影響自密實(shí)混凝土灌注質(zhì)量因素及缺陷應(yīng)對

1、    影響自密實(shí)混凝土灌注質(zhì)量因素及缺陷應(yīng)對    石磊摘 要：自密實(shí)混凝土作為近幾十年來建筑技術(shù)領(lǐng)域最具革命性的發(fā)展產(chǎn)物，因其優(yōu)越的工作性能和良好的耐久性被各國建筑學(xué)者所看好，它適用于各類混凝土結(jié)構(gòu)和施工條件，一度被認(rèn)為是混凝土將來的必然發(fā)展趨勢之一。然而就其目前的使用情況來看，其應(yīng)用并不廣泛，究其原因在于難以有效保證自密實(shí)混凝土最終的灌注質(zhì)量和灌注效果。本文以京石客專無砟道岔板灌注實(shí)驗(yàn)為背景，圍繞影響自密實(shí)混凝土灌注質(zhì)量所涉及的因素，從生產(chǎn)、澆筑以及養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)挖掘相關(guān)因素內(nèi)容及范圍并對實(shí)驗(yàn)過程中所做的缺陷應(yīng)對進(jìn)行歸納和總結(jié)，用以指導(dǎo)現(xiàn)場更好地完成自

2、密實(shí)混凝土的灌注施工。關(guān)鍵詞：自密實(shí)混凝土；灌注質(zhì)量；影響因素；缺陷應(yīng)對：tv5 ：a一、自密實(shí)混凝土自身特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀自密實(shí)混凝土，又名“自流平混凝土”，是指在其自身重力作用下，能夠流動、密實(shí)，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時(shí)獲得很好的均質(zhì)性，且不需要附加振動就能夠獲得最終既定壓實(shí)強(qiáng)度的混凝土。與普通混凝土相比，除了應(yīng)具備普通混凝土所應(yīng)具備的和易性、粘聚性、保水性以及限定時(shí)間范圍內(nèi)初凝和終凝要求之外，還應(yīng)具備更好的流動性、較高的間隙通過性以及較大的抗離析性。早在20世紀(jì)70年代，西方發(fā)達(dá)國家就已經(jīng)開始使用輕微振動的混凝土，但直到90年代中期才首次將自密實(shí)混凝土用于交通網(wǎng)絡(luò)民用工程上。亞

3、洲自密實(shí)混凝土的使用源于日本，起初日本發(fā)展自密實(shí)混凝土主要是為了解決缺少熟練技術(shù)工人情況下提高混凝土耐久性的問題。目前在國外自密實(shí)混凝土應(yīng)用已十分廣泛，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)美國、英國、加拿大和日本自密實(shí)混凝土的使用量已占到混凝土使用總量的30%40%，而我國目前除了少有的幾條客運(yùn)專線和高鐵線路的無砟軌道板式道岔有所涉及外，其應(yīng)用并不廣泛，原因可概括為以下幾點(diǎn)：1.尚且沒有一個(gè)統(tǒng)一且被普遍認(rèn)可的配合比設(shè)計(jì)方法；2.其技術(shù)并不十分成熟，新拌混凝土的工作性非常敏感；3.質(zhì)量波動受各因素影響變化幅度較大，運(yùn)輸距離、工序銜接、灌注過程之間均需要較好的施工配合。而上述原因歸根結(jié)底就是難以有效保證最終的灌注質(zhì)量和灌注

4、效果。二、影響自密實(shí)混凝土灌注質(zhì)量因素分析混凝土產(chǎn)品的形成要經(jīng)過制拌、運(yùn)輸、澆筑等一系列環(huán)節(jié)操作，各環(huán)節(jié)的有效把控都將影響到混凝土最終的灌注質(zhì)量，而自密實(shí)混凝土因其應(yīng)具備的特性要求較多，便會受原材料質(zhì)量、配料準(zhǔn)確、拌制時(shí)間、灌注配合等眾多因素的條件限制，將上述影響因素以混凝土出料為界，從不同的角度剖析和研究相關(guān)因素內(nèi)容，是確保最終灌注質(zhì)量的唯一途徑。（一）從混凝土生產(chǎn)的角度剖析因素內(nèi)容自密實(shí)混凝土因其特有的性質(zhì)決定了它無論是在選材要求上，還是配料準(zhǔn)確程度上都應(yīng)遵循嚴(yán)格的操作規(guī)程，且在拌制過程中應(yīng)掌握恰當(dāng)?shù)陌韬蠒r(shí)間以便獲得包含塌落擴(kuò)展度、擴(kuò)展時(shí)間t50、含氣量等指標(biāo)符合既定要求的混凝土拌合料。1

