砼梁体表面气泡、流砂水纹的探讨与防治

砼梁体表面气泡、流砂水纹的探讨与防治

在预制后张法预应力砼梁时，梁体砼往往采用安装在侧模板的附着式振动器进行振捣，在振捣的过程中，砼的表面常常出现气泡，特别是在梁体表面与模板间，由于模板的振动带动砼的振动，使砼中的固体物下沉，水分及浆液上升，在靠近模板处形成气泡，尤其是砼泌水而产生状似虫蛀般的流砂水纹，并留下泌水眼孔的痕迹，使本应光滑如镜的梁体表面变得十分难看，这不仅使梁体表面砼强度、抗风化和抗侵蚀能力降低，而且使梁体表面质量受到极大的影响。 达县制梁场从七月十八日开始灌注第一孔预应力砼梁，至八月二十日共灌注了27片梁，这27片梁都不同程度地出现气泡和泌水流砂水纹，严重的一片梁的表面泌水流砂水纹达83处，且伸入梁顶板部分达35处，有的节段全被泌水流砂水纹覆盖详见（7月18日～8月17日部分桥梁流砂水纹统计表），尤其是32m梁从开始灌注的1～4节，24m梁1～2节较为严重，5～8节除气泡外，只个别有泌水流砂水纹现象。

7月18日～8月17日部分桥梁泌水流砂水纹统计表

表一

灌 注 日 期 7．18 7．21 7．23 7．25 7．26 7．27 7．28 7．29 7．30 7．31 8．2 8．3 8．5 8．6 8．7 8．9 8．9 8．15 8．15 8．17 桥 梁 编 号 0383右直 0382右直 0384直 24M 0386左 流砂水纹（处） 共 计 其中上部流下处 2 23 10 1 2 1 2 38 8 40 83 35 70 5 30 1 35 15 54 13 48 14 37 2 38 7 35 6 1 36 13 41 10 备 注 外7节油锈污难看 中间4节气泡多 5～8节水印难看 1、梁体表面产生泌水流砂水纹的原因分析

梁体砼结构表面产生泌水流砂水纹的原因是多方面的，其主要原因是：

（1）与组成砼的结构材料(水、水泥、砂、石和外加剂等)的性能和比例有密切的关系； （2）砼的拌合、运输、灌注及振动工艺、振动时间直接影响砼的质量； （3）气候条件特别是燥热气候对砼的影响；除此之外，还有模板的影响。

现就上述因素分析如下： 1.1 砼结构材料的影响 1.1.1 水的影响

拌合砼用水量过多，坍落度过大是造成梁体混凝土泌水形成表面流砂水纹的主要原因之一。 钢筋砼梁特别是预应力钢筋砼梁，钢筋密度大，密集的成孔胶管对下砼形成阻力，加之梁体腹板薄，下翼缘又肥大，灌注时给下砼增加了困难，掌握不好，下翼缘部分容易出现空洞。灌注混凝土梁大多采用侧振工艺，砼坍落度往往在10-12cm以上，用加大用水量来保证砼的流动，连续灌注施工时，振动时间掌握不好，时间过长，余振的影响不仅会使刚灌注的砼泌水，也会造成先期已振实的砼泌水，泌水沿模板与梁体间向梁体底部方向渗流，使表面砂浆冲刷形成水纹。 达县制梁场砼灌注时的坍落度控制在7-9cm。但由于气候、运输、吊装的影响，实际拌合出料时坍落度超过10cm以上，因此是造成泌水流砂水纹的原因之一。 1.1.2 水泥的影响

现场施工及试验表明，使用不同厂家生产的相同品种标号的水泥，砼在灌注时的流动性和凝结前的泌水程度不同，反映在梁体表面的质量上也不相同。同样的作业条件，有的厂家生产的水泥用于灌注桥梁不泌水，梁体表面颜色好，而有的厂家生产的水泥用于桥梁灌注易出现流砂水纹缺陷。这是因为不同厂家牌号的水泥的标准稠度用水量不同，水泥矿物组成、细度、均匀性、混合材料品种也有差异，凝结时析出拌和水的性能也不同(见主要厂家水泥性能比较表)。

主要厂家水泥性能比较表

表二 生产厂家及牌号 太阳村 水泥标号 标准稠度用水量(%) 安定性 合格 合格 合格 合格 胶砂强度(Mpa) R3 R28 抗析 抗压 抗析 抗压 7.5 7.9 6.0 6.7 42.0 9.3 41.0 9.5 41.6 9.0 37.4 8.3 62.1 56.4 57.6 58.8 细初凝时度间 (%) 2.6 4.8 2h15min 3.2 2.5 终凝时间 3h31min 普525R 24.8 渠江双枪 普525R 25.2 峨眉 江油 普525R 25.4 普525R 26.0 从试验看渠江双枪牌水泥，细度较粗，保水性差，因此凝结时析出拌和水就大得多，加上施工时附着式振动器振动时间长，先期灌注的混凝土延续振动时间达30min以上，不仅使刚灌注的混凝土泌水，也造成先期灌注的混凝土泌水。并且模型的振动使泌出的水沿混凝土表面及模板表面下淌，冲掉混凝土表面砂浆，产生流砂纹，因此用于灌注桥梁的水泥，应注意经过试验比较，掌握泌水情况。 1.1.3 砂、石的影响：

