【关键词】混凝土箱梁预制；流砂水纹；原因分析及预防
1．概述
在预应力混凝土梁体预制灌注振捣过程中，常在梁体侧面表面与模板间，由于混凝土泌水，水泥稀浆浮到混凝土表面，水泥含量较多，终凝后在混凝土表面出现的水泥石颜色较深；或泌水后形成水膜及水泥稀浆挤占骨料空隙，并分散、包裹于骨料表面，水分迁移形成水膜痕迹及浅表层多孔低强度的硬化水泥石，脱落后而产生状似虫蛀般的流砂水纹、鱼鳞纹，并留下泌水眼孔的痕迹，在表象上疑似“裂缝”，使本应光滑的表面变的十分难看，严重影响了梁体外观质量和整体质量。
2．梁体表面流砂水纹产生的原因
混凝土梁体表面流砂水纹产生的原因是多方面的。其主要原因是:拌和混凝土水的用量过大，灌注中梁体表面混凝土受过度震动使表面砂浆离析泌水；混凝土和易性差，水易离析泌出；砂石的配比不当及水泥的质量原因；模板缺陷等。
2.1拌和混凝土用水量过多、塌落度大
由于预应力混凝土箱梁，钢筋分布密、间距小，梁体腹板薄而高，灌注时很困难，为克服此类现象，施工单位大多采用在模板侧面加装高频附着式振动器的方法进行浇注，混凝土塌落度一般控制在12-16cm，主观上用加大用水量来保证混凝土的流动和密实，但由于模板整体较长，面积大，连续浇注施工时，若振动时机和时间掌握不好，不仅会使刚浇注的混凝土泌水，也会造成先期已震密实的混凝土泌水，致使用水量大的混凝土梁体表面砂浆离析泌水。泌水还会从集水量大的结构深处流出，沿模板与梁体间向梁体底部方向渗流，使表面砂浆被冲刷形成水纹。
2.2水泥、砂石、减水剂的影响
2.2.1水泥的影响
现场施工实践表明，使用不同厂家生产的相同品种标号的水泥，混凝土在浇注时流动性和凝结前的泌水程度不同，反应在梁体表面质量上也不相同，同样作业条件下，有的厂家生产的水泥不泌水，梁体表面颜色好，而有的牌号的水泥，梁体易出现流砂水纹缺陷，这是因为不同厂家牌号的水泥标准稠度用水量不同，与水泥的矿物质组成、水泥细度、均匀性、混合材品种差异、凝结时析出拌和水的性能不同有关系，因此，在混凝土梁板预制时，特别是在决定选用或更换水泥品种、牌号时，应注意经过试验比较，掌握泌水情况。
2.2.2粗细骨料的影响
石子的级配不好，碎石中的石粉含量和砂石中的泥土和泥块含量超标也是造成混凝土泌水和花脸的一个因素。石子级配偏离设计要求，灌注混凝土的内部孔隙率大，砂石中泥土石粉降低了混凝土的保水性能，灌注震捣时容易造成泌水。
2.2.3减水剂的影响
不同厂家减水剂性能指标的差异，在使用效果上也存在很大的差异。减水剂性能高，混凝土和易性就好，在混凝土稠度基本相同的条件下，则能较大减少拌和用水量，且浇注时可塑性好，易穿过密集的钢筋。性能指标较差的减水剂其减水效果则差，容易增加混凝土泌水的可能性。因此，选用减水剂要选质量稳定、减水效率高、对其它无不良影响的高效减水剂。掺加量可根据混凝土和易性、减水率、凝结时间等影响因素并通过试验确定。
3．混凝土泌水流砂对梁体使用寿命和耐久性分析
浇注梁体的混凝土出现泌水，是混凝土拌合物在灌注开始到凝结前，固体物质下沉，拌合水析出上升或积聚固体物表面过程。此过程在梁体表面产生含水量大的浮浆；在梁体内部钢筋、粗骨料或成孔胶管周围造成水的集聚并沿梁体混凝土内的空隙渗流；震捣时，沿梁体侧表面与侧模壁形成的间隙下流，冲走表面砂浆，在梁体表面形成状如虫蛀的水纹，留下泌水的孔眼。有流砂水纹缺陷的混凝土表面强度、抗风化和抗侵蚀性能降低。梁体内部，在分层灌注的混凝土上下层之间，受下层混凝土表面泌出的水影响，上下层混凝土结合强度变差。泌水还在混凝土内部粗骨料、钢筋周围形成水囊造成间隙，从而影响混凝土内流动形成的孔道及在梁体表面残留的孔眼，会使梁体的抗渗性和抗冻性降低，日久有腐蚀作用的水会沿梁体表面侵蚀到内部，可能造成钢筋的锈蚀。上述危害最终影响到桥梁的质量，加大桥梁的维修费用，缩短梁的使用寿命。
4．梁体流砂水纹缺陷的预防
浇注梁体混凝土离析泌水造成的流砂水纹缺陷，对梁体的危害是不可忽视的，许多施工单位在探讨解决办法，但往往出现反复，依据流砂水纹产生诸方面原因分析，预防办法应从以下几个环节着手。
4.1混凝土的拌和
4.1.1严格控制拌和水用量
浇注梁体的混凝土，拌和水用量过多是造成混凝土泌水产生的主要原因之一。拌和水用量要严格控制，砂石本身的含水量要进行测定，以便准确计算用水量。正确的掌握减水剂掺量，尽可能减少用水量，混凝土的坍落度一般应严格控制在9-12cm范围内，并尽量采用低限。
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4.1.2把好原材料质量关
