[文章]：大体积砼外观颜色不均分析及改进措施

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大体积砼外观颜色不均分析及改进措施




摘  要      结合某特大桥墩身施工，从砼原材料、砼配合比及施工工艺等方面对砼外观颜色不均的原因进行了分析，提出了防止砼外观颜色不均的技术措施，取得良好效果。
关键词      砼    颜色不均   分析   改进措施
1．概述：
在大体积砼施工中，经常出现砼外观颜色不均现象，严重影响了砼的外观质量，而且一旦出现根本没办法处理。
该特大桥墩身为圆形桥墩，共61个，墩高在7~30米之间，大部分在25米以上，砼大部分在250方左右。砼强度为C20，原材料：水泥为某水泥厂“××”牌P.O32.5水泥，粗集料为5~40mm天然河卵石，细集料为河砂，粗砂。砼配合比为C：S：G：W=1：2.41：4.29：0.57，水泥用量为290kg/m3，水灰比为0.57，砂率为36%，坍落度为5~7cm。墩身砼开始时采用串筒入模，后改为砼直接入模到位，采用插入式振动器振捣，一次浇筑成型的施工工艺。
33#墩拆模后砼外观颜色严重不均匀，呈现较深或较浅的现象，而且大体分层，颜色深的部分有的出现直径小于1cm的小白点，严重影响了墩身外观质量。经分析采取了改进措施，在以后的墩身施工中砼外观颜色均匀一致，取得良好效果。
2．颜色不均原因分析
砼外观颜色不均匀最根本的原因就是在砼拌和物在施工过程中由于和易性不良等原因，发生了分层和离析，造成了水泥浆不均匀分布，水泥浆较多的部分颜色较深，水泥浆较少或正常分布的部分颜色较浅。深颜色的部分属非正常现象，其上出现的小白点是石子紧靠模板造成的。造成砼分层、离析，水泥浆不均匀分布的原因很多，下面结合该特大桥墩身施工分析如下：
2.1 原材料
(1)水泥:水泥对砼拌和物的影响主要反映在水泥的需水性和细度上。不同品种的水泥、不同水泥细度、不同水泥矿物组成及混合掺料，其需水性不同。在用水量一定的情况下需水性大的水泥比需水性小的水泥配制的拌和物流动性要小，而粘聚性和保水性往往要大一些。另外，水泥磨的越细，其比表面越大，拌和物粘聚性和保水性越好。
该桥采用的水泥为普通硅酸盐水泥，其拌和物流动性较大，保水性较好。其细度为5.6%，比较好。故水泥不是造成该墩身颜色不均的原因。
(2)集料:集料在拌和物中占据体积最大，因此它的特性对拌和物的工作性影响也最大，其中包括颗粒形状、级配、表面状态、最大粒径等。级配好的集料含空隙少，在相同水泥浆用量的情况下可以获得比级配差的集料更好的工作性，并且集料级配中小于10mm、大于0.3mm之间的所谓中间颗粒含量对拌和物工作性的影响更为显著，如中等颗粒过多，即粗集料偏细，细集料偏粗，那末将导致拌和物粗涩、松散、粘聚性小，工作性差。另外，扁平、针状的集料比表面大，拌和物流动性差，卵石、河砂表面光滑而成蛋圆形，拌和物流动性较大。
该桥使用的细集料为河砂，颗粒分析见表1。使用的粗集料为5~40mm天然河卵石，颗粒级配见表2

          砂颗粒分析表                   表1
项   目 标 准 规 定 值 试      验      结      果
筛孔尺寸（mm） Ⅰ区 Ⅱ区 Ⅲ区 累计筛余 级配区属 细度模数Mx 粗细程度 >10.0mm颗粒含量（%）
5.00(圆孔) 10-0 10-0 10-0 4.8 Ⅱ区 3.2 粗 4.9
2.50(圆孔) 35-5 25-0 15-0 24.4   
1.25(方孔) 65-35 50-10 25-0 48.1   
0.630(方孔) 85-71 70-41 40-16 65.0   
0.315(方孔) 95-80 92-70 85-55 87.3   
0.160(方孔) 100-90 100-90 100-90 99.8   

