響：砂率、砂石的級(jí)配、砂石的含泥量超標(biāo)是造成混凝土泌水的一個(gè)因素。①在普通混凝土配合比中，最佳砂率能使混凝土在水灰比不變的條件下，獲得最大的流動(dòng)性。砂率過大，骨料總面積和空隙率都增大，混凝土拌和物顯得干稠，流動(dòng)性較大；砂率過小，則砂漿量不足，拌和物的流動(dòng)性降低，粘聚性和飽水性也不好。所以在配制混凝土?xí)r要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選擇一個(gè)最佳砂率，為使混凝土具有更好的可泵性，可將混凝土的砂率略作提高。②砂石的級(jí)配、顆粒形狀、表面狀態(tài)和最大粒徑等對(duì)混凝土拌和物的工作性有很大的影響，級(jí)配好的集料，空隙少，在相同水泥漿的情況下，可以獲得比級(jí)配差的集料更好的工作性。在集料級(jí)配中，粒徑在0.3 ～10mm 之間的所謂中等顆粒的含量，對(duì)混凝土工作性的影響更為顯著。另外扁平和針狀的集料，比表面積大，要想獲得同樣的流動(dòng)性，需增加用水量，而用水量的增大會(huì)使混凝土產(chǎn)生離析和泌水。③另外，砂石中的含泥量超標(biāo)降低了混凝土的保水性能，灌注時(shí)容易造成泌水。

2.2 施工工藝的影響

（1）混凝土拌和物的傾落高度一般不超過2m，否則拌和物就會(huì)出現(xiàn)離析。

（2）振搗厚度。施工中采用的振搗厚度必須滿足施工規(guī)范要求，也能得到較好的外觀效果。厚度較大，不僅使混凝土不易振實(shí)，而且由于振動(dòng)時(shí)間的增加會(huì)引起混凝土離析、泌水，外觀效果較差。

（3）振搗器距模板越近，模板附近的水上浮越嚴(yán)重，越易將模板表面的水泥漿帶走而留下砂子，所以控制振搗器距模板的距離，也將有利于改善混凝土表面產(chǎn)生流砂的現(xiàn)象。

2.3 氣候條件的影響

炎熱的氣候?qū)炷恋挠绊懯潜娝苤模貏e是高氣溫、低相對(duì)濕度、對(duì)混凝土質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生有害影響的大風(fēng)，三者之間任何組合構(gòu)成的燥熱氣候，對(duì)新拌混凝土?xí)a(chǎn)生不利影響，對(duì)已硬化的混凝土同樣會(huì)有影響。

3 橋墩流砂的預(yù)防措施

3.1 嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量

檢驗(yàn)和控制混凝土結(jié)構(gòu)材料的質(zhì)量，是保證混凝土質(zhì)量，減少投資，增加效益的有效途徑。因此，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的原材料，必須進(jìn)行認(rèn)真調(diào)查，取樣試驗(yàn)對(duì)比，盡量控制在規(guī)定范圍內(nèi)，使橋梁混凝土有質(zhì)量保證。

（1）對(duì)水泥的選擇。橋墩施工用的水泥，必須保證質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)定，細(xì)度合格，安定性好，易于摻用高效減水劑的普通硅酸鹽水泥，以硅酸三鈣含量高，鋁酸三鈣和堿含量低的水泥為宜?，F(xiàn)場(chǎng)灌注經(jīng)驗(yàn)表明，由水泥廠出庫的新鮮水泥，溫度高，未經(jīng)適當(dāng)天數(shù)庫存穩(wěn)定即用于橋墩灌注，其和易性，可塑性比庫存穩(wěn)定的水泥差，往往要增加拌和用水量才能保證灌注施工，灌注后混凝土溫度相應(yīng)較高，易產(chǎn)生氣泡和泌水，造成蜂窩麻面和流砂水紋。

（2）控制好石子的級(jí)配和砂石中泥含量。用于生產(chǎn)橋墩的粗骨料，宜采用抗壓強(qiáng)度與混凝土配制強(qiáng)度之比不小于2.0 的石灰?guī)r破碎的碎石或卵碎石，粒徑級(jí)配要盡可能滿足設(shè)計(jì)要求。細(xì)骨料采用含雜質(zhì)少的中砂,最好為河砂，粗細(xì)骨料的含泥量及其它雜質(zhì)含量均應(yīng)控制在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)。

（3）合理選擇外加劑。為使混凝土有好的工作性和達(dá)到較高的強(qiáng)度，應(yīng)盡量選擇聚羧酸系高效減水劑，但在燥熱的氣候條件下，應(yīng)加入緩凝劑，以改進(jìn)混凝土的工作性。

（4）嚴(yán)格控制拌和用水量。灌注橋墩混凝土，拌和用水量過多，是造成混凝土泌水的主要原因。必須嚴(yán)格控制拌和用水量，砂石本身的含水量要進(jìn)行測(cè)定，以便正確計(jì)算拌合用水量，正確掌握外加劑摻量，盡可能減少拌合用水量，混凝土的坍落度一般控制在70 ～90mm 范圍,泵送混凝土的坍落度一般控制在120 ～160mm 范圍內(nèi)。

3.2 加強(qiáng)施工工藝的質(zhì)量控制

（1）采用分次投料攪拌工藝。有條件時(shí)，最好采用分次投料、水泥裹砂法工藝，可提高混凝土攪拌質(zhì)量，對(duì)預(yù)防混凝土灌注中泌水也是明顯的。

（2）合理的混凝土灌注工藝及搗固合理的灌注工藝，對(duì)拌制較稠的混凝土能順利通過鋼筋及膠管并充滿梁模達(dá)到密實(shí)是很重要的環(huán)節(jié)，灌注順序也值得研究。

3.3 炎熱氣候條件的合理施工

在炎熱的氣候下施工，除有條件對(duì)砂、石、水泥等采取降溫和采取早晚氣溫較低時(shí)施工外，一般應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況。摻加緩凝劑，延緩混凝土的初凝時(shí)間，達(dá)到在施工時(shí)有較好的坍落度。

4 橋墩流砂的治理方法

橋墩表面流砂不僅有損外觀，對(duì)結(jié)構(gòu)壽命也有影響，對(duì)已造成較嚴(yán)重缺陷的橋墩需進(jìn)行修補(bǔ)。修補(bǔ)工藝如下：修補(bǔ)前，要鏟除橋墩松散混凝土，清除干凈，找出明顯滲水孔，用聚合物砂漿或環(huán)氧樹脂水泥砂漿封堵，并對(duì)缺陷較深的部位進(jìn)行抹壓修補(bǔ)，待其干燥后，用砂紙磨光。 用于修補(bǔ)梁的砂漿或環(huán)氧樹脂水泥砂漿必須經(jīng)過試驗(yàn)才能使用，砂漿必須滿足其技術(shù)性能，且其顏色須同橋梁表面顏色一致。

5 結(jié)束語

橋墩混凝土表面流砂，原因復(fù)雜，影響因素多，包括混凝土原材料、施工工藝及氣候條件等方面，任何一方面質(zhì)量出現(xiàn)問題都可能導(dǎo)致橋墩混凝土流砂。在混凝土流砂問題的防治上，應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行認(rèn)真調(diào)查分析，從原材料、施工工藝等方面入手，全面檢查核對(duì)分析監(jiān)測(cè)，逐步調(diào)整，直至問題圓滿解決。

[1] 向中富. 橋梁施工控制技術(shù)[M]. 北京：人民交通出版社，2001.