控制好石子的级配和砂石中泥土、石粉含量，尤其是其含泥块量。用于桥梁工程的粗骨料，采用粒径5-20mm的范围内的碎石，粒径级配要尽可能满足设计要求，做理论配合比时适当增加砂率，且控制其石粉、泥土及其它杂质含量均应控制在标准允许范围之内，此外需对制梁所用砂石材料进行碱活性实验。因为近年来的研究表明，混凝土中骨料的碱活性成分对梁体有一定的危害，但长期以来，人们对这一问题重视不够，对骨料中碱活性成分对桥梁质量的影响程度缺乏了解，鉴于这一情况，有必要对骨料进行碱活性试验。
4.1.3桥梁(预制)工程所用水泥的选择
由于资源、运输及现实情况等客观条件的制约和限制，水泥来源往往不可能任意选择，但桥梁(预制)所用的水泥必须保证是质量指标稳定、细度合格、适合于掺用高效减水剂的普通硅酸盐水泥，以硅酸三钙(C3S)含量高，铝酸三钙(C3A)和碱含量低的水泥为宜，要通过灌注试验选定。现场灌注经验还表明:刚刚由水泥厂出库的水泥，未经库存一定限期，终因其熟化期不足，其和易性、安定性、可塑性比经库存稳定的水泥差，往往要相应增加拌和用水量才能保证灌注施工，灌注后混凝土相应的温度较高，易产生水气泡和泌水，造成蜂窝麻面和流砂水纹。
4.1.4混凝土配合比的选择
根据选定的水泥、外加剂、砂、石子进行混凝土配合比试验工作，可以参照同行混凝土工程施工经验，在理论计算的基础上，既要保证混凝土的强度、和易性、泌水性符合设计和施工要求，又要体现经济节约与效益并重的原则，需对多组混凝土配合比制作的试件进行抗压试验和耐久性试验，获得最佳配合比，从而确定每立方米混凝土的水泥用量、减水剂掺用量、坍落度、强度、弹性模量。
4.1.5采用分次投料搅拌工艺
搅拌混凝土采用分次投料、水泥裹砂法工艺，可提高混凝土搅拌质量，对预防混凝土灌注中泌水造成危害的效果也非常明显。
4.2混凝土浇注及振捣工艺，对拌制较稠的混凝土能顺利通过密集的钢筋并充盈梁体模板达到密实至关重要，其浇注顺序也值得研究。
4.2.1水平分层斜向浇筑法
从梁体两端以每层厚度30-40cm逐渐向梁中部连续浇注，布料从箱梁两侧腹板同步对称均匀进行先浇筑腹板与底板结合处再浇筑腹板最后浇筑顶板。混凝土浇筑入模时下料要均匀注意与振捣相配合。
4.2.2合理的振捣工艺
梁体浇注时采用安装在侧模壁上的附着式振动器及插入式振动棒的振捣方式，梁体腹板、底板采用侧振和插入式振捣，桥面混凝土采用插入式振捣，为防止过震造成混凝土离析泌水，要严格控制振捣时间，振动器要实现单控。震捣腹板和底板时，同时开动灌注部位两侧模板上振震动器，以振捣布料灌注部位为主，尽可能减少对已震实部位的反复振动和余震。侧振时需要附以插入式振动棒配合使用，为排除浇注时积存在混凝土中的气泡，在浇注到腹板顶部时，使用插入式振动棒，沿梁一端到另一端，按大约一米间隔插入腹板混凝土中上下抽插振捣数下，使气泡在振捣时排除(即增加附着后插入式回头补振操作，确保两者振捣方式的衔接)。在梁体全部浇注完成且混凝土尚未初凝前，为压平可能在震捣过程中已出现的泌水痕迹，可及时进行一次不超过30秒钟的大面积复振。这相当于压面，对消除水纹，增加梁体表面的光洁是有效的。
4.2.3二次收浆
实践表明：混凝土浇筑完成后进行“收浆”，并在混凝土初凝前进行二次收浆，可有效防止泌水现象的发生。
5．流砂水纹缺陷梁的修复
如前所述，泌水外流可形成混凝土结构内的孔隙、孔道，梁体表面受到冲刷造成流砂沟痕，不仅有损外观，对梁体使用寿命也有影响。情况严重的应进行修补。
5.1修补前，要铲除梁体松散混凝土，清洗干净，找出明显的泌水孔，用聚合物砂浆或环氧树脂水泥砂浆封堵，并对缺陷较深的部位抹压修补，待其干燥后，用砂纸磨光。
5.2对于泌水流砂严重的预应力梁体，在进行预应力管道压浆时，可适当提高水泥浆稠度，稠度以有良好的流动性来计算用水量，压浆除注满管道，同时还应注满相连通的泌水孔道，以尽可能充填混凝土内部泌水造成的孔隙。
6．结束语
在钢筋混凝土桥梁预制中，当泌水造成的流砂水纹和泌水孔眼，不仅影响梁体外观，也在梁体内部钢筋骨料周围流下空隙，增大了混凝土渗透性，造成外部水分，有害物质侵入梁体内部，影响梁的使用寿命，其危害不容低估。梁体混凝土的泌水，通过严格控制水灰比、改进灌注方法和振捣工艺、有效掌握振捣时间、优选水泥、骨料等措施，完全可以得到控制。
参考文献
﹝1﹞《铁路桥涵施工规范》 TB10203-2002 中国铁道出版社
﹝2﹞《铁路混凝土工程施工质量验收标准》 TB10424-2010 中国铁道出版社
论文作者:杨,锋
论文发表刊物:《建筑实践》2019年 24期
论文发表时间:2020/4/26
标签：混凝土论文; 流砂论文; 水泥论文; 体表论文; 骨料论文; 腹板论文; 用水量论文; 《建筑实践》2019年 24期论文;