預(yù)制T梁混凝土表面氣泡成因分析及防治措施

易平

【摘 要】文章通過(guò)對(duì)成都經(jīng)濟(jì)區(qū)環(huán)線德陽(yáng)至簡(jiǎn)陽(yáng)段高速公路第6標(biāo)段預(yù)制T梁氣泡成因、危害以及解決方法等剖析，分別從混凝土原材、脫模劑選用及施工工藝等方面提出了防止T梁預(yù)制中氣泡的生成，將T梁預(yù)制中氣泡的潛在威脅控制在一定范圍內(nèi)，旨在提高本標(biāo)段內(nèi)所有預(yù)制T梁混凝土的整體品質(zhì)和外觀。

【關(guān)鍵詞】T梁；表面氣泡；原因；防治

一、工程簡(jiǎn)介

德簡(jiǎn)高速土建6標(biāo)段，位于德陽(yáng)市中江縣山區(qū)，線路全長(zhǎng)16.005公里，大橋2022米（12座）；中橋1384米（4座）。在本標(biāo)段共設(shè)兩個(gè)梁場(chǎng)，其中30mT梁共514片、40mT梁224片、20m箱梁240片，總計(jì)978片?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C50，設(shè)計(jì)塌落度160～200mm。于2017年9月預(yù)制，定于2018年6月底完成全部預(yù)制，在施工中使用機(jī)械振搗和人工振搗的方式同時(shí)進(jìn)行澆筑。

二、所遇問(wèn)題

（一）問(wèn)題現(xiàn)象

通過(guò)對(duì)本標(biāo)段預(yù)制的前10片30m T梁外觀檢測(cè)及剖析，發(fā)現(xiàn)T梁混凝土腹板及馬蹄位置氣泡比較多，如下圖1，下圖2（黑點(diǎn)處）。因?yàn)闅馀葺^多，以致混凝土不密實(shí)，局部位置出現(xiàn)“漏骨”現(xiàn)象，不僅使后期修補(bǔ)十分困難，嚴(yán)重影響預(yù)制梁的外觀，而且還會(huì)使混凝土的強(qiáng)度降低，降低結(jié)構(gòu)物的耐久性。

（二）氣泡成因分析

針對(duì)外觀質(zhì)量分析，經(jīng)過(guò)多方咨詢并上網(wǎng)查閱資料，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)T梁混凝土表面氣泡的產(chǎn)生進(jìn)行了仔細(xì)的分析如下：

1.氣泡：在混凝土澆筑過(guò)程中，上下層混凝土之間會(huì)形成一定的空隙，如果布料厚度大、振搗不到位，空隙中的氣體就無(wú)法及時(shí)排出。如果模板打磨不到位、脫模劑選擇不合理也會(huì)使氣泡附著在模板表面，難以排出。

2.水泡：混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，水膠比變大，使混凝土中有多余的自由水，通過(guò)振搗時(shí)無(wú)法順利排出。

3.原材自身級(jí)配不好，導(dǎo)致整個(gè)級(jí)配中空隙率變大，粗集料中含有過(guò)多的針片狀顆粒，細(xì)集料含泥量超標(biāo)，或者混凝土生產(chǎn)過(guò)程中由于空隙率變大，細(xì)集料不足以填充粗集料之間的空隙，導(dǎo)致集料不密實(shí)，從而產(chǎn)生較多氣泡，最直觀的表現(xiàn)為石子外露。

三、影響混凝土表面氣泡排出的各種因素

（一）水泥

氣泡與水泥的類型關(guān)系非常密切，助磨劑在水泥生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生太多的氣體，水泥細(xì)度太細(xì)，生產(chǎn)的混凝土含氣量將顯著增加。

（二）外加劑

加入一定數(shù)量的高效減水劑在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中十分普遍，但是減水劑具有一定的含氣量，由于減水劑與混凝土在混合攪拌均勻后，氣體難以排出，所以減水劑的含氣量會(huì)影響混凝土表面的最終外觀質(zhì)量。因此，在混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，選擇質(zhì)量穩(wěn)定的減水劑，并同時(shí)對(duì)其含氣量進(jìn)行檢測(cè)，以滿足混凝土的整體性能要求。

