预制扭王字块体表面缺陷的成因及防治措施解析

王世贤

(浙江水专工程建设监理有限公司，杭州 310051)

1 施工背景

扭王字块是一种异形混凝土材料，通过模板一次浇筑成型，用于一些水利工程或航运港口的防波堤施工，将扭王字块摆放在防浪堤的外侧，能够起到很好抵抗海浪对防波堤作用力的作用。扭王字块的制作材料主要为混凝土或水泥，原料成本较低，但对模板的要求非常高，选择的扭王字块模板材料要优良，要具备较好的抗压性和热稳定性，以保证浇筑的扭王字块质量。在实际浇筑施工中，因为扭王字块形状不规则、对模板的要求高导致有些浇筑的扭王字块表面缺陷严重，影响后期施工质量，因此在防波堤施工中，保证扭王字块的浇筑质量是非常有必要的。

2 工程概况

某沿海地区需要新建一座防波堤水工建筑，防波堤结构为斜坡堤，分为上部结构、护面、堤身三部分组成，护面的施工采用扭王字块进行。设计防波堤全长5363m,计划使用扭王字块3.8万件左右，总用混凝土方量42.4km3，根据工程设计防波堤两侧坡面护面块体共分六部分进行施工，使用扭王字块重量分别为4t、4t、11t、20t、26t、28t。此防波堤工程设计为永久性防波堤，位置相对偏僻，另外该施工区的自然条件较差，波浪及海流较大，所以必须保证扭王字块的质量，保证防波堤工程的服务年限。该工程扭王字块使用量比较大，需要在预制场提前预制，以保证施工用量。预制时利用吊机和吊罐进行混凝土入仓，再利用插入式振捣器进行分层振捣施工。扭王字块一次浇筑完成后，需要喷涂抗腐蚀氧化剂进行养护，转运至堆场后也要进行养护操作。

3 扭王字块主要表面缺陷情况调查

用20d时间调查扭王字块共计1000余件的质量情况，发现其表面缺陷主要表现为表面气泡、崩角、漏浆烂根、表面漏石、砂斑砂线、蜂窝等，具体统计情况见表1。扭王字块蜂窝缺陷是指混凝土表面水泥砂浆缺失，形成局部蜂窝状或表面成片的粗骨料外漏，影响扭王字块质量。表1显示的扭王字块表面缺陷情况，部分不合格扭王字块含多个不合格缺陷。

表1 扭王字块表面缺陷情况统计

3.1 表面气泡、蜂窝

扭王字块形成表面气泡、蜂窝的主要原因是：配合比出现偏差，导致混凝土过于黏稠振捣施工比较困难混凝土内气泡不容易排出，造成表面出现气泡或蜂窝，具体施工时砂率偏大、注水太少、胶结料偏多、增稠剂使用不合理均会导致扭王字块出现表面气泡或蜂窝缺陷；扭王字块混凝土浇筑时浇筑的分层太厚，气泡无法穿过较厚的混凝土排出，即使振捣时间足够也无法排出混凝土内多余气泡；引气剂的质量不合格也是导致扭王字块出现气泡、蜂窝缺陷的主要原因，引气剂的不能发挥较好作用，在混凝土中形成较大气泡，振捣时间不充足，大气泡排出困难；脱模剂质量不合格，在气温比较低时，在进行扭王字块灌注施工时，混凝土内气泡在振捣作用下与模具上黏稠的脱模剂接触，导致无法上升排出，形成气泡、蜂窝；模板在灌注前未及时清理干净，里面沾附一些水泥碎屑，脱模剂在模具上涂抹不均匀或局部漏刷；混凝土振捣施工时振捣时间过短或不及时，气泡沾附在模板上不易排出，导致扭王字块斜面、竖直面空洞，为了避免出现表面气泡、蜂窝缺陷，增加振捣次数导致混凝土离析，砂浆从缝隙内流出、沙子裸露，形成蜂窝缺陷；扭王字块是不规格形体，混凝土气体容易沾附在角落模板上，不易排出，在下肢、中肢位置气泡较多(图1)；混凝土配比时和易性较差，造成离析现象，为了避免混凝土分层，没有充分振捣混凝土，造成混凝土内气泡较多；模板质量不合格，出现缝隙，造成漏检；采用的助磨剂不合格，具有引气性，混凝土内产生大量气泡。

