预制箱梁外观质量问题分析及控制措施

王建锋

（南通航宇结构件有限公司，江苏 南通 226013）

后张法预制混凝土箱梁由于具有较大的截面抗扭强度和抗弯强度、价格比现浇箱梁便宜、可提前预制、施工速度快、对场地要求低等优势，在高速公路和城市快速路建设中得到广泛的应用，但是在箱梁预制过程中的外观质量问题也层出不穷。现今，建设方不再只是关注混凝土本身的强度问题，而且越来越关注混凝土外观质量，混凝土的表面观感、成型后的梁体线型都是关注的重点。笔者所在的公司是本地区较大规模的专业混凝土预制构件生产企业，通过这几年在箱梁预制过程中为提高箱梁混凝土外观质量而做的不断摸索，总结了一些施工经验在此与大家交流。

1 预制箱梁混凝土外观质量存在的问题

1.1 预制箱梁的线型不平齐

预制箱梁的线型不平齐主要表现在腹板平整度不佳，顶板两边的翼板不顺直，底模与腹模板、腹模板相邻节段出现拼缝错台等。出现这些问题的主要原因：一是模板质量不好，拼装完成刚度不够，不能承受太大压力；二是固定翼板钢筋的梳齿板安装不牢，扭曲错位等影响线型；三是模板加工和拼装精度不高，底模与腹模板止浆措施不到位等。

1.2 箱梁混凝土的表面色差

混凝土表面，特别是箱梁腹板混凝土，易出现色差、颜色不均匀等问题。色差出现的原因：一是混凝土在配制过程中配合比应用不当，混凝土坍落度不稳定等；二是在混凝土振捣时振捣棒分布不够均匀，导致每个部分的受力不均，混凝土的振捣下沉也不尽相同，另外振捣棒距离模板太近也易造成棒印等色差问题；三是模板长期雨淋锈蚀，或打磨不到位，或脱模剂涂刷不均匀等，都会产生色差问题。

1.3 混凝土表面存在气泡、麻面和粘模

混凝土的表面不够平滑，主要表现有混凝土存在气泡、麻面和粘模等现象。出现这些问题的原因：一是混凝土本身的流动性、和易性不佳，使混凝土表面产生气泡；二是清理模板上残余混凝土不到位，模板不够光滑，浇筑过程不连续等，使混凝土表面存在麻面；三是脱模剂涂刷不到位，涂刷不均匀，易引起气泡和粘模问题，另外脱模剂的品种选择也是原因之一；四是早期拆模强度不达标，拆模过早，使混凝土粘模。

1.4 箱梁底部及端头出现蜂窝现象

箱梁混凝土经常出现底部及端头蜂窝的现象，这是一个比较严重的问题。主要原因：一是混凝土流动性不佳，无法在振捣作用下有效充盈模板；二是操作人员的问题，没有正确地浇灌和振捣，比如浇灌分层不佳、振捣不到位；三是端头位置钢筋密集，包括外伸钢筋、锚垫板和波纹管比较多，端头板止浆困难易造成漏浆和蜂窝，对混凝土的整体质量有影响。

1.5 箱梁腹板混凝土出现水纹现象

混凝土箱梁腹板，特别是中间位置出现水波纹是比较常见的外观缺陷，出现水纹的原因如下。一是混凝土坍落度偏大，石子粒径与钢筋间距不匹配；二是中间位置波纹钢比较集中，易造成混凝土中大颗粒堆积；三是振捣过程作业人员为防止孔洞等问题易过度振捣而产生水纹现象。

2 提高预制箱梁混凝土外观质量控制工艺的对策

2.1 模板制作安装质量控制

模板对箱梁的制作相当重要，箱梁模板周转次数多，对模板的选材一定要重视。因模板要承受较大压力，一般箱梁要采用大的钢模板，且要保证钢板的厚度和背筋的密度。钢板厚度小、背筋不足易引起混凝土平整度不佳，出现鼓肚、显肋等观感问题。

模板安装过程也非常重要，要防止混凝土表面因模板安装出现大的色差、麻面、蜂窝等问题，模板安装主要从以下几方面入手：（1）新模板进场后要进行试拼装，并对各个拼缝、连接及安装便利性进行验证。（2）底模侧边用橡胶止浆片粘贴，利用侧模紧贴止浆片进行有效止浆，保证梁体下倒角的外观质量；侧模通过台座基础预留空隙处进行对拉，保证梁体结构尺寸；底模与侧模衔接拼缝要细而顺直，不能出现错台；侧模相邻块之间要贴好泡沫止浆条，防止漏浆；梳齿板要固定牢固，防止扭曲变形和错台，影响箱梁线型。（3）模板拼装前应彻底清理干净，必要时应进行定期打磨；均匀涂刷脱模剂，水性脱模剂往往能提高混凝土的外观质量，但是要严格按照厂家的指导比例兑水使用，同时要防止脱模剂涂刷过多在边角积液；拼装完工的模板应当有必要的保护措施，不能让模板被外界污染，特别是在户外要防止雨淋，减少灰尘对模板的影响；对端头模板可用定制橡胶塞结合泡沫胶等措施进行有效止浆，防止因漏浆而产生蜂窝孔洞。