（三）粗骨料

由于T梁鋼筋間距太小，粗集料的最大有效粒徑不得大于鋼筋間距的3/4，否則粗集料容易附著在鋼筋上，增加混凝土的空隙，導(dǎo)致混凝土不密實(shí)，難以排出氣體。采用連續(xù)級(jí)配，使其空隙率達(dá)到最小，嚴(yán)格控制粗集料中的針片狀含量，也有利行混凝土振搗過(guò)程中氣體的排出。

（四）細(xì)集料

由于混凝土在生產(chǎn)過(guò)程中，細(xì)集料主要起填充何用。材料級(jí)配不合理，粗細(xì)不一，將會(huì)改變混凝土的和易性，導(dǎo)致混凝土離析或流動(dòng)性變化。如果細(xì)集料變粗，則會(huì)使集料空隙更大，導(dǎo)致混凝土不易密實(shí)，產(chǎn)生更多的氣泡，所以混凝土生產(chǎn)時(shí)應(yīng)該提高砂率；細(xì)集料變細(xì)，則會(huì)在粗集料周圍形成更多的水泥砂漿，讓混凝土變得更黏稠，不僅混凝土流動(dòng)性不好，而且也不利于氣體的排出，混凝土生產(chǎn)時(shí)應(yīng)該降低砂率。

（五）混凝土

混凝土的和易性是其內(nèi)部氣泡產(chǎn)生及排出的關(guān)鍵所在，良好的流動(dòng)性和黏聚性將使其在施工過(guò)程中更加密實(shí)，保證含氣量能控制在2.5%-3.5%之間，不僅能提高混凝土的強(qiáng)度，還會(huì)增加混凝土的耐久性。

（六）施工方面

1.攪拌時(shí)間對(duì)混凝土內(nèi)部產(chǎn)生氣泡會(huì)有不同影響 。

如果攪拌時(shí)間過(guò)短，以至于混凝土攪拌不勻，外加劑多或粗集料多的地方會(huì)產(chǎn)生更多的氣體。但攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)又會(huì)使混凝土內(nèi)部形成的氣體越來(lái)越多，很難通過(guò)振動(dòng)排出。一般預(yù)制梁的混凝土攪拌時(shí)間可以控制在120～180s。

2.脫模劑使用不當(dāng)會(huì)影響氣泡的排出。

施工單位開(kāi)始采用脫模劑是廢機(jī)油兌柴油，這種混合油對(duì)氣泡具有極強(qiáng)的吸附性，混凝土內(nèi)的氣泡一經(jīng)接觸，便會(huì)吸附在模板上難以排出。

3.振搗情況影響氣泡的排出。

由于施工環(huán)境的不同，所以混凝土的和易性、環(huán)境溫度都會(huì)促使振搗手根據(jù)實(shí)際條件采用多種振搗工藝，不同的施工工藝也會(huì)使得混凝土表面氣泡的多少有著根本的不同?；炷梁鸵仔栽胶?，粗集料中針片狀越少，振搗過(guò)程中，混凝土內(nèi)部就越密實(shí)，氣體就越容易排出。預(yù)制梁施工過(guò)程應(yīng)采用分層澆筑，由兩邊至中間，采用高頻振搗和人工振搗聯(lián)合施工。防止施工過(guò)程中過(guò)振或欠振、漏振，每層布料厚度適宜，避免出現(xiàn)混凝土離析（過(guò)振）或內(nèi)部空洞（欠振、漏振），影響氣體排出。