图1 扭王字块气泡较多部位位置

3.2 边棱掉角

扭王字块形成边棱掉角的主要原因是：拆模时间控制不合理，如果拆模时间过早会产生掉皮掉角，甚至断肢，如果拆模时间过晚，模板不容易拆除，最终造成扭王字块表面损伤；混凝土强度不够，拆模时掉角；模板设计不合理内角较小、模板内焊缝凸凹不平、模板内有焊渣或水泥碎屑，导致模板内粗糙，浇筑时混凝土与模板内黏附力较大，脱模困难；脱模时千斤顶位置不合理，撬棍前倾幅度太大，内模角顶在上肢腋部破损；施工时气温较低，混凝土局部低温冻裂；吊模板、转运时触碰扭王字块，导致掉角。容易掉角部位见图2。

图2 扭王字块容易掉角部位

3.3 漏浆烂角

在进行下肢混凝土浇筑时，混凝土振捣给下肢顶模和底膜加楔，但如果振捣力度把握不准确，向上作用力高于模板自重和摩擦力时，模板会出现裂缝，导致模板漏浆，混凝土离析，模板内砂浆量减少，石子黏结松散，出现烂角；模板拼接有缝隙或支设不牢固，振捣时模板移位，造成漏浆烂脚。

3.4 表面裂缝

扭王字块在混凝土硬化过程中需要进行养护，如果养护方式不当，表面的水分流失快，表面体积收缩大，内部水分流失慢，收缩小，张拉力不平衡出现表面开裂，根据表面养护水平开裂的程度也不同；混凝土水化操作时内部水化热挥发不及时，内外温差大，热量分布不均，混凝土形变超过极限造成表面裂缝；混凝土加水拌和施工时内部碱性物质和氧化硅发生化学反应，生成胶状碱性物质(硅胶)，其会吸水膨胀，导致混凝土内体积增大，导致裂缝；水泥量使用不合理，水泥用量过高时混凝土内产生的水化热会增加混凝土温度，导致性能不稳定；混凝土原料质量不过关，采用含泥沙量大的粉砂作为施工原料，浇筑的扭王字块抗拉强度低、收缩大，容易出现表面裂缝；混凝土过度振捣施工时，混凝土离析，表面形成一层砂浆层，导致浇灌的扭王字块收缩量较大；混凝土振捣次数不够、挤压不彻底、养护不及时，会导致塑型裂缝。

3.5 砂斑砂线

混凝土振捣施工后上层会有水分流出，这时需要排出上方沁水，如果沁水排出不及时，沁水会随着模板缝隙留到下方形成砂线；混凝土内气泡较多，排出不及时，形成沁水，在压力作用下水分集聚到模板附近，形成砂斑砂线；混凝土内由于外力作用形成负压环境，吸取混凝土内的游离水，形成砂斑砂线。

3.6 松顶

影响出现扭王字块松顶的主要原因是：混凝土原料配置时砂率配比不合适，水灰比例太大，在振捣施工时混凝土离析石子沉入底层，造成上部松顶；混凝土上部水分没有排除干净，形成砂浆层，导致松顶；混凝土配比砂浆量比例过高，形成浮浆。

4 表面缺陷主要影响因素分析

通过分析讨论对比，确定影响扭王字块表面缺陷的原因主要有：①混凝土原料质量问题。②混凝土配比不合理。③施工前没有进行技术培训。④施工环境昼夜温差大，温度控制不合理。⑤混凝土浇筑施工时，混凝土坍落度施工控制不合理。⑥拆模时间不合理，过早或过晚拆模。⑦模板质量不合格，拼装时有缝隙，造成漏浆。⑧拆模技术人员操作不规范。⑨振捣施工时间较短、振捣不够或振捣过量。⑩养护液质量不合格。模板未清理或清理不干净，有碎屑残渣。

