先张法预制“U”梁混凝土外观质量控制技术研究

秦进远　汪冬冬

(1.中交三航局第三工程有限公司，江苏 南京　210011；2.中交上海三航科学研究院有限公司，上海　200032)



·质量控制·

先张法预制“U”梁混凝土外观质量控制技术研究

秦进远1汪冬冬2

(1.中交三航局第三工程有限公司，江苏 南京210011；2.中交上海三航科学研究院有限公司，上海200032)

结合青岛地铁R3线“U”梁预制工程实例，介绍了改善“U”梁混凝土外观质量的关键技术措施，在优选矿物掺合料、聚羧酸减水剂等原材料基础上，优化了混凝土配合比，并通过使用优质脱模剂、附着式振捣器及透水模板布等措施，减少或消除了“U”梁的各部位气泡等缺陷，大幅度提高了混凝土外观质量。

“U”梁，外观质量，脱模剂，透水模板布

1　概述

在轨道交通工程中，国外“U”梁应用较多，国内仅上海、南京、广州少数城市有使用过“U”梁。据调研[1]“U”梁质量合格率仅为88%，局部外观质量缺陷是“U”梁制作常见的问题，其中腹板振捣困难，内倒角处气泡更是难以解决的问题。随着新技术和新材料的出现，改善混凝土外观质量的办法逐渐增多。脱模剂[2]对混凝土外观质量的改善效果显著，在清水混凝土施工中被广泛采用。透水模板布对于混凝土构件特殊位置如倒角斜面、梁体底部等位置排气泡和消除缺陷等效果显著[3]。此外，高频附着式振捣器等可减少混凝土外观缺陷，提高混凝土外观质量。本文结合青岛地铁R3线工程“U”梁制作，开展先张法预制“U”梁混凝土质量控制技术研究。

2　混凝土外观质量控制

2.1配合比设计

“U”梁混凝土配制综合考虑混凝土工作性能、力学性能、耐久性和抗裂性能，在大量试验基础上确定冬季夏季混凝土配合比见表1。“U”梁混凝土配合比参数见表2，单方胶凝材料499 kg/m3，粉煤灰掺量8%，矿粉掺量10%，砂率为0.4，水胶比0.295，减水剂掺量1.4%，聚丙烯纤维掺量0.9 kg/m3。混凝土性能测试见表3，采用P.O52.5水泥的1号配合比早期强度及弹性模量稍小于2号(采用P.Ⅱ52.5水泥)，但1号配合比28 d强度较高。根据上述特点将1号配合比作为夏季施工配合比，将2号配合比作为冬季施工配合比。

表1　混凝土配合比　kg/m3

表2　混凝土配合比参数

2.2试验段

为确保“U”梁施工质量，在“U”梁正式制作前，开展两次“U”梁试验段浇筑试验。试验段结构尺寸与“U”梁相同，长度为1 m的试验段。浇筑试验段时，混凝土坍落度200 mm，采用50 mm普通振捣棒振捣，先浇筑底板，等待30 min浇筑腹板，腹板混凝土分层厚度为30 cm～50 cm，浇筑完成后底板和腹板顶面采用二次抹面工艺。2.5 d拆模，拆模后覆盖土工布和薄膜养护。试验段浇筑见图1，试验段整体外观见图2，局部外观见图3和图4。腹板混凝土色泽均匀，无色差，但腹板小气泡较多；倒角大气泡很严重，存在蜂窝、麻面等缺陷，需采取针对措施进行改善。试验段采用的分层浇筑工艺不能验证“U”梁浇筑产生工艺，实体结构浇筑时需根据混凝土凝结时间合理安排混凝土的分段和分层布料工艺，类似构件多因工艺不合理产生冷缝。

表3　“U”型预制梁C55混凝土性能指标试验结果

2.3“U”梁典型施工

针对试验段出现的外观质量问题，使用模板脱模剂、附着式振捣器改善腹板气泡问题，采用透水模板布对倒角气泡等缺陷进行改进。并针对实体构件浇筑，对混凝土凝结时间进行了调整，制定了合理的分段、分层布料工艺，防止冷缝的产生。

1)脱模剂使用。

根据脱模剂的亲水性，分为油性脱模剂和水性脱模剂，不同性质的脱模剂用途对比见表4。本工程为钢模板，并且脱模剂涂刷后需防水冲刷，经对比和优选，采用马贝油性脱模剂，脱模剂的使用工艺对使用效果有影响，本工程脱模剂的使用工艺见表5。

