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浅析混凝土预制箱梁水波纹的形成原因及防治措施

0前言

随着社会经济和建设工程技术不断进步，对建设工程的外观质量

要求也越来越高，目前对混凝土外观质量控制的理论和实践经验都较

少，因此对混凝土外观质量的控制便成为了工程技术人员亟待解决的

新课题。工程外观质量能反映出一个施工企业的管理水平和一线施工

人员的整体素质，并透视出整个工程内在质量的可靠性和安全性。预

制箱梁腹板处的水波纹的产生，不但减小了缺陷部位的实际保护层厚

度和实际的混凝土厚度，而且会对结构的耐久性产生一定的影响，影

响结构的力学性能。

1工程简介

滨海新区西外环高速公路（津汉高速—海景大道）工程是天津滨

海新区规划的“1环11射，5纵5横”的路网骨架中滨海环线的重要

组成部分，对落实城市空间的战略布局，串联滨海新区各个功能区，

构建滨海新区南北快速通道，引导区域经济发展，具有长远的意义。

本工程里程为K24+339～K32+881，预制箱梁共计1461片，混凝土

强度等级为C50，混凝土约5.28万立方米。

2水波纹产生的原因

本工程前期生产的箱梁均在不同程度上存在水波纹现象，见图1。

箱梁水波纹一般产生在腹板两侧沿纵向方向，大多在梁板底以上

20～30cm左右的范围，呈波浪形，局部不规则，宽度约10cm左右

[1]。分析原因是腹板混凝土浇注时，混凝土和易性不好，使水泥浆与

石子分离，振捣不实，产生蜂窝、麻面，严重影响着箱梁的内在质量

和外观效果。通过多次实地探究和实践对比，混凝土箱梁产生水波纹

的原因主要缘于以下三个方面：混凝土和易性差、粗集料分布不均、

振捣质量差。

2.1混凝土和易性差

2.1.1水泥浆的数量少

水泥浆的数量对混凝土拌合物的流动性影响较大，在水灰比一定

的情况下，单位体积拌合物内水泥浆愈多，则拌合物的流动性愈大。

若水泥浆过多，将会出现跑浆现象，使混凝土拌合物粘聚性变差，并

对混凝土耐久性产生一定影响；水泥浆过少，不能充分填满骨料空隙

和很好地包裹在骨料表面，同样使混凝土粘聚性变差。

2.1.2水泥浆的稠度

水泥浆的稠度取决于水胶比的大小，在水泥用量一定的情况下，

随着水灰比的减小，水泥浆变得干稠，混凝土拌合物的流动性降低，

混凝土施工困难，难于振捣密实。增大水胶比会使混凝土拌合物流动

性提高，但水胶比过大，不仅会造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性

不良，而产生跑浆、离析现象，而且会严重影响混凝土的强度，所以

水胶比应根据混凝土强度和耐久性的要求合理选用。

2.1.3砂率

砂率的大小会严重影响混凝土拌合物的和易性。在水泥浆含量不

变的情况下，砂率过大，会造成骨料的总表面积及空隙率变大，需要

更多的水泥浆填充和包裹骨料，水泥浆的润滑作用不足，使混凝土拌

合物的流动性降低；砂率过小，水泥砂浆不足以填充于粗骨料之间，

也会降低混凝土的流动性，并且会严重影响混凝土的粘聚性和保水性，

容易产生离析、跑浆等现象。

2.1.4外加剂过饱和

混凝土中外加剂使用量过多，产生过饱和现象，拌制的混凝土和

易性差，松散、产生泌水离析现象，同时对混凝土的强度和耐久性都

有一定的影响。

2.1.5混凝土生产

混凝土生产过程中主要做好两方面的控制，一是计量设备，混凝

土搅拌站计量设备应定期校验，保证准确，特别是外加剂计量。由于

计量不准，导致混凝土坍落度不稳定，拌制混凝土和易性差，个别情

况甚至造成严重的质量事故；二是搅拌时间，混凝土生产搅拌时间的

长短与混凝土的强度和均匀性有关，应从多次试验和生产实践中选择

最佳搅拌时间。搅拌时间太短会对混凝土的匀质性产生极大影响，太

长会产生泌水和离析现象，同时浪费能源。

2.2混凝土中粗集料分布不均

在箱梁腹板表面水波纹处凿开检测发现，产生水波纹处上部的粗

集料粒径大于下部粗集料，而且上部粗集料偏多[2]。这主要是因为预

应力箱梁主要靠预应力受力，所以波纹管相对来说就多一些，箱梁腹

板壁又薄，造成波纹管之间的间隙狭窄，混凝土通过波纹管位置时比

较困难，使粒径较大的集料堆积在波纹管处，并且紧贴模板，造成混

凝土离析，腹板表面产生水波纹。

2.3混凝土的振捣质量差

箱梁端头两侧腹板3m