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砂、石的级配，砂、石中的泥土含量超标是造成混凝土泌水的一个因素。砂、石子级配偏离设计要求，砂石中的泥土超标降低了混凝土的保水性能，灌注时容易造成泌水。达县制梁场采用的砂、石级配等技术性能见表三、表四。

达县制梁场制梁所用河砂技术性能表

表三

项目 一等 陕西洋县 达川河市 各50% 备注 表观密实ρ（kg/m） 含泥量ω0 （%） 泥块含量ωc.1 （%） 云母含量ωm （%） 坚固性δj 3>2500 <3.0 <1.0 <2.0 <10 <45 10-0 25-0 50-10 70-41 92-70 100-90 2630 0.5 0 45 2 8 14 47 88 98 2.5 2630 1 0 41 10 26 31 41 76 96 2.44 2630 0.8 0 43 5 14 19 43 83 97 2.43 （%） 空隙率ν （%） 吸水率ωma （%） 含水率ωmc （%） 5mm 2.5mm 1.25mm 筛 0.63mm 分 0.315mm 0.16mm M

达县制梁场制梁采用碎石（5-25mm）物理性能表

表四

名 称 明江石场 含泥量% <1 0 0 泥块含量% <0.5 0 0 针片状含量% <15 6.8 8 压碎指标% >10 10.7 10 筛 分 31.5 25 20 16 10 5 2.5 95-100 99 99 备注 0-5 5 6 30-70 45 64 90-100 98 99 - 3 -

斌郎石场 大丰石场 0.3 0.3 0 0 6.8 3.8 9.3 (12)11.4 8.8 3 2 5 22 3 12 31 41 22 38 61 58 41 82 91 81 91 99 99 97 99 100 100 100 99

从表三中看出达县制梁场所使用的陕西洋县河砂和达川河市河砂均为中砂偏细，细度模数为2.4～2.45，且0.315以下占42%以上，拌合出的砼粘度偏大。并且，石子偏细。尤其是5～10mm偏多，按要求5～25mm碎石中5～10mm粒径应占40%左右，石子偏细增大了比表面积。 1.1.4 减水剂的影响

减水剂性能高，拌和砼和易性好。在砼坍落度基本相同的条件下，使用减水剂能较大地减少拌和用水量，且灌注中砼可塑性好，易穿过密集的钢筋。但不同厂家减水剂性能指标的差异较大，导致在使用效果上的差异也大。性能差的减水剂减水效果差，要达到基本相同的坍落度，必须加大拌和用水量，从而增加了泌水。因此选用减水剂时，要根据梁场施工的具体情况，选用质量稳定、减水率高、无不良影响的高效减水剂。掺加量可根据砼的和易性、减水率、凝结时间等因素确定。

达县制梁场使用的湛江FDN高效减水剂，减水率高，有早强作用。吉林开山屯木质素磺酸钙除减水外还具有缓凝作用。掺量为FDN=0.5%，M=0.1%。 1.1.5 配合比的影响

一个好的配合比，不但能保证砼的各种性能，而且能大量地节约水泥。但要选择一个好的配合比是一件不容易的事，它的水灰比、含砂率都直接影响砼的强度。因此，对组成砼的材料性能要经试验后，根据原材料性能对砼的利弊合理选用配合比，既要满足砼设计强，弹模要求又要满足施工需要。 1.2 振捣工艺的影响

预应力砼梁设计截面小，钢筋密度大，成孔胶管密布，施工时一般均采用安装在侧模板上的附着式振动器激振侧模，使模板内的砼密实。由于侧模振动作用，使砼内的砂、石等固体物质下沉，拌和水及气孔上升，贴近模板上升的拌和水或气泡从砼表面析出，而贴于模板的气泡和拌和水占据空间在砼凝固后形成气泡。若在此时模板继续振动，析出的水在振动的作用下不仅沿模板和砼表面向下流，而且集聚在钢筋和胶管附近的水也析出，形成流砂水纹。

要解决此类气泡和水纹，除根据砼的坍落度、气候条件正确掌握振动时间外；还必须辅以插入式振动器或插片提浆引气。方能消除桥梁腹板的气泡。 1.３ 气候的影响

炎热的气候对砼的影响是众所周知的，特别是高气温，低相对湿度，对砼质量会产生有害影响的风速，三者之间任何组合构成的燥热气候，对新灌砼会产生不利影响，对已硬化的混凝土同拌会有影响，如果对这种气候和砼的特性了解不够，未采取正确的措施，就会带来很多后患。

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