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摘要:清水混凝土桥梁工程是一项系统性的工程,很多因素都会对其质量产生影响,需要引起人们足够的重视。要采取一系列的措施,控制清水混凝土的施工质量。本文简要分析了桥梁工程清水混凝土工程的施工质量控制,希望可以提供一些有价值的参考意见。
关键词:市政桥梁;清水混凝土;质量控制
引言:因为清水混凝土具有一系列的优点,如表面较为平整光滑、有着均匀的色泽,因此被广泛应用到桥梁工程中。在具体的实践过程中,清水混凝土工程很容易有质量问题出现,对桥梁工程的整体使用造成了不利的影响。针对这种情况,就需要结合工程具体情况,制定科学的施工方案,采取一系列的措施,控制每一个施工环节的质量;对清水混凝土浇筑质量严格控制,并且要科学养护混凝土。
一、清水混凝土概述
清水混凝土又称装饰混凝土,是直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果的混凝土。它是混凝土结构一次浇筑成型,拆模后不另加装饰层,表面直接外露,以其独特的本色,体现简约大方的朴实和美感,广泛应用于桥梁工程及公共建筑等。清水混凝土表面平整、密实、洁净,很少麻面和孔洞,结构构件观感质量好,但其施工工艺较高。清水混凝土的优点如下:
(1)具有较好的减震性,长久性以及耐磨性。粗集料结构和砂浆在一起混合变成了清水混凝土,它具有稳定的物理特性,同时,也有灵活的结构布置,具有较好的减震性,长久性和耐磨性
(2)加工简单,性价比很高。清水混凝土加工成型之后不用其他的修饰,便能较好的防止墙体油有润湿痕迹的现象出现,除此之外还能在墙体内部形成防水层,大大的节省了施工的本钱,性价比很高。
(3)它的可塑性强和灵活性高。因为可以通过调整施工工艺,替换模具种类从而改变成型,因此在施工的过程中可以按照设计要求应用各种各样的色彩组合,可塑性强以及灵活性高。
(4)绿色,少污染,环保。清水混凝土是真正的绿色环保混凝土,因此对各种各样的原材料的要求都很严格,比如;细砂,粗砂等都是纯天然的材料,并不是人为添加的化学物质。
二、混凝土工程引起的清水混凝土的质量缺陷
2.1清水混凝土的原材料、配制及运输
2.1.1混凝土原材料的影响
在混凝土配置过程中,水泥及外加剂等原材料不能保证固定牌号、品种、批次,选择好的混凝土生产厂家,做好混凝土供应计划,配置的混凝土不具有良好的一致性,不能满足外观色泽一致的要求。水泥含碱量过大而导致的碱一集料反应,也会在混凝土表面产生色差。当粗细骨料含泥量过大或带有杂物以及骨料的色泽不一致,也会造成混凝土质量色泽的不均匀。当粗骨料的粒径大于构件混凝土最大粒径要求时会引起浇筑困难,造成露筋、蜂窝麻面。同时针片状粗骨料含量过多,也会在清水混凝土表面形成粗骨料透明层。
2.1.2混凝土配合比的影响
配合比直接关系到混凝土的工作性。当工作性不良时,会使清水混凝土产生泌水、离析和流浆现象,导致清水混凝土表面产生水印、气泡及蜂窝麻面等缺陷。尤其是混凝土坍落度过大将造成混凝土浸水严重。当模板采用的是不透水的钢模板或吸水性能不好的木模板时,将导致混凝土拆模后浸水处和非浸水处外观不一致。
2.1.3混凝土运输的影响
现阶段,在工程建设上大都采用商品混凝土。从商品混凝土厂家到工程项目地点有一定的运输距离,需要一定的运输时间。清水混凝土对于混凝土本身质量的稳定、和易性、塌落度损失等要求严格。因此,混凝土运输时间不能过长,对混凝土运输距离也要进行严格控制。
2.1.4清水混凝土的浇筑
清水混凝土的浇筑工作包括摊平、捣实和抹面修整等工序。浇筑工作的完成好坏,对于清水混凝土的密实性与耐久性、结构的整体性以及构件的外观质量有决定性的影响,是清水混凝土工程施工中保证其质量的关键性工作。混凝土浇筑过程中应注意以下几个方面:
1)浇筑高度
浇筑时如果倾落的自由高度超过2m,会发生混凝土离析,从而导致清水混凝土表面发生分层、色泽不均匀的现象。因此,当自由下落高度较大时,应使用溜槽或串筒。
2)分层浇筑
当混凝土厚度较大,振捣机械的性能达不到影响深度,或者混凝土厚度不是很大,但是配筋密实影响振捣时,如果不进行分层浇筑,就不能保证混凝土振捣密实。清水混凝土拆模后很可能会出现蜂窝、麻面等质量缺陷。
3)浇筑速度的影响
混凝土的浇筑过程会引起模板变形。如果浇筑速度过快,同时模板体系的刚度又过小的话就会导致模板变形过大从而影响清水混凝土浇筑质量。因此,必须校核混凝土浇筑速度给模板所产生的荷载大小,以及在该荷载作用下的模板变形值。一般模板变形值应不大于1mm。
2.2清水混凝土的振捣
清水混凝土在浇筑时需要严格进行振捣,在振捣过程中应注意以下几个方面:
2.2.1振捣时间
