浅谈桥墩流砂产生的主要因素与防治措施

方远平，罗永高

（宁波金鑫商品混凝土有限公司，浙江 宁波 315111）

1 引言

流砂作为混凝土桥墩外观质量常见通病，不仅影响桥梁墩身美观，同时也损害其内在质量，对混凝土的耐久性影响更不容忽视。在目前混凝土桥梁工程施工中，混凝土的表面常产生流砂现象，尤其是对于桥墩这种横截面积较小且高度普遍偏大的特殊性结构表面，浇筑的混凝土轻微泌水都很容易造成表面流砂，外观质量相对难以控制。由于桥墩混凝土耐久性要求较高，对混凝土结构物内外质量提出了更高的要求，诸如混凝土结构物表面的流砂、裂缝等主要质量通病，更是必须根治的对象。因此，有必要全面分析桥墩流砂产生的原因，并提出相应的治理和预防措施。

2 桥墩流砂产生的原因

造成桥墩混凝土表面产生流砂现象的原因是多方面的，其主要原因包括：与组成混凝土结构材料(水、水泥、砂、石和外加剂等)的性能和比例有密切的关系，即原材料的影响；混凝土的拌合、运输、灌注及振动工艺、振动时间直接影响混凝土的质量，即施工工艺的影响；气候条件特别是燥热气候对混凝土的影响。现就上述因素分析如下：

2.1 原材料的影响

（1）水的影响。拌合混凝土用水量过多，坍落度过大是造成混凝土泌水形成流砂的主要原因之一。在混凝土拌和物中，坍落度越大，自由水的含量越多，拌和物的粘聚性和保水性越差，越易产生离析和泌水。试验结果表明，随着用水量的增加，混凝土拌和物离析、泌水性越来越大，所以在满足施工工艺的条件下，应尽可能地降低用水量。

（2）水泥的影响。水泥的品种和细度对混凝土拌和物的和易性有一定的影响。①水泥的品种对拌和物的影响主要表现在水泥需水量的不同，在水泥和骨料用量一定的条件下，需水量小的水泥，其混凝土拌和物流动性好；需水量大的水泥，其混凝土拌和物干稠。施工及试验表明，使用不同厂家生产的相同强度等级的水泥，混凝土在灌注时的流动性和凝结前的泌水程度不同，反映在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墩不泌水，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。用于灌注桥梁的水泥，应注意经过试验比较，掌握泌水情况。②水泥的细度对混凝土拌和物的流动性影响也很大，水泥的细度越细，比表面积越大，在相同用水量的条件下，拌和物的流动性越小，而粘聚性和保水性越好，混凝土拌和物的离析和泌水就越小，不易产生流砂现象。

（3）砂、石的影响：砂率、砂石的级配、砂石的含泥量超标是造成混凝土泌水的一个因素。①在普通混凝土配合比中，最佳砂率能使混凝土在水灰比不变的条件下，获得最大的流动性。砂率过大，骨料总面积和空隙率都增大，混凝土拌和物显得干稠，流动性较大；砂率过小，则砂浆量不足，拌和物的流动性降低，粘聚性和饱水性也不好。所以在配制混凝土时要根据施工现场的实际情况选择一个最佳砂率，为使混凝土具有更好的可泵性，可将混凝土的砂率略作提高。②砂石的级配、颗粒形状、表面状态和最大粒径等对混凝土拌和物的工作性有很大的影响，级配好的集料，空隙少，在相同水泥浆的情况下，可以获得比级配差的集料更好的工作性。在集料级配中，粒径在0.3 ～10mm 之间的所谓中等颗粒的含量，对混凝土工作性的影响更为显著。另外扁平和针状的集料，比表面积大，要想获得同样的流动性，需增加用水量，而用水量的增大会使混凝土产生离析和泌水。③另外，砂石中的含泥量超标降低了混凝土的保水性能，灌注时容易造成泌水。

2.2 施工工艺的影响

（1）混凝土拌和物的倾落高度一般不超过2m，否则拌和物就会出现离析。

（2）振捣厚度。施工中采用的振捣厚度必须满足施工规范要求，也能得到较好的外观效果。厚度较大，不仅使混凝土不易振实，而且由于振动时间的增加会引起混凝土离析、泌水，外观效果较差。

