新疆乌绕东高速公路混凝土外观质量的影响因素

宋 超 邓 翀

(1.中交第二航务工程局六分公司，湖北 武汉 430017； 2.中交武汉港湾工程设计研究院，湖北 武汉 430010)

新疆乌绕东高速公路混凝土外观质量的影响因素

宋 超1邓 翀2

(1.中交第二航务工程局六分公司，湖北 武汉 430017； 2.中交武汉港湾工程设计研究院，湖北 武汉 430010)

对新疆某高速公路预制构件混凝土外观质量的影响因素作了分析，并从混凝土配合比设计、聚羧酸外加剂复配、脱模剂的选择等方面进行了研究，以通过机理分析、试验对比、工地应用，寻求经济、有效的提高混凝土外观质量的措施。

外观质量，配合比，聚羧酸外加剂，水溶性脱模剂

1 概述

乌鲁木齐绕城高速公路(东线)工程起点位于吐乌大高速公路甘泉堡互通立交，经米东区化工园、铁厂沟、石人子沟、葛家沟、榆树沟水库、红雁池、乌拉泊水库、乌拉泊互通立交、仓房沟，终点位于乌奎高速公路西山互通。由于工程所处环境冬季严寒、夏季酷暑、昼夜温差大，因此要求混凝土应有足够的耐久性，而混凝土的表面质量对其结构的耐久性有很大的影响。随着人们观念的更新，对混凝土工程外观质量的要求愈来愈高[1]。“外美内实”是评判工程质量是否优良的重要标准，要求混凝土表面平整、光洁、无蜂窝麻面、无水线等，混凝土外观质量的好坏直接影响到工程质量目标的实现。因此，如何控制混凝土的外观质量是工程施工的一个难点。目前对于混凝土外观质量的研究多集中于混凝土的原材料的优选和施工工艺方面[2-4]，而从混凝土自身性能的研究来解决混凝土外观质量问题的较少。混凝土外观质量问题主要包括：色差、蜂窝、麻面、气泡、露筋等，新疆乌绕东高速公路工程出现的外观质量问题主要表现为表面气泡较多。混凝土表面气泡会带来一系列的问题：1)表面气泡的存在会影响构件美观；2)表面气泡对混凝土的耐久性也会产生一定的影响[6]。以预制盖板为例从混凝土配合比设计、聚羧酸外加剂复配、脱模剂的选择方面进行研究，通过施工现场调研、机理分析、室内试验、工地应用，以期寻求经济、有效的提高混凝土外观质量的措施。

2 实验研究

2.1 原材料

1)水泥：新疆天山水泥股份有限公司P.O42.5，其性能指标见表1。

表1 水泥的性能指标

2)粉煤灰：湘潭建鸿建材有限公司生产的Ⅱ级磨细粉煤灰，其性能指标见表2。

表2 粉煤灰的性能指标 %

3)矿粉：宝新S75矿粉，其性能指标见表3。

表3 矿粉的性能指标

4)砂：乌拉泊(丰达)产河砂，Ⅰ区粗砂，其性能指标见表4。

表4 河砂的性能指标

5)石：福鑫砂石厂产卵石，有 5 mm～16 mm和16 mm～31.5 mm两种级配(小石∶大石=6∶4)，按比例混合后其性能指标见表5。

表5 卵石的性能指标

6)外加剂：中交武汉港湾工程设计研究有限公司生产的SY聚羧酸高效减水剂，其性能指标见表6。

表6 减水剂的性能指标 %

2.2 预制盖板混凝土技术要求

预制盖板采用C30混凝土，浇筑方法采用塔吊工艺，混凝土的技术要求如下：1)设计强度等级为C30；2)坍落度120 mm～160 mm，具有良好的流动性、粘聚性。

2.3 外观质量测试方法

采用现场原材料依据相应配合比拌制混凝土，测试混凝土工作性能满足施工要求后装入塑料水桶内成型，为尽量模拟现场实际工况，采用插入式振捣棒振捣，使混凝土密实。并在混凝土硬化后拆模，查看混凝土表面质量情况，如图1，图2所示。