振捣时间不够时,混凝土不能充分充满模型,且混凝土内部还存在很多孔隙和气泡。此时清水混凝土会产生缺角、蜂窝和表面气孔的质量缺陷。若振捣过程中过振,会造成胀模,造成清水混凝土的外观尺寸不合格。
2.2.2振捣方法
振动器在操作过程中如果碰撞钢筋、模板、芯管、吊环或预埋件,将会造成混凝土露筋、跑模和预埋件位置不准确。因此,在振捣时要注意内部振动器距离模板不应大于作用半径的1/2,并注意振动器插入位置。在振捣操作中还必须注意不能漏振。
2.2.3采用二次振捣法
可以减少表面气泡,即第一次在混凝土浇筑时振捣,第二次待混凝土静置一段时间再振捣,而顶层一般在0.5h后进行第二次振捣。严格控制振捣时间和振捣棒插入下一层混凝土的深度,保证深度控制在5cm-10cm。
2.3清水混凝土拆模养护
混凝土养护过程,主要是由于养护覆盖物污染混凝土表面,以及养护时机和时间没有掌握好引起的质量缺陷。
拆模的时间控制不好会对混凝土外观造成影响,拆模过早会导致混凝土面粘模、缺棱掉角;过晚会增加拆模难度。一般系梁、盖梁和高度在3m以内的墩柱,混凝土强度达1.2MPa才能拆除侧模,而高度在3~12m的墩柱,则混凝土强度达到2.5MPa才能拆除侧模。为此,宜在施工现场放置同条件养护试块,通过试验确定拆模时间。混凝土拆模后的养护,对保证混凝土质量至关重要。养护不及时或不到位,都会造成混凝土强度不达标,还会造成表面裂缝、起皮等缺陷。系梁、承台可用洒砂遮蔽,盖梁表面可用麻袋覆盖,墩柱可用塑料薄膜包裹。在遮蔽、覆盖或包裹之前和养护过程中应经常洒水保持湿润。养护应在拆模后立即进行,对普通混凝土的养护时间不少于7d。养护使用的砂、麻袋、薄膜和水应保持干净。麻袋应先泡水1~2d并清洗2次,防止麻袋脱色污染混凝土。如使用非饮用水或地下水养护,也应先做水质化验合格才能使用。混凝土拆模后应注意做好成品保护工作,防止施工机械、工具碰撞墩柱和盖梁等施工成品。万一碰坏表面,则应凿毛、清洗并用同颜色的混凝土认真修补。
三、钢筋工程引起的清水混凝土质量缺陷
钢筋工程引起的清水混凝土的质量缺陷,主要是由于以下几个方面的原因造成外露钢筋的锈蚀影响清水混凝土观感质量,以及钢筋绑扎、焊接后位置不准确造成支模困难。
3.1钢筋材料的影响
钢筋或连接螺纹表面锈蚀、污染严重,污染混凝土。因此必须在制作钢筋构件前除锈和去油污。
3.2钢筋构件的制作、绑扎及焊接的影响
钢筋构件的制作、绑扎及焊接应注意以下几个方面:
1)钢筋下料不准确,或制作的各种钢筋尺寸不准确、箍筋不平直方正及弯钩不准确,造成模板无法就位,或保护层厚度不够引起钢筋锈蚀。
2)钢筋焊接完毕后没有及时清理,焊渣留置在模板上造成梁、板底表面形成锈斑。因此,用于清水混凝土钢筋绑扎的铁丝长度既应满足钢筋绑扎牢固的要求,又要保证绑扎后多余段的铁丝在混凝土浇筑后不露筋。
3)由于钢筋搭接范围内的钢筋密度过大,混凝土浇筑振捣不密实,从而造成混凝土蜂窝麻面的质量通病。因此必须进一步推广粗直径钢筋的机械连接和焊接,不断提高钢筋的连接质量和施工技术水平。
4)钢筋绑扎的位置不准确,会给支模带来困难。所有钢筋的规格、间距、根数、位置均应符合设计要求。箍筋均应与受力筋垂直。钢筋及铁丝均不得接触模板,双层钢筋网采用铁马凳架设钢筋时,在不能取掉的情况下,应在铁马凳上加焊止水环,防止水沿铁马凳渗入混凝土结构。墙体钢筋为双层双向,内外钢筋网片间按lm间距设拉结筋,柱子钢筋用箍筋定位。钢筋遇孔洞时应尽量绕过,不能绕过时,截断钢筋应与孔洞加强钢筋相焊接。
3.3钢筋保护层质量的影响
钢筋保护层要主要以下几个方面:
3.3.1主筋保护层问题
清水混凝土与普通混凝土相比,由于取消抹灰层和饰面层而直接暴露于空气中,使混凝土的碳化势必会加快,会使混凝土过早失去对钢筋的保护作用,使钢筋脱钝、锈蚀和保护层顺筋开裂等,从而危及建筑物结构安全,降低其使用年限;同时,当薄弱处混凝土内毛细管水渗透,钢筋锈蚀体积膨胀会使该处混凝土爆裂,带色的锈水流就会污染立面。
3.3.2箍筋、构造钢筋保护层问题
部分工业建筑和桥梁的构件中,箍筋直径较大,考虑拉钩要求钩在主筋外的抗震构造做法,实际施工中经常会出现箍筋几乎无保护层的问题,其往往被设计人员忽略,箍筋保护层无法保证,同时过多箍筋外露还会引起钢筋锈蚀而影响柱的抗剪强度和污染清水混凝土影响观感质量。
四、清水混凝土工程中常见裂缝及预防
4.1干缩裂缝及预防
干缩裂缝多出现在混凝土浇筑完毕后一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
主要预防措施:
1)选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥,降低水泥的用量。
