宁夏交通建设股份有限公司
摘要：近些年来，由于人们对混凝土构件受力状态以及混凝土本身的认识不断加深，通过对以往桥梁结构容易损坏的部位进行反复观察及研究分析，对于桥涵构造物桥面铺装及湿接缝处的混凝土容易提前损坏，究其主要原因是该部位的混凝土在施工过程中均要二次浇筑才能完成，而且过去新旧混凝土结合面往往都是光面结合，这样以来混凝土抗剪能力相比一次浇筑成形的会有所减弱，最终造成这些部位过早的出现病害等情况。因此近几年来，要么设计单位在设计中就对混凝土构件存在有先后浇筑时间间隔的部位增加了一项凿毛工序；要么监理单位或是施工单位自主要求凡是存在有先后浇筑顺序的部位都会增加一道凿毛工序，目的就是以提高混凝土新旧结合面处的抗剪能力，从而提高混凝土构件的耐久性。
关键词：梁板凿毛 强度变化 凿毛工艺
一、前言
京藏高速公路改扩建工程滚泉至桃山口JZ24标段共有桥梁16座、其中现浇箱梁桥1座、T梁桥3座，箱梁桥5座，空心板桥7座；预制T梁462片，预制空心板347片，预制箱梁85片。设计要求T梁和箱梁进行端头、翼缘板端、中横梁端凿毛，空心板进行腹板凿毛，项目部考虑到桥面铺装将来也存在二次浇筑的问题，所以决定对各梁板顶部也增加了凿毛工序。
梁板凿毛的目的在于使新旧混凝土结合面粗糙，表面积增大，促使新旧混凝土结合后整体混凝土抗剪能力增强。但是如何凿？凿毛时间、深度、形式都没有明确的统一标准，凿毛后对混凝土的强度到底有没有影响也没有理论依据和数据支撑。目前普遍的做法都是依据《公路桥涵施工规范》（JTG/T F50-2011）6.11.6条款中，人工凿毛时，混凝土强度应达到2.5MPa，采用风动机凿毛时，混凝土强度应达到10MPa，这一规定。对梁板端头及空心板腹板、板（梁）顶等部位进行全断面凿毛，对于端头、横隔板处自动凿毛机无法凿毛的部位采用人工手持式凿毛机进行凿毛。基于以上的考虑，我项目部想通过这个项目的梁板凿毛研究，总结探索一套对梁板整体强度影响最小又能高效节能的凿毛工艺。
二、研究方案的确定及研究过程
近几年来无论是预制还是现浇梁板基本上都是C50型混凝土，我项目部的梁板混凝土也全部是C50型混凝土，因此我项目部决定针对C50型混凝土梁板凿毛开展专项研究，以同批次、同标号C50混凝土试件为研究对象开展对比研究，通过反复设计最终研究方案如下：
试验方案确定
1.1 同批次混凝土不凿毛试件标准养护与不同凿毛方式凿毛后试件标准养护后的混凝土强度对比(按照目前普遍的做法，一般在养护三天后凿毛)；
1.2 凿毛时间按混凝土龄期计算，分别为1d、3d、7d龄期对试块进行凿毛，分析不同的凿毛时间对混凝土试件强度的影响，以确定最佳凿毛时间段；
1.3 不同凿毛方式对混凝土碳化深度的影响。
混凝土试块凿毛方式为全断面凿毛方式和点状凿毛方式两种。为了保证试块能在万能试验机上进行抗压试验，必须保证试块上下两个面为平面，所以对试块的其他四个面进行凿毛。其中全断面凿毛方式为测试试块的四个面凿毛，凿毛深度为3-5mm；点状凿毛为测试试块的四个面凿毛，每一面均匀分布9点，每个点尺寸为边长2cm左右，深度为3-5mm的小块。如图所示：
3.数据整理分析
3.1 分析同批次C50混凝土试件不凿毛和采用不同的凿毛方式凿毛后标准养护28天后对混凝土构件强度的影响可知：对比试件强度变化，未凿毛试件的强度最高，其次为点状凿毛，最后为全断面凿毛；未凿毛试件强度比点状凿毛试件强度高5.7Mpa，比全断面凿毛试件强度高21.3 Mpa；
3.2 分析凿毛时间对混凝土试件强度的影响数据可知，采用全断面凿毛方式所选的时间段对混凝土试件强度的影响程度，凿毛越早对强度影响越大，混凝土强度越高凿毛对混凝土的强度影响越小；而不同时间段内采用点状凿毛方式对混凝土试件强度的影响不大或者说对混凝土的影响在可接受的范围内；