2.4 实验结果分析

2.4.1 混凝土配合比对外观质量的影响

混凝土配合比设计见表7。

表7 混凝土配合比

表8 不同混凝土配合比的外观质量

从表8可知：1)对比P1和P2可看出，P2配合比配制的混凝土气泡较少，说明降低水胶比、增加胶凝材料总量后，混凝土越密实，外观质量也较好；2)对比P3和P2可看出，矿物掺合料掺量增加后，混凝土表面气泡反而增多，主要是因为矿物掺合料特别是矿粉提高了浆体粘度，增大气泡逸出难度；3)对比P4，P5和P2可看出，P2配合比配制的混凝土气泡较少，可见砂率过高或过低都会影响混凝土外观质量，需通过试验选择合适的砂率。

2.4.2 聚羧酸减水剂对外观质量的影响

以P2配合比为基准，使用不同聚羧酸减水剂进行试验比较，试验结果如表9所示。从表9可看出，减水剂中的消泡剂与引气剂成分对混凝土性能及外观有很大影响，消泡剂可消除混凝土中自身存在的大气泡，引气剂可引入封闭的微小气泡。同时加入适量的消泡剂和引气剂既可消除混凝土中的大气泡又能引入一些密封的微小气泡，使混凝土更密实，且具有良好的流动性，不离析不泌水，外观质量也大大提高。

表9 掺用不同减水剂混凝土性能

2.4.3 脱模剂对外观质量的影响

以P2配合比为基准，使用不同脱模剂进行试验比较，试验结果见表10，可知使用水溶性脱模剂混凝土外观质量明显优于使用机油做脱模剂的混凝土。机油的作用机理是在模板与混凝土之间形成隔离润滑层，使气泡在混凝土自身重力的压力下往上排出，水溶性脱模剂的作用机理是在模板与混凝土之间形成一层表面张力较小的隔离层，使混凝土表面气泡不能成型；后者脱模剂的作用效果明显优于前者。

表10 掺用不同脱模剂混凝土的外观质量

3 结语

通过对混凝土配合比、外加剂、脱模剂等试验分析，得出以下结论：1)适当的降低水胶比提高胶凝材料用量，可增加混凝土密实性，减少自由水，提高混凝土外观质量；2)控制矿物掺合料的用量，可降低混凝土粘性，使混凝土内气泡更容易通过振捣排出；3)选择合适的砂率也能改善混凝土外观质量；4)优选外加剂，通过试验确定消泡剂和引气剂的用量，可减少混凝土中气泡的产生；5)采用质量优良的水溶性脱模剂能使混凝土外观质量极大提高。

[1] 杨 魁.论清水混凝土表面气泡的特征与防治[J].四川建筑科学研究,2009,35(2):213-215.

[2] 杨卫忠.预制箱梁混凝土外观质量控制工艺措施[J].山西建筑,2013,39(33):216-217.

[3] 宋 超,黄 明,王 纳.论机制砂混凝土外观质量的控制措施[J].山西建筑,2012,38(2):225-227.

[4] 梁丽丽.高性能混凝土施工中的外观控制[J].山西建筑,2014,40(15):107-108.

[5] 曹国平,张宏标.混凝土结构表面气泡产生的原因与防治[J].2007,21(1):72-73.

[6] 王凤岐,周占学,王海珍.混凝土结构表面气泡的防治[J].施工技术,2005,34(4):68-70.

TheinfluencefactorsofconcreteappearancequalityinUrumchieasternringhighway

SONGChao1DENGChong2

(1.CCCCSecondHarborEngineeringSixthBranch,Wuhan430017,China; 2.CCCCWuhanHarbourEngineeringDesignandResearchInstitute,Wuhan430010,China)

This paper analyzed the influence factors of appearance quality in Xinjiang a highway prefabricated components concrete, and researched from concrete mix proportion design, poly phosphoric acid admixture compound, mold release agents selection and other aspects, through mechanism analysis, test comparison, site application, seek economic, effective measures to improve the appearance quality of concrete.

appearance quality, mix proportion, poly phosphoric acid admixture, water release agent

1009-6825(2014)33-0110-03

2014-09-15

宋 超(1982- )，男，工程师； 邓翀(1984- )，男，工程师

TU528.042

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