2.2 混凝土浇筑工艺质量控制

要浇筑一片外观良好的混凝土箱梁，混凝土的施工至关重要。要从混凝土的配合比设计、拌制、运输、浇筑及养护等多方面进行控制。

（1）混凝土的配合比设计。箱梁的品种规格尺寸有很多，设计的钢筋、波纹管布置间距、保护层大小都不尽相同。混凝土配合比设计应充分考虑图纸设计并结合施工季节、环境温度、运输及浇筑过程等多种因素，对配合比参数的选用、拌制原材料的选材进行综合评估。

（2）胶凝材料用量、水胶比、坍落度。一般预制预应力混凝土箱梁强度多为C50、C55，强度相对较高。参考相关规范并结合耐久性要求，胶凝材料用量宜＞420kg/m3，并不超过480kg/m3，可根据施工条件和环境，复合使用矿物掺合料。混凝土水胶比宜＜0.35，合理控制单方用水量。预制箱梁由于钢筋密集，钢筋间距较小，且有多道波纹管布置，坍落度选择宜取180～200mm，且坍落度扩展度不宜＜500mm，混凝土应流动性、保水性良好。试生产前应对配合比进行验证，必要时可进行小尺寸实体试浇筑，以验证配合比的适用性。

（3）石子的最大粒径和砂率。箱梁混凝土的砂石材料的使用配置也极其重要。箱梁截面尺寸一般较小，而钢筋却比较密，在底板和腹板一般都有大直径的波纹管布设，钢筋间距较小，石子最大粒径不宜＞20mm，可采用二级配碎石以保证连续级配，同时应控制碎石的针片状含量。箱梁混凝土的砂率应根据砂的质量情况，特别是砂的细度模数和级配来选用。箱梁混凝土拌制宜选用天然中砂，当天然砂资源选用困难时，也可采用粒型良好的机制砂配合一部分天然细砂，同时考虑坍落度和碎石的最大粒径，砂率宜较一般混凝土增加2%～5%。

（4）选用高性能减水剂。聚羧酸高性能减水剂在近几年得到广泛的应用，是配置高流动度、高保水性混凝土的新型外加剂，具有掺量低、减水率高、保坍性好、适应性强等特点。箱梁混凝土坍落度一般较大，如何在保障大坍落度下的混凝土的扩展度和和易性，聚羧酸高性能减水剂的合理运用显得非常关键。聚羧酸减水剂能大幅降低混凝土单方用水量，降低混凝土水胶比，提高混凝土强度，提高混凝土的黏聚性和保水性，避免产生分层离析等影响混凝土外观质量。

（5）混凝土搅拌和运送。混凝土的搅拌和运送是配合比得以实现的基础保障，必须要做到以下几点：一是计量准确。搅拌站应定期进行计量检定，确保物料计量准确。二是搅拌时间要满足要求。箱梁混凝土坍落度大，胶凝材料多，要适当延长搅拌时间以保证外加剂有效分散。三是坍落度的稳定性。这是极其重要的一步，配合比应根据砂石含水率变化及时进行调整，确保出机坍落度误差≤20mm。运送混凝土一般建议使用搅拌运输车，天气炎热的季节搅拌车搅拌筒应有防晒措施，同时考虑运输距离、运输量、浇筑节奏，合理控制坍落度损失值，确保入模坍落度稳定且满足浇筑振捣的要求。入模前应测定混凝土坍落度，同时观察混凝土保水性、和易性，满足要求的方可入模浇筑。

（6）混凝土的浇筑与振捣。箱梁混凝土一般采用龙门吊布料料斗均匀入模，其浇筑方法采用斜向分层法浇筑，根据梁高腹板混凝土分成2～4层进行浇筑。振捣采用附着式振捣器和插入式振捣棒（50棒、30棒）联合完成。腹板浇筑时应两侧同步进行，混凝土振捣器应快插慢拔，移动间距不得超过有效振动半径的1.5倍，且应使振动半径能覆盖已振实部分10cm左右。振捣棒要插入前一层混凝土5～10cm内，以保证新混凝土与先浇筑混凝土的良好结合。要掌握好振捣时间和振捣混凝土状态，一般以混凝土表面出现浮浆，并且无明显大气泡产生为宜，不得过振。浇筑过程应均匀对称、缓慢布料，不得在模板内利用振捣棒使混凝土长距离流动或运送混凝土，以免造成离析。混凝土振捣时，振捣棒要尽量避免碰撞波纹管和钢筋，以免使其发生偏移；也不得直接触碰钢模，以免混凝土凝固后留下棒印。由梁的一端向另一端浇筑到距梁端4～5m处，从梁的另一端布料，防止水泥浆聚集到梁端造成梁体强度不均匀；随浇筑进度随时检查端头和底板的密实度以免产生蜂窝孔洞；对于端头锚固区混凝土振捣要细致、全面，必要时可以采用20棒、30棒辅助方式，保证混凝土密实。

（7）混凝土的拆模和养护。根据混凝土强度严格控制拆除内、外模时间，当混凝土强度达到5MPa时方可拆除外模。禁止砸撬外模，防止混凝土出现震裂从而影响箱梁外观。腹板拆模后要及时进行养护，应尽可能使用饮用水源进行自动喷淋养护，避免使用地下水和河水，防止水垢沉积在混凝土表面形成黄斑，也可对腹板采用黏贴塑料薄膜等养护措施以保证外观质量。

3 结束语

预制箱梁混凝土的外观质量的控制工艺涉及方方面面，施工人员必须确保细心，并严格按照相关规范操作，对混凝土的各项数据加强控制，对模板制作安装、材料、运送过程等严格要求，只有这样才能展现混凝土的天然美感。