公路工程预制板梁或箱梁混凝土“粘模”机理及预防措施

2020-01-11朴志海姚瑞珊计伟帅孙明刚

黑龙江交通科技 2020年7期

朴志海，姚瑞珊，计伟帅，孙明刚，池波

(1.龙建路桥股份有限公司，黑龙江哈尔滨 150090；2.黑龙江建筑职业技术学院，黑龙江哈尔滨 150000)

1 引言

公路工程自设预制场的特点体现在以下几方面：地点在野外，施工期紧张，建设工期短，条件相对简陋，较同纬度地区城市内工厂化预制场外部环境温度低，厂区内风力较大，自然条件不利于混凝土生产和养生。除此之外，人员素质参差不齐，对混凝土基本知识了解不足，是这类预制场的通病。

因主客观原因限制，在预制板梁或箱梁过程中，新脱模的板梁或箱梁经常出现“粘模”现象，尤以梁场预制初期为甚。

所谓“粘模”，主要是指板梁或箱梁腹板部位混凝土表层呈层状或成块状不规则脱落现象，这种缺陷轻者影响板梁或箱梁外观质量，严重者会造成露筋后果。实际施工中不管出现以上那种缺陷，都不可避免造成板梁或箱梁整体质量先天不足，处理起来费工费时。

预制板梁或箱梁“粘模”是客观存在的事实，尽管处理这一缺陷比较麻烦和困难，但不等于不能解决这一棘手的难题，只要找准问题的症结，对症下药，难题是可以迎刃而解的。

2 混凝土预制板梁或箱梁“粘模”机理

造成混凝土预制板梁或箱梁“粘模”的机理是多方面的，笔者经多方实地踏访调查研究，掌握了许多第一手资料，现总结出来与广大同仁共同探讨。

2.1 外因方面

一般地，“粘模”的表现形式有：

(1)混凝土脱模剂粘度大、品质不均一，质量较差，确实存在“粘模”现象，这种情况比较少见。

(2)混凝土脱模剂成膜厚度不均匀，粘附力差，挥发过快，在阳光和高温作用下，形成的油膜在混凝土浇筑前损失殆尽。

(3)模板喷刷脱模剂时巧遇大风天，模板内壁粘附大量灰尘、草木等杂物，脱模剂品质又较差，混凝土脱模时容易“粘模”。

(4)模板清理不干净，拆模过早。

(5)整片板梁或箱梁混凝土从浇筑至脱模期间，板梁或箱梁不同区域混凝土强度增长速率并不均匀，最后浇筑部位混凝土或水胶比较大区域强度较低，该区域在模板脱开的瞬间，在强大的负压作用下，在模板与混凝土之间“负压”吸附下，强度最低的混凝土便被撕脱下来，这种效应极像“粘模”，但这不是“粘模”。

(6)此外，混凝土养生温湿度等外因也是非常重要的影响因素。

(7)除了显而易见的上述原因外，混凝土浇筑后的“养生”是各级管理者更应着重考虑的因素。对于混凝土强度增长规律来说，除了保持正常湿度外，混凝土的“成熟度”，亦即“温度小时”，是最主要的外因决定因素。

2.2 内因方面

(1)混凝土集料中含有软弱颗粒、泥块等杂质，混凝土浇筑振捣后容易上浮、走边等，并导致其所在区域混凝土强度低于板梁或箱梁混凝土整体强度。

(2)水泥等胶凝材料受潮、结团，混凝土搅拌过程中这些异常胶凝材料未被打散、拌匀，造成其所在区域混凝土松散、缺失集料、水化不完全、假粉化等等不正常表象，此区域强度极低或根本无强度，板梁或箱梁拆模时，此区域最易出现“粘模”、“掉皮”或呈放射性不规则脱落现象。

(3)大型板梁或箱梁一般混凝土浇筑时间较长，部分人出于固有的思维惯性，记录浇筑时间时往往只记录开始浇筑时间，经常忽略浇筑延续时间，人为导致拆模时间过早，混凝土强度不足，出现“粘模”现象。

(4)混凝土强度增长速率是影响混凝土“粘模”与否的主要内在因素之一。影响混凝土强度增长速率除了原材料、搅拌、运输环节各因素外，尚有养生期间环境温、湿度、时间等影响因素。在这些影响因素中，水泥、外加剂的性能，包括二者之间的相容性是影响强度增长的更主要因素。

(5)混凝土内部强度分布不均匀，局部强度不足，特别是混凝土表面因砂浆层较厚或操作不当更是强度薄弱区。

3 混凝土浇筑前“粘模”的预防措施

(1)拆模后，首先将模板上粘附的混凝土残渣认真仔细清理干净；再用空气泵吹净浮渣；然后，用喷枪均匀喷洒一薄层混凝土隔离剂；最后，用重体海绵擦拭模板。擦拭效果应保证模板内部所有部位(特别应注意边角处)都均匀涂附一层隔离剂，绝对禁止脱模剂有流淌现象。

(2)应选择与模板附着力强、且耐久性好的脱模剂，施工时应严格控制喷涂完脱模剂到浇筑混凝土的间隔时间。其目的是防止因高温炎热、大风天气造成脱模剂老化或快速挥发，从而丧失脱模剂应有的功能；同时，可以减少灰尘、草木等异物对模板内模的污染。