5、.選材方面，為使制拌后的自密實(shí)混凝土能夠獲得更為優(yōu)越的流動性及和易性，我們一般采用經(jīng)篩洗后的水洗砂和水洗碎石，嚴(yán)格將粗細(xì)骨料的含泥量分別控制在2.0%與0.5%范圍之內(nèi)。此外，粗骨料粒徑除要滿足鋼筋最小凈距要求之外，必須采用連續(xù)級配，且最大公稱粒徑不宜大于16mm。2.配料方面，必須采用配有自動計(jì)量系統(tǒng)的攪拌站進(jìn)行攪拌，各原材料稱量最大允許偏差（按重量計(jì)）均應(yīng)控制在限定范圍之內(nèi)（水泥和礦物摻和料±1%；外加劑±1%；骨料±2%；拌合用水±1%），尤其應(yīng)注意粗細(xì)骨料含水率的監(jiān)測及調(diào)整（每班抽測兩次，雨天隨時(shí)抽測）。3.制拌方面，應(yīng)確保拌合時(shí)間不少于2min

6、，并不宜超過3min。同時(shí)嚴(yán)格按照投料順序進(jìn)行投料，一般先投入細(xì)骨料、水泥和礦物摻和料，攪拌均勻后，再加入所需用水量和外加劑。（二）從現(xiàn)場施工角度剖析因素內(nèi)容對比其優(yōu)質(zhì)混凝土的生產(chǎn)過程，接下來的現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)配合也是實(shí)現(xiàn)其質(zhì)量效果的必要條件。同樣，處于對自密實(shí)混凝土特性的維護(hù)，無論是在過程運(yùn)輸，還是現(xiàn)場澆筑以及后期養(yǎng)護(hù)等方面都應(yīng)有更為嚴(yán)格的操作時(shí)間要求和操作流程規(guī)范。1.從運(yùn)輸角度出發(fā)，應(yīng)保持運(yùn)輸混凝土的道路平坦暢通（一般不宜超過25km），確保混凝土在運(yùn)輸過程中能夠保持均勻性，運(yùn)到澆筑地點(diǎn)不發(fā)生分層、離析和泌漿現(xiàn)象，運(yùn)輸時(shí)間除滿足初凝要求外，應(yīng)不大于1h，并確保現(xiàn)場能夠連續(xù)澆筑。2.從灌注角度

7、出發(fā)，首先應(yīng)確保自密實(shí)混凝土灌注底面潔凈并用水潤濕，不積水，然后從單側(cè)（便于觀察及排氣）使用灌注漏斗進(jìn)行灌注。灌注過程中應(yīng)注重瀉落高度內(nèi)的重力勢能轉(zhuǎn)化以便增大混凝土的初始流速，同時(shí)自由傾落高度不宜過大（不大于1m），控制灌注時(shí)間以5min8min為宜，灌注厚度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。3.從后期養(yǎng)護(hù)角度出發(fā)，應(yīng)采取帶模覆蓋、噴淋澆水等措施進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14天。另外，新澆筑的混凝土與鄰接的已硬化混凝土或巖土介質(zhì)間的溫差不得大于15。三、實(shí)驗(yàn)過程中所遇到的自密實(shí)混凝土灌注質(zhì)量缺陷匯總了上述因素，汲取了部分經(jīng)驗(yàn)之后，我們預(yù)先在選定區(qū)域模擬現(xiàn)場實(shí)際施工條件進(jìn)行了重復(fù)灌板試驗(yàn)，通過反復(fù)的灌注和揭板

8、過程，深入挖掘相關(guān)操作以及施工環(huán)節(jié)過程所存在的質(zhì)量缺陷。（一）混凝土生產(chǎn)過程造成的質(zhì)量缺陷1.因塌落擴(kuò)展度不足或塌落擴(kuò)展度短時(shí)間內(nèi)損失較大，造成填充層無法達(dá)到密實(shí)狀態(tài)，有時(shí)甚至無法充滿整個(gè)模板空間，即便有填充較為密實(shí)的情況出現(xiàn)，而灌注時(shí)間也不能滿足既定要求。設(shè)想在實(shí)際現(xiàn)場澆筑過程中此種情況一旦出現(xiàn)勢必會造成后續(xù)運(yùn)輸?shù)綀龅幕炷恋却龝r(shí)間過長，突破初凝時(shí)間最終導(dǎo)致混凝土硬結(jié)失效。2.單純追求混凝土流動性，僅專注于混凝土充填模板的時(shí)間，其結(jié)果則是通過對混凝土填充層取樣進(jìn)行壓實(shí)強(qiáng)度檢測和斷面現(xiàn)狀觀察發(fā)現(xiàn)，填充層分層較為明顯、均勻性較差，直接影響其壓實(shí)效果。 3.揭板之后發(fā)現(xiàn)填充層氣泡含量較大，粘接表面