（3）振捣器距模板越近，模板附近的水上浮越严重，越易将模板表面的水泥浆带走而留下砂子，所以控制振捣器距模板的距离，也将有利于改善混凝土表面产生流砂的现象。

2.3 气候条件的影响

炎热的气候对混凝土的影响是众所周知的，特别是高气温、低相对湿度、对混凝土质量会产生有害影响的大风，三者之间任何组合构成的燥热气候，对新拌混凝土会产生不利影响，对已硬化的混凝土同样会有影响。

3 桥墩流砂的预防措施

3.1 严格控制原材料的质量

检验和控制混凝土结构材料的质量，是保证混凝土质量，减少投资，增加效益的有效途径。因此，对混凝土结构的原材料，必须进行认真调查，取样试验对比，尽量控制在规定范围内，使桥梁混凝土有质量保证。

（1）对水泥的选择。桥墩施工用的水泥，必须保证质量指标稳定，细度合格，安定性好，易于掺用高效减水剂的普通硅酸盐水泥，以硅酸三钙含量高，铝酸三钙和碱含量低的水泥为宜。现场灌注经验表明，由水泥厂出库的新鲜水泥，温度高，未经适当天数库存稳定即用于桥墩灌注，其和易性，可塑性比库存稳定的水泥差，往往要增加拌和用水量才能保证灌注施工，灌注后混凝土温度相应较高，易产生气泡和泌水，造成蜂窝麻面和流砂水纹。

（2）控制好石子的级配和砂石中泥含量。用于生产桥墩的粗骨料，宜采用抗压强度与混凝土配制强度之比不小于2.0 的石灰岩破碎的碎石或卵碎石，粒径级配要尽可能满足设计要求。细骨料采用含杂质少的中砂,最好为河砂，粗细骨料的含泥量及其它杂质含量均应控制在标准允许范围内。

（3）合理选择外加剂。为使混凝土有好的工作性和达到较高的强度，应尽量选择聚羧酸系高效减水剂，但在燥热的气候条件下，应加入缓凝剂，以改进混凝土的工作性。

（4）严格控制拌和用水量。灌注桥墩混凝土，拌和用水量过多，是造成混凝土泌水的主要原因。必须严格控制拌和用水量，砂石本身的含水量要进行测定，以便正确计算拌合用水量，正确掌握外加剂掺量，尽可能减少拌合用水量，混凝土的坍落度一般控制在70 ～90mm 范围,泵送混凝土的坍落度一般控制在120 ～160mm 范围内。

3.2 加强施工工艺的质量控制

（1）采用分次投料搅拌工艺。有条件时，最好采用分次投料、水泥裹砂法工艺，可提高混凝土搅拌质量，对预防混凝土灌注中泌水也是明显的。

（2）合理的混凝土灌注工艺及捣固合理的灌注工艺，对拌制较稠的混凝土能顺利通过钢筋及胶管并充满梁模达到密实是很重要的环节，灌注顺序也值得研究。

3.3 炎热气候条件的合理施工

在炎热的气候下施工，除有条件对砂、石、水泥等采取降温和采取早晚气温较低时施工外，一般应根据实际情况。掺加缓凝剂，延缓混凝土的初凝时间，达到在施工时有较好的坍落度。

4 桥墩流砂的治理方法

桥墩表面流砂不仅有损外观，对结构寿命也有影响，对已造成较严重缺陷的桥墩需进行修补。修补工艺如下：修补前，要铲除桥墩松散混凝土，清除干净，找出明显渗水孔，用聚合物砂浆或环氧树脂水泥砂浆封堵，并对缺陷较深的部位进行抹压修补，待其干燥后，用砂纸磨光。 用于修补梁的砂浆或环氧树脂水泥砂浆必须经过试验才能使用，砂浆必须满足其技术性能，且其颜色须同桥梁表面颜色一致。

5 结束语

桥墩混凝土表面流砂，原因复杂，影响因素多，包括混凝土原材料、施工工艺及气候条件等方面，任何一方面质量出现问题都可能导致桥墩混凝土流砂。在混凝土流砂问题的防治上，应深入现场进行认真调查分析，从原材料、施工工艺等方面入手，全面检查核对分析监测，逐步调整，直至问题圆满解决。

[1] 向中富. 桥梁施工控制技术[M]. 北京：人民交通出版社，2001.