四、解決辦法及處理措施

（一）優(yōu)化混凝土配合比

預(yù)制T梁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C50，在混凝土優(yōu)化過(guò)程中嚴(yán)格控制水泥細(xì)度、強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)，I級(jí)粉煤灰選擇過(guò)程中，嚴(yán)格控制其需水量、細(xì)度、燒失量等關(guān)鍵指標(biāo)，粗集料用5-20mm連續(xù)級(jí)配碎石，要求其各項(xiàng)指標(biāo)不得低于II級(jí)（特別是針片狀含量），破碎面不得低于70%；細(xì)集料采用河砂，細(xì)度模數(shù)控制在2.6-2.9之間，嚴(yán)格控制小于0.3mm或大于0.6mm的粒徑數(shù)量。可適當(dāng)增加減水劑中的引氣成分用以調(diào)整混凝土的配合比，在確保混凝土強(qiáng)度的前提下，通過(guò)對(duì)原材控制對(duì)預(yù)制梁混凝土配比做出不同的調(diào)整，保證施工和易性及耐久性，控制其含氣量在2.5%-3.5%之間。

（二）模板e(cuò)ndprint

由于馬蹄倒角處氣泡較多，對(duì)腹板附著式高頻振動(dòng)器的安裝位置進(jìn)行合理調(diào)整。使腹板附著式高頻振動(dòng)器至少分兩層布置，馬蹄上沿部分、腹板中部高低錯(cuò)落布置，豎向間距約50cm，橫向間距約1.5 m，如下圖3。混凝土澆筑施工時(shí)第一層布料厚度應(yīng)低于馬蹄倒角上沿部分，振搗時(shí)更便于將馬蹄部分氣泡排出。此外，嚴(yán)格控制模板面板的清理打磨施工，這樣可使氣泡在振搗時(shí)順著鋼模面板處由下往上排出。選擇產(chǎn)品穩(wěn)定，性能優(yōu)越的脫模劑，不僅可使混凝土面平整光滑，顏色一致，有光澤，提升混凝土外觀質(zhì)量；還可影響到模板面上氣泡的聚集和附著，以至于振搗時(shí)氣泡能順利排出。

（三）優(yōu)化施工工藝及方法

在施工過(guò)程中采用分層澆筑，砼布料采用“縱向分段、豎向斜分層，先兩端再中間”，這種施工工藝雖然時(shí)間較長(zhǎng)、施工進(jìn)度較慢。但是可保證在前一層混凝土排除完氣泡后再布料下一層混凝土，這樣混凝土內(nèi)的大量氣泡都能排出。通過(guò)試驗(yàn)，豎向嚴(yán)格按照30～40 cm分層布料振搗，保證第一層布料厚度不超過(guò)馬蹄倒角上沿部位，同時(shí)開(kāi)動(dòng)腹板和馬蹄上沿處高頻附著式振動(dòng)器，根據(jù)混凝土的和易性、流動(dòng)性合理控制振搗時(shí)間（15-45s）。第一層振搗完成后采用“由邊到中，豎向斜分料”均勻布料，砼放料過(guò)程中采用腹板高頻振搗器和人工插入式振搗器交替振搗，，以振搗至混凝土表面泛漿、無(wú)氣泡為準(zhǔn)，同時(shí)應(yīng)防止發(fā)生因振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而出現(xiàn)混凝土過(guò)振的現(xiàn)象， 導(dǎo)致粗集料沉底，漿體上??；也應(yīng)防止欠振、漏振導(dǎo)致砼表面“漏骨”現(xiàn)象。運(yùn)用該方法連續(xù)澆注混凝土后，外觀則會(huì)較為美觀，既可避免產(chǎn)生施工縫，又可以避免砼在振搗過(guò)程中因流動(dòng)過(guò)大而造成離析。

五、調(diào)整結(jié)果

通過(guò)上述一系列改進(jìn)措施，最終澆筑后的T梁外觀有了明顯改觀，如下圖：

六、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)預(yù)制梁表面氣泡的成因分析，分別從混凝土的原材料、模板加工、脫模劑的選擇、施工工藝等方面下手，通過(guò)上述措施不僅讓混凝土黏聚性、和易性、流動(dòng)性滿足施工要求，澆筑后的預(yù)制T梁表面平整，有光澤；而且通過(guò)對(duì)預(yù)制T梁的跟蹤檢查，有效控制了混凝土表面氣泡的大小和數(shù)量，達(dá)到了很好的效果。

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