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桥墩外观混凝土“流砂”原因探究及对策
摘要流砂是混凝土的一个主要质量通病，它不仅影响构筑物外观质量，更是影响混凝土耐久性。造成流砂问题的因素很多，一直没有得到彻底解决。这里就邯黄项目墩柱出现的流砂现象进行研究，探讨由于混凝土滞后泌水导致产生流砂现象的原因及防治方法。
关键词混凝土流砂滞后泌水外加剂与水泥相容性现场施工
1、概述
邯黄铁路项目一标段有特大桥12座，大桥6座，中桥12座，小桥21座，墩台1005个。墩柱开始施工时，部分墩柱出现了流砂现象，严重的砂子外露，局部呈长条树枝状或团状，细砂一摸易掉；较轻的局部有虫蚀状条痕。为此项目部成立了流砂治理攻关小组，对流砂问题的形成机理进行了深入分析，最终很好解决了流砂现象。
2、原因分析
邯黄项目的墩柱配合比按照高性能混凝土设计，标号C35，塌落度140mm~180mm，普硅42.5水泥用量290kg/m3，Ｉ级粉煤灰用量100 kg/m3，细度模数为2.6中砂，砂率为40%，水胶比0.38，减水剂掺量1.0%。
起初发现流砂时，首先考虑的是现场原材料或拌合混凝土过程控制不严所致，中心实验室对各项原材料的又重新进行了全检，检测结果全部符合规范要求。我们又对配合比进行了试配复核，发现实验室拌合物各项指标都符合要求，没有任何问题。我们又对拌合站进行了检查，搅拌记录显示混凝土严格按照配合比搅拌，原材料误差符合规定要求，搅拌时间也完全满足要求，也不存在问题。
排除配合比和原材料方面的问题后，我们开始考虑是否振捣工艺不合理。因此在同条件下做了一个4米高的试墩，浇筑的过程，对配合比、搅拌站、混凝土运输车和现场浇筑振捣全过程进行监督观察，各环节都符合要求，混凝土和易性、黏聚性也很好。工人振捣全过程也在攻关小组监督下，按照作业指导书操作，采用由内向外，快插慢拔的方式进行振捣，振捣时间按照混凝土表面无浮浆继续上升，而且混凝土也不再下沉为控制标准。拆模后，试墩混凝土流沙现象虽然比过去变轻，但仍然存在，这说明流砂与施工工艺有一定关系，但并不是根本性原因。
邯黄铁路混凝土采用的是集中拌合、远距离运输、现场泵送的施工方式，由于浇筑现场的墩身普遍较高，再加上横截面相对偏小、钢筋较少等结构特殊性,泵送混凝土的浇筑速度相对较快，为不影响混凝土到达现场后的和易性，我们选用带缓凝成分的聚羧酸高性能减水剂。在试墩过程中发现随着混凝土浇筑面的升高，混凝土表面开始出现轻微泌水，混凝土浇筑完1个小时后，表面形成了一层水膜，这表明混凝土存在着滞后泌水的问题。因此，我们认为可能是聚羧酸高效减水剂与水泥的相容性不好导致了滞后泌水。在混凝土浇筑的初期，水份里自由水起着润滑的作用，混凝土和易性看上去很好，但浇筑到一定程度后，由于外加剂与水泥的不匹配，水泥颗粒被外加剂成分包裹着，部分水泥颗粒不能及时与混凝土中自由水进一步水化，此时由于骨料和水泥颗粒比重大于水，会逐
渐下沉，混凝土中的自由水在上部混凝土的挤压下缓慢上浮，水分上浮过程中带走了部分浆体，从而发生了滞后泌水造成流砂现象。
据此，项目部将外加剂厂家技术员请到现场，向他们反映了具体情况，并提出了我们的想法，厂家技术人员也同意我们的观点，于是他们现场提取了水泥样品后返回厂里对外加剂进行了调整。我们用调整后的外加剂再次进行了试墩浇筑，原材料及施工工艺与上次试墩完全一样，在浇筑过程中没有再发生泌水，拆模后墩柱表面也没有出现流沙现象，由此基本证明了邯黄项目墩柱的流砂现象是由于滞后泌水所造成的，也说明高效聚羧酸减水剂与水泥不匹配是造成流沙的根本原因之一。
3、防治措施
根据以上试验，为避免以后施工中出现流沙问题，我们认为在施工中需要注意以下几个方面：~1合理选择和使用外加剂
在水泥质量稳定的情况下，选择与水泥相溶性好的外加剂；配合比试配时，外加剂掺量能满足施工需求即可，不要追求大流动度的设计；为使得外加剂能在混凝土中均匀分散，在搅拌混凝土时，应先将外加剂加在水中，再将混合水溶液加入搅拌。
~2严格控制进场原材料的质量
对进场的骨料也要严格控制，尤其骨料级配不合理也容易造成泌水；外掺料的需水量一定要低于水泥，并且尽量选择使用泌水率低的胶材；外掺料颗粒粗，含碳量高，会直接影响拌合物的性能，外掺料的细度一定要低；外掺料会延长混凝土的凝结时间，有可能造成滞后泌水，所以在选择配合比时要注意根据施工需求控制外掺料的掺量。
~3提高施工质量
在满足施工现场需求的情况下，尽量选择塌落度小的混凝土；振捣过程中针对不同部位、不同工作性的混凝土采取合理的振捣方式；每次搅拌混凝土前，将搅拌机和混凝土运输车里的存水放干净。
4、结束语
混凝土表面出现流砂,原因复杂,影响因素众多,通过我们的观察和分析，我们认为主要原因还是混凝土的泌水造成的。尤其在外加剂与水泥不匹配而导致滞后泌水造成流砂现象这一方面，邯黄铁路项目的治理方法值得同类工程借鉴。 |
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发表于 2022-1-12 18:05:16