桥梁混凝土外观质量控制措施

2023-04-24殷长燕郑福寿

甘肃科技 2023年11期

张海,殷长燕,郑福寿

（甘肃隆源设备材料有限公司，甘肃兰州 730050）

0 引言

随着社会的发展，桥梁的存在意义已经不是单纯的满足跨江、跨河、穿越沟壑的要求，在设计上更加注重追求景观效果，这一点在市政桥梁建设中尤为突出，不仅仅追求桥的实用性，更要求其满足观赏性的要求。市政桥梁普遍采用造型美观的悬索桥、斜拉桥和拱桥，高速公路桥梁一般采用梁式桥。不论哪种形式的桥梁对混凝土外观的要求标准都比较高，桥梁构造美观，不仅需要构造物来衬托，同时也需要混凝土外观质量折射出实体质量。

混凝土构造物的外观表象评定是桥梁质量检测的关键项目，但受地域不同和施工水平差异的影响，混凝土外观质量仍然是桥梁施工过程中的管控难点。尽管相关技术人员一直在不断研究优化，但由于混凝土外观质量[1]的影响因素多，控制手段复杂多变，有些问题仍未得到有效解决，对施工单位造成了诸多困扰。文章主要针对传统梁式桥墩柱混凝土外观控制问题，结合施工中遇到的相关问题以及解决方法，对实践中取得的一些混凝土外观质量的提升措施进行分析和总结。

1 墩柱混凝土外观常见问题及原因分析

1.1 错台、错缝严重

墩柱浇筑模板一般都是水平和纵向分节段拼装，拼缝的存在导致混凝土浇筑完拆模以后，出现横向和竖向拼缝，错台、错缝的出现跟模板加工质量和施工过程管控息息相关。

（1）模板加工过程中，加工水平和精细化程度将直接影响拼模后的效果，如加工不规范，或在裁切焊接过程中控制不严，导致混凝土施工时模板很难校正。

（2）施工过程中模板拼装不规范，接缝处处理不当，导致漏浆和错台出现，甚至出现拼缝处混凝土夹层。

（3）模板连接螺栓未满上或者螺栓未拧紧导致浇筑过程中螺栓松动，导致模板变形，影响整体效果。

1.2 蜂窝麻面、砂线

墩柱蜂窝麻面、砂线既影响外观质量，又牵扯到实体质量问题，分析产生原因主要有以下几点。

（1）混凝土配合比和坍落度影响浇筑质量，混凝土坍落度过小导致振捣过程中气泡不易溢出，不能很好地提浆。

（2）混凝土漏振或振捣时间过短导致表面气泡较多，导致外观质量差。

（3）脱模剂选用不当，导致气泡不易溢出，影响外观。

（4）一次浇筑过厚，导致不能充分振捣，气泡无法排除。

（5）模板加固不稳当，浇筑过程中来回晃动导致模板变形不连续，混凝土表面的水或浆液顺着空隙向下走从而形成砂线。

1.3 混凝土表面色泽不均匀

混凝土外观的一个重要表现就是色泽的亮度和均匀性，色泽不均匀将直接导致整个墩柱的外观质量变差。影响混凝土表面色泽的因素主要有以下方面。

1.3.1 不同批次原材料混用

墩柱外观出现色差其根本原因是水分带着混凝土内部具有颜色的细颗粒在表面分布不均匀导致的，常常表现为黑色条带状，尤其以环向最为常见，主要影响因素为水泥和集料的不同批次颜色发生变化导致混凝土节段色差明显。

1.3.2 模板未打磨干净

模板打磨的光洁程度对混凝土外观至关重要，所有模板残留物都将在拆模后附着于墩柱混凝土表面，并且很难消除。最为明显的是模板锈迹未打磨干净导致整个混凝土外观颜色暗黄交替。

1.3.3 浇筑过程控制不规范

浇筑过程中未正确放置串筒，串筒不居中导致混凝土下落后一边骨料堆积浆液流向另一侧，导致两侧颜色不一致，浆液集中一侧混凝土呈现青色。实践中串筒是否居中放置比不安装串筒对混凝土外观造成的影响更大。

1.4 水波纹，浇筑分层明显

水波纹和浇筑分层明显也是墩柱常见的外观质量问题，水波纹和浇筑分层的出现跟混凝土原材料、浇筑过程、振捣工艺有关，产生的主要原因如下。

1.4.1 混凝土原材料及水灰比影响

沙子细度模数偏大导致混凝土保水性差，不耐震，振捣过程中容易出水，从而导致后期拆模后出现水波纹。混凝土水灰比过大出现泌水也将直接导致混凝土表面出现水波纹。

1.4.2 振捣工艺不规范

浇筑分层明显主要跟施工过程中节段分层厚度，每层振捣时长，分层浇筑等待时间以及振捣工艺都有很大的关系。混凝土浇筑层过薄容易产生过振和节段分层多的现象。每层振捣时长的差异将影响每层外观的差异，时间长容易发青，时间短容易产生漏振现象。浇筑上层混凝土时未将振捣棒插入下一层混凝土中，从而出现分层现象。