卵石颗粒级配表                  表2
颗   粒   级   配
筛孔尺寸 80.0 63.0 50.0 40.0 31.5 25.0 20.0 16.0 10.0 5.00 2.50
标准规定累计筛余（%）    0-5   30-65  75-90 95-100
实际累计筛余（%）    1.2   32.7  78.7 97.1
从以上数据可以看出，该桥使用的集料为河砂、河卵石，且中等颗粒过多，致使砼粗涩、松散、粘聚性差，在振捣时大颗粒极易下沉，造成砼拌和物分层、离析，水泥浆不均匀分布。这是该墩身砼颜色不均的主要原因之一。
2．2砼配合比
(1)单位用水量:砼单位用水量是决定砼拌和物流动性的基本因素。单位用水量和砼拌和物的流动性之间可以建立直接的数量关系。单位用水量越大，流动性越大，而粘聚性和保水性减小，易造成分层离析，使水泥浆分布不均，因此在满足施工条件的情况下尽量减小单位用水量。
(2)水灰比：在水泥用量一定的条件下增大水灰比会降低砼拌和物的粘聚性，增大其流动性。
该桥墩身砼设计水灰比为0.57，坍落度为5~7cm，而施工时一般在7cm左右，坍落度偏大，可适当减小，增加砼拌和物的粘聚性，减小分层和离析。
(3)砂率：在普通砼配合比中，合理的砂率能使砼拌和物在用水量及水泥用量一定的条件下获得最大的流动性，并能保持良好的粘聚性和保水性。
该桥施工采用的粗集料为5~40mm河卵石，水灰比为0.57，砂率为36%，含砂率较合适。
2.3施工工艺
(1)高墩串筒入模施工中使拌和均匀的砼拌和物重新分布，局部水泥浆集中。
(2)高墩串筒入模施工时，墩身截面积很大，而串筒只在中间，不能将砼拌和物放到模板边，使中间高，四周低，而工人用振动棒向四周拉引，在拉引过程中由于砼拌和物粘聚性较小，大颗粒集料在振动时极易下沉，而水泥浆向四周流淌，致使四周水泥浆较多。另外，由于冲击力大，在入模时四周前层振出的浮浆被排挤顺模板升高，也造成四周水泥浆较多，且分布不均。
(3)由于入模时前层砼拌和物受冲击,四周被排挤升高，再加上用振捣棒拉引时将前层振出的浮浆也“赶”到四周，使四周模板边未振过的砼很少，大部分是前层振过的。振动时却按砼方数计算出的理论上升高度插入振动棒，使四周砼拌和物多次重复振捣，产生过振现象，使其分层、离析。
(4)振动棒振捣时，水泥浆易在振动棒附近集中，所以振动棒距模板近时，也造成振动棒附近的模板边水泥浆较多。
3．改进措施
(1)本地只有此种粗砂及河卵石，在施工时尽量选择细一些的砂及级配好一些的河卵石。
(2)拌和时间控制在2min以上，使拌和充分均匀。
(3)严格控制砼配合比，坍落度控制在5cm。
(4)砼串筒入模改为料斗直接入模到位，使每层砼中间稍低，四周稍高，然后再振捣，使四周振出的浮浆向中间流。
(5)振捣适当减轻，振捣时间控制在25～30s。
(6)振动棒必须垂直插入，距模板不能小于15cm。
4．实施效果
通过以上措施，该桥墩身砼外观颜色均匀一致，光滑圆润，外观质量提高了一个档次。
5．结论
1．原材料在此是造成砼外观颜色不均的主要原因之一，若采用中粗砂或在粗砂中掺入一定量的细砂，采用级配好的粗集料，就能有效的改善砼拌和物的粘聚性，增加其稳定性，避免砼外观颜色不均。
2．施工时也可以用串筒入模等其它施工工艺，但必须保证砼拌和物放到模板边，且尽量四周稍高，中间稍低。