5 预制扭王字块体表面缺陷施工控制

5.1 施工控制

原料在进场使用之前必须按一定比例抽样试验检测，检测的原料质量合格符合设计和规范要求后才能投入使用；对混凝土的配比进行试验室试块试验，检测试块的强度及表面质量，最后得出混凝土的配比为：水泥：石：砂：粉煤灰：减水剂：水=293:1149:765:52:2.76:162，采用此配比制作的扭王字块符合工程质量要求；扭王字块在浇筑施工前要进行技术交底，在施工前要对相关技术人员进行专业施工流程培训，以保证扭王字块的施工质量；严格控制施工温差，例如夏季气温较高，扭王字块施工时能够在规定时间内达到施工要求强度，浇筑的扭王字块合格率较高，但在冬季温度较低时，扭王字块质量问题有所增加。所以在施工时尽量控制扭王字块的施工温度，如果工期要求在温度较低时，要根据实际情况尽量延长拆模时间，减少扭王字块表面缺陷问题；通过统计分析，扭王字块的气泡一般多集中在中肢顶面的斜面位置及下肢顶面位置，这些位置的气泡密集且大，在振捣施工时，由于扭王字块的不规则形状，气泡也不易排出，所以在进行振捣施工时，要保证振捣质量，充分将混凝土内气泡挤出；施工现场勘查发现，模板数量有限且需要重复使用，另外工期较紧，所以常出现拆模时间过早现象。在具体施工时要增加模板数量，严格控制拆模时间，不能过早或过晚拆模；施工现场重复使用的扭王字块模板使用一段时间后会发生一定程度变形，施工现场地面不平整也会导致模板底部和地面接触不彻底，导致浇筑的扭王字块出现质量问题，所以要保证扭王字块模板的质量，要具备较好的抗压性和热稳定性，每次施工前检查模板质量，保证质量合格才能投入使用。另外施工场地在施工前要进行整平，避免影响扭王字块的浇筑质量；现场施工技术人员培训合格后才能正式上岗，施工时严格按照施工流程进行；振捣时间应根据施工现场情况进行实验，把控好合适的振捣时间后严格执行；养护液要保证质量，施工前对养护液进行检测，全部合格后才能投入使用；模板内保证干净，施工前检查，避免出现水泥残渣。

5.2 具体施工控制

5.2.1 表面气泡、蜂窝控制措施

要保证混凝土合适的坍落度，有利于混凝土内气泡排出；混凝土分层浇筑厚度要小于50cm，尤其注意下肢和中肢斜面位置；引气剂使用前与水按一定比例混匀后再放入混凝土搅拌仓中；避免使用油性脱模剂，必须使用时控制油刷厚度；振捣采用插入式振捣棒，振捣方式应快插慢拔、上下抽动，振捣棒和模板的距离应小于10cm左右，并不能触碰模板；斜面的振捣方式采用吊棒送棒振捣；控制模板质量，拼装要加上止浆条。

5.2.2 边棱掉角控制措施

根据施工气温情况严格控制拆模时间；保证混凝土强度；模板内边角和粗糙要进行打磨，保证无凸起；拆模要利用千斤顶进行，禁止使用大锤拆模；冬季浇筑施工完毕后，做好保温覆盖工作；拆模后扭王字块强度达到60%以上才能转运至堆场。

5.2.3 漏浆烂角控制措施

严格控制混凝土分层，底层混凝土分层厚度应小于下肢斜顶面的起点线；要保证底膜平整，止浆带要严密防止漏浆；浇筑施工过程中，要实时监测支架、模板、堵缝等情况，避免出现模板滑动、漏浆等情况发生。

5.2.4 表面裂缝控制措施

抹面施工后及时覆盖塑料膜，进行保温避免水分散失过快出现裂缝；冬季温度较低施工严格控制拆模时间，控制室内外温差；优化混凝土配比，避免过量使用粉砂原料；拆模后也要采取保温措施，及时进行养护，根据季节温度不同，养护方式也不一样，夏季应增加养护时间，冬季要搭设温棚，降低养护温差；选择中低热水泥(矿渣硅酸盐)，降低水化热量；严格控制二次振捣及抹面时间，注意扭王字块表面的二次抹压。

5.2.5 砂斑砂线控制措施

及时清理混凝土面层沁水；控制负压，保证混凝土施工压力平衡，浇筑完成后稍松模板腰部位置螺丝，使空气进入平衡压力；少量使用减水剂。

5.2.6 松顶控制措施

混凝土的振捣时间应在20s以内，要保证振捣质量；混凝土选择30-50mm之间坍落度材料，不易产生大量浮浆；及时排除混凝土顶部沁水，要进行2次振捣及2次抹面施工，避免松顶；混凝土材料配比要保证砂率及水灰配比合理，减少混凝土沁水增加保水性及和易性；浇筑完成后进行顶部混凝土的压实、抹光施工，避免松顶。

6 结 语

该工程通过优化混凝土原料配合比，保证施工原料质量，严格控制分层施工、振捣施工程序，进行2次振捣及抹面施工控制，及时排除沁水，注意保温和养护质量，保证了工程所需扭王字块施工质量，满足工程施工要求。