3.3 碳化深度影响分析：因为我项目部为了保证梁板的预制质量，对梁板预制混凝土全部采用了高性能C50混凝土，高性能外观比较密实，未凿毛混凝土试件3月龄期内无碳化。全断面凿毛试件由于没有基准平面，碳化深度无法准确检测，只能是凿小坑后滴入酚酞试剂目测观察（数据不一定准确）；采用点状凿毛的混凝土试件从试验料据看，3个月龄期内也无明显碳化；
3.4 数据分析总结如下：从对混凝土强度的影响程度来看，不凿毛对强度没有影响（但是为了提高新旧混凝土结合的抗风剪能力，必须要进行凿毛处理），选择点状凿毛明显比选择全断面凿毛对标准养护后的强度影响要小。从凿毛时间的选择来看，点状凿毛受时间限制较小，基本可以忽略，全断面凿毛必须在混凝土强度达到设计强度以后进行。从碳化深度角度看，高性能混凝土不凿毛3月龄期无碳化，采用点状凿毛3月龄期无明显碳化深度变化，采用全断面凿毛3月龄期还是有一些碳化。因此从理论和长远角度考虑，凿毛增加了混凝土表面与空气接触的面积，破坏了混凝土表面光洁度，气体分子容易进入混凝土构件深处，从而容易导致碳化增加致使构件耐久性下降。
但按照混凝土构件受力来说，为保证新旧混凝土结合处有较好的抗剪能力，全断面凿毛后新旧混凝土结合面抗剪能力要好于点状凿毛。
三、结论
综合考虑凿毛工效、凿毛方式选择、凿毛时间段选择、碳化深度对混凝土耐久性的影响、新旧混凝土结合部位抗剪力的要求及各种梁板安装的先后顺序和梁板存放时间等等。预制梁板时务必要结合现场各桥梁的下部施工进度，坚持先施工先预制的原则，另外计划好工期，梁板预制要和现场施工同步，梁板存放时间最好不要超过3个月（防止凿毛面碳化加深影响构件耐久性）。对于空心板的端部和箱梁、T梁的端部、横隔板、翼缘板湿接缝处等无法采用机械凿毛的部位，宜采用人工手持小型机具选择3天到7天这个龄期内采用点状凿毛方式。对于空心板腹板部位宜在强度达到设计强后采用机械全断面凿毛。对各种梁板的顶面凿毛宜在梁板安装完成后，完成各湿接缝工作之后，待湿接缝混凝土强度达到设计强度后，对整个桥面采用自动凿毛机进行全断面凿毛。凿毛后紧接着进行下道工序，尽量减少凿毛面在空气中的暴露时间以降低碳化影响而影响混凝土的耐入性。
采用全自动凿毛机进行凿毛，必须在混凝土强度达到设计强度以后凿毛，同时不要凿的太深、太密，可让凿毛机行走的快一些，凿毛效果尽可能的接近点状凿毛，这样可以尽可能的降低凿毛对梁板的强度的影响。凿毛过程中对混凝土屑要及时清理干净，因为时间久了，混凝土细屑会牢牢的粘附在凿毛的小坑内；清理很困难，而且一旦清理不干净，会影响新旧混凝土面的结合效果。
另外，凿毛机合金头一定要勤检查、勤更换，因为合金头越钝，凿毛时对混凝土构件的强度影响越严重。因此，使用一段时间后要及时检查并更换凿毛机合金头。检查方法为查看凿毛机合金头的钝化程度或者观察凿毛面，并用硬物划凿毛面，如果松动脱落颗粒较多，可能为凿毛时间过早或凿毛头钝化，应查明原因及时调整凿毛工艺或更换凿毛头。
四、结束语
本文主要是通过对混凝土试件采用不同凿毛方式的试验研究，分析不同凿毛龄期、凿毛方式等对混凝土构件在强度变化、碳化深度的影响，具体的应用还需要结合混凝土构件的类型、存放时间等因素综合考虑。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011
[2]《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTG E30-2005
[3]《公路工程技术标准》JTG B01-2014
论文作者:黄志忠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/8
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