表4　水性与油性脱模剂对比

表5　脱模剂使用工艺

2)高频附着式振捣器使用。

附着式振动器体积小、振动频率高、振动力大、振幅小、辐射范围大，混凝土流动性、可塑性增加，构件密实度提高，表面气孔小，成型快，质量可大幅度提高[4]，本工程采用的附着式振捣器频率为9 000 r/min，频率为180 Hz。布置在外模板靠接“U”梁腹板与底板倒角位置，沿着梁长度方向每侧各布置15个附着式振捣器，间距为2 m，布置方式呈折线型(见图5)。附着式振捣器每次振捣5 s，腹板分5层浇筑，每个附着式振捣器开5次～6次，对应的位置总共振捣时间为25 s～30 s。

3)透水模板布使用。

本工程采用透水模板布对腹板倒角质量进行改进，粘贴胶水具有10 min～20 min可工作时间，不平整时可掀开重新粘贴，粘贴完成后能快速硬化，使模板布与钢模板紧密连接在一起(如图6所示)。

模板布粘贴时需注意：清除模板上的脱模剂，防止影响模板布与模板的粘贴；胶水涂刷需均匀而薄，涂在模板表面及四周的胶水不宜涂得太厚，否则会堵塞排水孔而影响排气效果；待胶水颜色变透明后，方可粘贴模板布；按照模板的尺寸，裁剪好模板

布，每边预留约50 mm作为排水用，此工序是发挥排水效果的关键[5]。

4)混凝土凝结时间及浇筑工艺。

一榀“U”梁混凝土浇筑时间为4 h～5 h，混凝土凝结时间控制大约3 h，控制分层间隔时间不大于1.5 h。为了使混凝土浇筑连贯，并能在间隔时间内及时覆盖下一层混凝土，本工程采用横向分段，纵向分层浇筑工艺，分段长度不大于6 m，分层厚度不大于50 cm，并安排专人对施工工艺参数及时间进行记录。

5)外观质量改进效果。

涂刷优质脱模剂和采用附着式振捣器有效排出腹板气泡，通过控制混凝土浇筑工艺和混凝土凝结时间，避免了腹板出现冷缝，腹板混凝土拆模外观见图7，倒角局部外观见图8，通过粘贴透水模板布，倒角混凝土光滑、密实，无蜂窝、麻面现象，基本无气泡。

3　结语

本文采用矿物掺合料、聚羧酸减水剂和聚丙烯纤维等措施配制出的混凝土性能指标满足先张法“U”梁设计和施工要求；通过采用脱模剂、透水模板布和附着式振捣器等措施，成功解决薄壁“U”梁下料难、振捣条件不利出现的气泡等质量缺陷难题，通过以上关键技术，有效的控制了“U”梁混凝土的外观质量。

[1]陈松.浅谈“U”梁外观质量控制[J].广东科技,2012(5):88-89.

[2]傅俊惠.混凝土脱模剂运用技术[J].港口工程，1991(5):38-42.

[3]杨海成，熊建波，王胜年.透水模板布对海工高性能混凝土抗氯离子渗透性的影响[J].中国港湾建设，2014(2)：17-21.

[4]张家华,曹昌辉.浅谈预应力混凝土T型梁施工质量控制应注意的几个问题[J].江西水利科技，2003,29(4)：36-38.

[5]杨万斌,袁铁刚,韩秋阳.透水模板布对混凝土质量影响的实验研究[J].河北工程大学学报(自然科学版)，2015,32(1)：47-49.

Research on the key technology of concrete appearance quality control of the pre-fabricated “U” beam

Qin Jinyuan1Wang Dongdong2

(1.No.3 Engineering Co., Ltd of CCCC Third Harbor Engineering Co., Ltd, Nanjing 210011, China；2.Shanghai Third Harbour Engineering Science & Technology Research Institute Co., Ltd, Shanghai 200032, China)

Combining with the U-shaped fabricated engineering along R3 route in Qingdao, the paper improves the key technical measures for the outlook quality of U-shaped beam concrete, optimizes the concrete proportional ratio by selecting mineral mixture, polycarboxylic acid water reducer, and reduces or eliminates the shortages such as the bubbles at the different parts of the U-shaped beam by using the good release agent, attached vibrator, and permeable model cloth, so as to improve the concrete outline quality effectively.

U-shaped beam, outlook quality, release agent, permeable model cloth

1009-6825(2016)25-0193-02

2016-06-28

秦进远(1987- )，男，工程师

TU712.3

A