9、部位更為嚴(yán)重，表現(xiàn)為蜂窩麻面較多，損失了壓實(shí)強(qiáng)度的同時(shí)也減少了混凝土底座與道岔板底之間的有效粘接面積。（二）現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)造成的質(zhì)量缺陷1.灌注時(shí)經(jīng)常會出現(xiàn)混凝土在灌注口處由于灌注口寬度有限或流動不暢而產(chǎn)生混凝土堆積現(xiàn)象，堆積越來越高并溢出模板，致使不得不減緩或停止下料，使得下料的沖擊力度大大降低，流速減慢，最終造成灌注過程中的惡性循環(huán)。2.下料速度太慢，造成混凝土由于動力不足而流動速度減慢甚至停滯。而下料速度過快則會造成道岔板下空氣來不及排除而積聚在軌道板下，從而形成大氣泡空洞，影響自密實(shí)混凝土與道岔板的粘結(jié)強(qiáng)度。3.未及時(shí)對混凝土進(jìn)行灑水濕潤以及覆蓋造成混凝土表面開裂，影響填充層壓實(shí)強(qiáng)度和灌

10、注質(zhì)量。四、實(shí)驗(yàn)過程中對自密實(shí)混凝土質(zhì)量缺陷所采取的應(yīng)對措施（一）混凝土生產(chǎn)過程所采取的應(yīng)對措施1.提高砂率，將砂率由48%增加到50%，同時(shí)對骨料的級配、含泥量、針片狀進(jìn)行嚴(yán)格控制，將骨料粒徑的范圍從5mm16mm縮小至5mm10mm，并適當(dāng)調(diào)整外加劑的摻量，從而將自密實(shí)混凝土的塌落擴(kuò)展度嚴(yán)格控制在650mm690mm范圍內(nèi)，其1h的塌落擴(kuò)展度損失不大于20%。2.調(diào)整礦物摻合料的用量從而調(diào)節(jié)混凝土的施工性能，減少混凝土拌和物的離析水現(xiàn)象，提高其均勻性，增強(qiáng)混凝土的耐久性。3.將混凝土的含氣量由起初的5%優(yōu)化到1%3%，從而在保證混凝土流動性及和易性的同時(shí)，降低混凝土表面的氣泡含量，最終通過

11、揭板試驗(yàn)驗(yàn)證能夠灌注較好的自密實(shí)混凝土，且接觸面氣泡較少，敲開斷面混凝土發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)密實(shí)、無空洞。（二）現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)采取的應(yīng)對措施1.針對灌注過程中出現(xiàn)的混凝土堆積現(xiàn)象將灌注漏斗進(jìn)行了改良，其溜槽部分設(shè)計(jì)成密閉式，使密閉溜槽下部直接下插至模板內(nèi)，這樣一來，瀉落高度內(nèi)的混凝土的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為灌注過程中的流動動能，很好地解決了灌注口堆積、外溢等問題，使自密實(shí)混凝土灌注時(shí)能夠均勻流暢，并且保持了灌注的連續(xù)性。2.灌注過程中嚴(yán)格控制下料速度，每立方米混凝土灌注時(shí)間宜控制在2min之內(nèi)，并設(shè)專人在灌注口對側(cè)進(jìn)行舀漿，把握舀漿時(shí)間，待對側(cè)混凝土翻漿后馬上進(jìn)行舀漿，以確?；炷僚艢鈺惩ǎ涮蠲軐?shí)。3.注重加強(qiáng)對自密實(shí)混凝土前7天的養(yǎng)護(hù)工作，以確保后期壓實(shí)強(qiáng)度的逐漸形成及表面致密平整的外觀質(zhì)量要求。結(jié)語通過上述對影響自密實(shí)混凝土灌注質(zhì)量因素的發(fā)掘和收集，積累了自密實(shí)混凝土的施工經(jīng)驗(yàn)，更好地指導(dǎo)現(xiàn)場完成自密實(shí)混凝土的灌注施工，也希望文中所述的缺陷應(yīng)對措施能夠?qū)︻愃剖┕て鸬綉?yīng)有的借鑒作用，以便