2)混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂。
3)严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。
4)加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。
5)在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
4.2塑性收缩裂缝及预防
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
主要预防措施:
1)选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。
2)严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。
3)浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。
4)及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。
5)在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。
4.3沉陷裂缝及预防
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展,较大的沉陷裂缝往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。主要预防措施:
1)对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。
2)保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。
3)防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。
4)模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。
5)在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
4.4温度裂缝及预防
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常在混凝土表面较浅的范围内产生。主要预防措施:
1)尽量选用低热或减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。
2)改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。
3)改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的"三冷技术"的基础上采用"二次风冷"新工艺,降低混凝土的浇筑温度。
4)在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。
5)高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。
6)大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。
7)在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混凝土的内外温差。
8)加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。
9)预留温度收缩缝。
10)加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。
五、结束语
本文对清水混凝土桥梁工程外观质量控制中的清水混凝土配合比设计、原材料选择、清水混凝土的钢筋工程及预埋件要求、混凝土浇注及养护等各个关键因素进行深入研究及探讨。因为市政桥梁工程中清水混凝土施工工艺是一门新发展的工艺,其工艺对技术要求较高,因为它对现在道路和桥梁的发展具有很大的促进作用,同时这门工艺还有很大的提升空间,通过一定的操作可以将其作用更大的发挥。在施工中需要注意的细节很多,稍有遗漏,就会造成不必要的损失,所以,在施工过程中,更要注意加强各环节的管理。而且,对于气候的变化,要做好水量的控制。
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