1.4.3 浇筑过程不连续

有时受天气或供料影响，如果浇筑连续性不能保证，上下层浇筑间隔时间过久就会出现分层现象。

1.5 露筋

露筋是墩柱混凝土表面常见的外观质量问题，其原因主要为振捣过程中为了方便省时直接将振动棒靠在钢筋上振捣，导致墩柱钢筋笼箍筋形状映射在混凝土外观上，严重影响墩柱混凝土的美观和质量。

1.6 养生不当影响外观质量

墩柱混凝土养生方式不恰当也将影响混凝土外观，塑料薄膜养生会导致养生完成后墩柱表面出现鱼鳞状的白色附着物，对墩柱混凝土外观造成影响。

1.7 表面裂纹

墩柱拆模一段时间后个别墩身会出现细小的表面裂纹，墩顶四周也会沿着柱顶向下产生竖向裂纹。其产生原因主要有：

（1）模板拆除时间过早，使墩柱自身过早受压。

（2）模板拆除后直接在墩柱表面喷洒冷水，导致温差变化过快产生收缩裂缝。

（3）墩顶混凝土浇筑完成后未对顶部浮浆进行清理，或者未收面导致墩顶部位混凝土收缩产生裂缝。

（4）收面或养生过程中对墩顶预留钢筋产生扰动，将导致裂缝在混凝土凝固过程中产生扩散，沿墩顶主筋产生裂缝。

2 墩柱混凝土外观质量控制措施

从上述常见问题可以看出影响混凝土外观质量的因素很多且涉及面广泛，主要有混凝土原材料和配合比、模板安拆、脱模剂选择、混凝土施工工艺4大类。针对以上出现的问题，分析制定相应的解决措施：

2.1 混凝土原材料和配合比

混凝土原材料和配合比问题一直都是影响混凝土实体质量和外观质量的关键因素。

混凝土色差主要来源于原材料，水泥的影响是整体性的，粉煤灰里的黑色悬浮物影响是局部的。所以对于分2次施工的上下节墩柱，施工前一定要确保水泥厂家固定，水泥颜色不发生大的变化，检验合格后方可入库使用。对于一些不能避免的黑色悬浮物，施工振捣过程中若发现有黑色物质泛出，应及时用棉布或土工布吸附，避免后期附着于墩柱表面。

根据混凝土泌水和离析问题，主要对砂石料和外加剂进行调整，尤其对沙子的含泥量和细度模数进行控制，增大混凝土流动性、黏聚性和保水性，避免振捣过程出水。针对墩柱施工对混凝土坍落度的要求，坍落度宜控制在160～180 mm。过小不容易振捣，过大容易泌水泛浆影响色泽，混凝土掺水量过大会导致混凝土黏聚性变差，从而导致分层离析。减水剂作为混凝土中的主要外加剂，其主要作用是抗渗和减少空隙，所以减水剂的选择和掺量对混凝土的质量起关键作用。混凝土坍损过快以及坍落度过大产生泌水都跟减水剂息息相关。

2.2 模板安装

模板打磨、拼缝处理及安装加固的质量直接影响混凝土的外观质量[2]。

2.2.1 模板打磨

模板打磨除锈应遵循以下原则：

（1）气候湿润并且降水频繁地区，打磨模板一定要遵循“表面干燥打磨”的原则，模板打磨前用吹风机将表面吹干，在完全干燥的情况下对模板进行打磨处理，并且打磨完要尽快合模，保证其喷涂脱模剂前模板处于干燥状态。

（2）长期存放模板表面刷水泥浆反复打磨，为了保证混凝土外观颜色的均匀和光泽，模板使用前一定要多次打磨彻底后再合模，尤其长时间存放未使用的模板必须进行表面刷水泥浆，待水泥浆干燥后进行打磨，反复进行此工序至少3次方可进行下一步施工。

2.2.2 模板拼缝处理

模板拼缝处理应注意以下几点：

（1）模板拼缝及错台调校。对于拼缝错台首先进行人工撬合调整，对于模板的小变形导致的小错台采取打磨处理，对于稍大的变形采用原子灰进行过渡处理。

（2）模板拼缝密封性处理。模板拼缝处全部采用双面胶进行贴合处理，且双面胶必须要贴在距内侧边缘1～2 mm为宜，达到密封效果的同时也防止双面胶侵入到混凝土中。

（3）模板拼缝螺栓安装。墩柱拼缝调校完毕后，根据柱径大小和模板承受荷载大小确定螺栓直径和数量，一般要求螺栓要满上，螺栓力矩保证浇筑过程中不松动。

2.2.3 模板安装加固

为防止混凝土浇筑过程中模板发生晃动，导致模板变形不连续，在墩柱模板安装就位后必须采用缆风绳进行4个方向的固定并且要确保牢靠不晃动，不仅能防止浇筑过程中墩柱偏位，还能有效预防浇筑过程中墩身出现砂线和颜色不均匀等外观质量问题[3]。

