清水混凝土桥梁工程质量控制研究

满在勇（中铁十局集团建筑工程有限公司，山东 济南250101）

1 绪论

本文对一般清水混凝土工程中常见的质量缺陷及防治方法进行归纳总结。为具体的清水混凝土工程质量控制提供参考。对模板的设计、加工、制作等各个细节，制定详细、切实可行的施工方案。严格控制清水混凝土浇筑质量，及时进行混凝土养护，加强清水混凝土成品保护。

2 混凝土工程引起的清水混凝土的质量缺陷

2.1 清水混凝土的原材料、配制及运输

2.1.1 混凝土原材料的影响

在混凝土配置过程中，水泥及外加剂等原材料不能保证固定牌号、品种、批次，选择好的混凝土生产厂家，做好混凝土供应计划，配置的混凝土不具有良好的一致性，不能满足外观色泽一致的要求。水泥含碱量过大而导致的碱一集料反应，也会在混凝土表面产生色差。当粗细骨料含泥量过大或带有杂物以及骨料的色泽不一致，也会造成混凝土质量色泽的不均匀。当粗骨料的粒径大于构件混凝土最大粒径要求时会引起浇筑困难，造成露筋、蜂窝麻面。同时针片状粗骨料含量过多，也会在清水混凝土表面形成粗骨料透明层。

2.1.2 混凝土配合比的影响

配合比直接关系到混凝土的工作性。当工作性不良时，会使清水混凝土产生泌水、离析和流浆现象，导致清水混凝土表面产生水印、气泡及蜂窝麻面等缺陷。尤其是混凝土坍落度过大将造成混凝土沁水严重。当模板采用的是不透水的钢模板或吸水性能不好的木模板时，将导致混凝土拆模后沁水处和非沁水处外观不一致。

2.1.3 混凝土运输的影响

现阶段，在工程建设上大都采用商品混凝土。从商品混凝土厂家到工程项目地点有一定的运输距离，需要一定的运输时间。清水混凝土对于混凝土本身质量的稳定、和易性、塌落度损失等要求严格。因此，混凝土运输时间不能过长，对混凝土运输距离也要进行严格控制。

2.1.4 清水混凝土的浇筑

清水混凝土的浇筑工作包括摊平、捣实和抹面修整等工序。浇筑工作的完成好坏，对于清水混凝土的密实性与耐久性、结构的整体性以及构件的外观质量有决定性的影响，是清水混凝土工程施工中保证其质量的关键性工作。混凝土浇筑过程中应注意以下几个方面：

1）浇筑高度

浇筑时如果倾落的自由高度超过2m，会发生混凝土离析，从而导致清水混凝土表面发生分层、色泽不均匀的现象。因此，当自由下落高度较大时，应使用溜槽或串筒。

2）分层浇筑

当混凝土厚度较大，振捣机械的性能达不到影响深度，或者混凝土厚度不是很大，但是配筋密实影响振捣时，如果不进行分层浇筑，就不能保证混凝土振捣密实。清水混凝土拆模后很可能会出现蜂窝、麻面等质量缺陷。

3）浇筑速度的影响

混凝土的浇筑过程总会引起模板变形。如果浇筑速度过快，同时模板体系的刚度又过小的话就会导致模板变形过大从而影响清水混凝土浇筑质量。因此，必须校核混凝土浇筑速度给模板所产生的荷载大小及在该荷载作用下的模板变形值。一般模板变形值应不大于1mm。

2.2 清水混凝土的振捣

清水混凝土在浇筑时需要严格振捣管理，在振捣过程中应注意以下几个方面：

2.2.1 振捣时间

振捣时间不够时，混凝土不能充分充满模型，且混凝土内部还存在很多孔隙和气泡。此时清水混凝土会产生缺角、蜂窝和表面气孔的质量缺陷。若振捣过程中过振，会造成胀模，造成清水混凝土的外观尺寸不合格。

2.2.2 振捣方法

振动器在操作过程中如果碰撞钢筋、模板、芯管、吊环或预埋件，将会造成混凝土露筋、跑模和预埋件位置不准确。因此，在振捣时要注意内部振动器距离模板不应大于作用半径的1/2，并注意振动器插入位置。在振捣操作中还必须注意不能漏振。

2.2.3 采用二次振捣法

可以减少表面气泡，即第一次在混凝土浇筑时振捣，第二次待混凝土静置一段时间再振捣，而顶层一般在0.5h后进行第二次振捣。严格控制振捣时间和振捣棒插入下一层混凝土的深度，保证深度在5cm-10cm。

2.3 清水混凝土的养护

混凝土养护过程，主要是由于养护覆盖物污染混凝土表面以及养护时机和时间没有掌握好引起的质量缺陷。

混凝土早期硬化期间的养护十分重要。清水混凝土构筑物的侧模应在48h后拆除。如果拆模过迟，会造成混凝土养护不及时，混凝土会因水化热过大而产生表面裂纹。养护时间一般不得少于14d。若养护时间过短，混凝土成型后会由于曝晒、风吹、干燥寒冷等自然影响，出现不正常的收缩、裂缝、崩落等现象。为避免形成清水混凝土表面色差，模板拆除后其表面养护的遮盖物不得直接用草垫或草包铺盖，以免造成永久性黄颜色污染，应采用塑料薄膜密封覆盖养护。