(3)在搅拌混凝土环节控制好施工配合比，特别需要严格控制混凝土的水胶比。此外，尚应重视以下两个问题：第一，在混凝土配料过程中，粗、细集料不得出现“混料”问题；第二，应严格控制混凝土原材料计量允许偏差问题。根据国家标准规定，粗、细集料的计量允许偏差应控制在±3%以内，胶凝材料的计量允许偏差应控制在±2%以内，拌合用水、外加剂等的计量允许偏差应控制在±1%以内。

(4)为了有效控制混凝土搅拌站计量系统的精确度，应对新设立的搅拌站计量系统检定校准后使用，在随后的使用过程中，每半年检定校准一次。作为检定校准的辅助手段，施工方应根据使用记录和使用效果，经常性、不定期采用合理、有效的方法和手段比对计量系统的偏差，并应及时纠正其偏差。

(5)对浇筑板梁或箱梁混凝土的运输、浇筑和振捣各环节都应注意保持其品质的均一性。运到浇筑现场的混凝土应及时使用，对于日平均气温为12 ℃或25 ℃的施工环境，一般等待浇筑时间不得超过60或30 min。炎热夏季应采取多次、少量的运输方式。当混凝土坍落度损失过快，不易浇筑时，应及时查明原因，尽快对症处理，绝对不允许采取向混凝土中随意加水的办法来改善混凝土的工作性。

(6)振捣混凝土时，应注意不要使振捣棒贴近混凝土模板。振捣过程中，振捣棒应快插慢拔，并不得过振或漏振，振捣的标准以混凝土表面不再出现大量气泡、混凝土表面平坦、振捣棒周围出现明显光面为准。

(7)施工中如果发现混凝土出现泌水、离析等非正常现象时，应停止浇筑，及时查明原因，处理正常后才可继续浇筑混凝土。

一般来说，上述问题产生的原因主要有：水泥本身泌水率较大，外加剂与水泥相容性不好，混凝土砂率不合理，混凝土过振等原因。施工方管理者应具体问题具体分析，正确分析混凝土泌水原因，对症下药，将问题消灭在萌芽状态。

4 混凝土浇筑后“粘模”的预防措施

(1)养生是混凝土浇筑后应重点关注的工作，是混凝土全生命周期及其重要的一个环节。在传统上人们只重视混凝土的浇筑，而忽视养生工作。养生工作其实包含两方面含义，其一是“养”，其二是“生”。没有“养”就谈不上“生”，前者是后者的必要条件，后者是前者的可能结果。养生阶段的工作是使混凝土尽快产生足够强度的必要保证，是保证拆模时不“粘模”的前提。

“养生”主要涉及三个要素：温度、湿度和时间。人们重视的往往是前两个要素，是可由人为控制的要素，而后者确是纯自然要素。

(2)养生工作应从混凝土浇筑结束二次抹面后开始。待混凝土终凝后应将其裸露表面洒水，然后及时覆盖合适的保温、保湿材料，其后将整个板梁或箱梁连同模板全覆盖，使其形成一个的保温保湿独立空间，并确保该独立空间能涵养保持住混凝土水化产生的热量。该保温保湿材料以尽量减少与外界空间进行热交换为选择标准，它可以根据季节、外部温度变化而适当选择性价比较高的材料。

(3)混凝土用于保温、保湿的养生材料，其养生效果与保温材料选择正确与否直接相关。考虑工程成本和方便后续洒水保湿、保温，该材料可按以下原则选择：夏季外界平均气温超过15 ℃时，保温层可选用内铺一层聚氯乙烯薄膜，外罩一层土工布的模式。春季、初夏、秋季可选用内铺一层聚氯乙烯膜，外罩一层防寒毡或苯板，它们的厚度可根据外界气温的变化及时调整。如果预制场使用周期较长，可用钢筋或小型型钢焊制成保温骨架，外挂保温、保湿材料，为减轻重量，方便使用，骨架可焊制成节段式。当外界平均气温低于10 ℃，此保温层不足以保证板梁或箱梁的正常养生温度时，可考虑在保温层中采用人工加热的方式进行加热养生，以满足板梁或箱梁混凝土强度增长温度的温度需求。

(4)混凝土养生保湿用水的温度是应引起足够重视的另一个问题。这样考虑问题的原因在于：保持足够高的温度是混凝土强度可持续增长的要素之一。换言之，在一定温度湿度条件下，混凝土强度增长速率基本是稳定的；温度骤降时，由于突然打破了混凝土强度增长的温度场，混凝土强度的增长速率必然突然下降，这就需要在该温度下重新建立新的最适合混凝土强度增长的温度场。这是一个相对较长的时间过程。这段时间的长短与温度下降的频率和幅度直接相关，温度下降的频率和幅度低，重新建立温度场所需的时间就短；反之需要的时间就长。由此看来，保证混凝土养生所需的适宜温度相对恒定，远比只强调温度、湿度和时间更重要。

一般来说，当外界日平均气温大于15 ℃时，可考虑将水蓄热养生，具体可参考以下做法：将养生用水贮存在足够大的敞口容器内，露天存放一段时间，当其中的水温与空气同温后用于养生。当外界日平均气温小于15 ℃时，可考虑将水加热养生，其做法可根据施工现场条件，考虑采用电加热或锅炉加热两种方式中的一种。

(5)加强对预制场内从业人员进行全员培训，使其掌握混凝土搅拌、运输、浇筑、振捣乃至养生全生命周期知识和规律，不断提高自身素质和水平，促使板梁或箱梁尽快形成早期强度，特别是前三天强度，减少或避免混凝土拆模时“粘模”缺陷，以加快模板周转速度，提高工作效率。