2.3 脱模剂的选用

脱模剂一般分为油性脱模剂和水性脱模剂2种。

2.3.1 油性脱模剂

油性脱模剂在施工中是最常用的一种脱模剂，一般是由油基材料调配而成。油性脱模剂对模板腐蚀性小不会对模板的使用寿命造成影响。油性脱模剂在使用过程中具有挥发快，不需要利用高温蒸发的特点，但使用完以后模板表面残留物比较多，刺激性气味比较重。传统的机油或食用油，也常被用作脱模剂，但其黏稠度高，振捣过程中导致气泡不容易溢出，造成拆模后混凝土表面气泡较多，严重影响混凝土外观质量。

油性脱模剂优点为易脱模，不易黏模；缺点为脱模次数少，产品表面容易起泡脱层，后期处理较麻烦。

2.3.2 水性脱模剂

水性脱模剂也称为水质脱模剂，是由有机高分子材料制成的一种新型脱模水剂，其特点是易溶于水，使用时需兑水后涂刷于模板表面，待水分挥发完以后在模板表面形成一层光滑的隔离膜，涂刷均匀后该膜能有效防止混凝土与模板直接接触，并且在浇筑混凝土时，能够使气泡快速溢出，减少墩柱表面的蜂窝麻面，保证混凝土的外观颜色。水性脱模剂拆模后表面自然分解，表面易于附着。

相比较使用效果来说，水性脱模剂在混凝土质量外观方面更能满足施工需求，尤其在干燥地区效果尤为显著。需要注意的是脱模剂在涂刷到模板上以后不能再见水，雨水的冲刷加上水性脱模剂本身溶于水的特点，导致刷好脱模剂的模板见水后施工的混凝土出现发黑现象，影响墩柱外观。此外水性脱模剂适用于高温环境，涂刷方式建议采用喷雾器进行喷涂，能够保证其均匀性。

2.4 施工工艺

要想保证混凝土外观质量，规范施工工艺必不可少，施工工艺管控主要分3个阶段，即入模阶段、振捣阶段和拆模养生阶段。

2.4.1 入模阶段

混凝土入模前必须严格检测其坍落度和混凝土和易性，在确保混凝土检测合格后方可浇筑[4]，墩柱浇筑一般都存在高空卸落问题，必须设置串筒或溜槽等减速防离析装置，减速装置的安装必须要保证居中且距离混凝土表面不能高于2 m。串筒安装完成后必须要置于柱模中心位置，防止混凝土卸落后发生骨料堆积现象，导致墩柱2个面颜色不均匀。

2.4.2 振捣阶段

混凝土振捣过程中一定要严格按照快插慢拔的基本原则，沿着墩柱一圈振捣，移动间距不应超过振捣器作用半径的1.5倍。混凝土入模，按照对称、均匀、分层的原则浇筑，每层厚度根据现场实际情况确定，一般在50 cm左右，不宜过大或过小。采用插入式振捣棒振捣，保证振捣充分且密实，振捣按操作规范要求进行，不得漏振、过振和贴靠模板，振捣插入点应尽量保证均匀且间距一致，采用梅花形布置，与侧模应保持5～10 cm距离；深度插入下层5～10 cm，每点20～30 s[5]。振捣过程中尤其要避免振捣棒直接接触钢筋，导致后期混凝土表面出现漏筋现象。

混凝土浇筑到顶部或完成后要尽量避免对墩顶主筋发生扰动，导致柱顶裂缝出现，同时对于墩顶出现浮浆时应及时清理，进行顶部收面。

2.4.3 拆模养生阶段

混凝土浇筑完成后不宜过早拆模，一般要保证浇筑完成至少24 h后进行模板拆除，拆除过程中要防止用棍棒强行撬拆模板造成墩柱掉块缺角。模板拆除后不要立即向墩柱表面喷淋冷水，防止短时间温差过大导致混凝土表面开裂，待其表面温度开始下降后再进行洒水养生。墩柱养生一般有喷淋养生、蒸气养生，一般天气状况良好气温较高时普遍采用喷淋养生，需要在墩柱表面裹覆保湿材料保证墩柱表面长时间处于湿润状态。推荐选取一布一膜土工布，布一侧贴合墩柱，塑料膜一侧处于外侧，保湿养生效果佳且不会对墩柱表面造成水垢及钙化物污染。