3 钢筋工程引起的清水混凝土质量缺陷

钢筋工程引起的清水混凝土的质量缺陷，主要是由于以下几个方面的原因造成外露钢筋的锈蚀影响清水混凝土观感质量，以及钢筋绑扎、焊接后位置不准确造成支模困难。

3.1 钢筋材料的影响

钢筋或连接螺纹表面锈蚀、污染严重，污染混凝土。因此必须在制作钢筋构件前除锈和去油污。

3.2 钢筋构件的制作、绑扎及焊接的影响

钢筋构件的制作、绑扎及焊接应注意以下几个方面：

1）钢筋下料不准确，或制作的各种钢筋尺寸不准确、箍筋不平直方正及弯钩不准确，造成模板无法就位，或保护层厚度不够引起钢筋锈蚀。

2）钢筋焊接完毕后没有及时清理，焊渣留置在模板上造成梁、板底表面形成锈斑。因此，用于清水混凝土钢筋绑扎的铁丝长度既应满足钢筋绑扎牢固的要求，又要保证绑扎后多余段的铁丝在混凝土浇筑后不露筋。

3）由于钢筋搭接范围内的钢筋密度过大，混凝土浇筑振捣不密实，从而造成混凝土蜂窝麻面的质量通病。因此必须进一步推广粗直径钢筋的机械连接和焊接，不断提高钢筋的连接质量和施工技术水平。

4）钢筋绑扎的位置不准确，会给支模带来困难。所有钢筋的规格、间距、根数、位置均应符合设计要求。箍筋均应与受力筋垂直。钢筋及铁丝均不得接触模板，双层钢筋网采用铁马凳架设钢筋时，在不能取掉的情况下，应在铁马凳上加焊止水环，防止水沿铁马凳渗入混凝土结构。墙体钢筋为双层双向，内外钢筋网片间按lm间距设拉结筋，柱子钢筋用箍筋定位。钢筋遇孔洞时应尽量绕过，不能绕过时，截断钢筋应与孔洞加强钢筋相焊接。

3.3 钢筋保护层质量的影响

钢筋保护层要主要以下几个方面：

3.3.1 主筋保护层问题

清水混凝土与普通混凝土相比，由于取消抹灰层和饰面层而直接暴露于空气中，使混凝土的碳化势必会加快，会使混凝土过早失去对钢筋的保护作用，使钢筋脱钝、锈蚀和保护层顺筋开裂等，从而危及建筑物结构安全，降低其使用年限；同时，当薄弱处混凝土内毛细管水渗透，钢筋锈蚀体积膨胀会使该处混凝土爆裂，带色的锈水流就会污染立面。

3.3.2 箍筋、构造钢筋保护层问题

部分工业建筑和桥梁的构件中，箍筋直径较大，考虑拉钩要求钩在主筋外的抗震构造做法，实际施工中经常会出现箍筋几乎无保护层的问题，其往往被设计人员忽略，箍筋保护层无法保证，同时过多箍筋外露还会引起钢筋锈蚀而影响柱的抗剪强度和污染清水混凝土影响观感质量。

4 清水混凝土工程中常见裂缝及预防

4.1 干缩裂缝及预防

干缩裂缝多出现在混凝土浇筑完毕后一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

主要预防措施：

1）选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥，降低水泥的用量。

2）混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大,干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。

3）严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。

4）加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。

5）在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

4.2 塑性收缩裂缝及预防

塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

主要预防措施：

1）选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。

2）严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。

3）浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。

4）及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。

5）在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。

4.3 沉陷裂缝及预防

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30。～45。角方向发展，较大的沉陷裂缝往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

主要预防措施：

1）对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。

2）保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。

3）防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。

4）模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序。

5）在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。

4.4 温度裂缝及预防

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常在混凝土表面较浅的范围内产生。

主要预防措施：

1）尽量选用低热或减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。

2）改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。

3）改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的"三冷技术"的基础上采用"二次风冷"新工艺，降低混凝土的浇筑温度。

4）在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。

5）高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。

6）大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，因此要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。

7）在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差。

8）加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施。

9）预留温度收缩缝。

10）加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击。

5 结 语

本文对清水混凝土桥梁工程外观质量控制中的清水混凝土配合比设计、原材料选择、清水混凝土的钢筋工程及预埋件要求、混凝土浇注及养护等各个关键因素进行深入研究及探讨。随着我国大量清水混凝土桥梁工程项目的建设，对清水混凝土桥梁的设计与施工技术方面不断深入研究，清水混凝土作为一种独特的建筑艺术形式，其技术必然会在我国的桥梁工程实践中不断得到提高和完善。

[1]龚时捷.清水混凝土缺陷防治及施工技术与材性的前瞻性研究.建筑施工，2004，26（4）：333-335

[2]顾勇新.清水混凝土工程施工技术及工艺[M].北京：中国建筑工业出版社，20061