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地鐵盾構管片常見質量問題分析

文章來源:河南康暉     發布時間:2015-06-18 16:12:43

 

  管片的質量要求就是清水混凝土的要求。
     清水混凝土又稱裝飾 性混凝土,按一次成型,不做任何外裝飾,需要表面平整光滑、色澤 均勻、棱角分明、無碰損和污染。它的特點代表了混凝土材料中最高 的表達形式,體現的是素面朝天、樸實無華、自然沉穩的品位。所以 說對質量的要求更加嚴格,但只要在生產時注意到下列技術關鍵:就能生產出內實外美的管片。
1、混凝土配合比的設計和原材料質量控制要嚴格一致,入模的 混凝土具有極好的和易性和觸變性,絕對不能出現分層離析的現象。
2、原材料產地必須統一、所用水泥、粉煤灰盡可能用同一家的, 砂石的色澤和顆粒級配均勻。
3、脫模劑要選配適當,最好采用帶消泡功能、無污染的水溶性 脫模劑。
4、養護到位,管片如護養不當,表面極容易因失水而出現微裂 縫、影響外觀質量和耐久性。
    下面對管片外觀出現最多、影響最大的兩個問題及其控制方法進行一點探討:
 (1)氣泡: 由于管片拼裝后只能看見內弧面,所以在這個面上最好不要有氣泡。事實上由于生產工藝所決定,不管哪種振動方式在內弧上出現的 氣泡都最少,而管片兩側是氣泡出現最多的地方。特別是止水條粘貼槽內更多,氣泡的形狀、大小、深度各不相同。
氣泡的危害性大家都知道,這里就不多敘.氣泡形成的原因大概有以下幾點: a 原材料如水泥中的助磨劑,減少水劑中的引氣劑,砂石料的形狀不佳;含泥量大會出現過多氣泡。 b 是混凝土配合的不合理,減水劑過量、砂率太大,水灰比過小生產出的混凝土粘度太大也會出現過多氣泡。 c 是混凝土攪拌時間不夠,合易性差、觸變性差;振動時混凝土 流動性差、氣泡不易排出。 d 是振動工藝選擇欠佳,管片是否密實,氣泡能否排除與振動有 密切關系。從各地生產情況看生產線振動臺的方式最為理想,風動附著式的次之。人工搗固棒式最不易控制,留下的氣泡最多。 e 是模具的形狀是否利于氣泡排出。如有些城市設計的管片端側面帶榫槽,形狀太復雜或止水槽太深等。 f 是對管片表面影響最大的就是脫模劑。 同樣的是界面上的氣泡, 好的脫模劑由于表面張力大對氣泡的排斥性強, 利于氣泡析出或減小與模具的接觸面(圖示并說明)出來的管片表面即使有氣泡也是表面小、里面大。脫模劑的選擇盡量要多作試驗,使模具表面張力越大越好,脫模劑的使用也必須正確,注意一定要干燥成膜后使用。 g 攪拌方式不對也會讓混凝土含氣率增加。投料次序影響攪拌效 果,使用雙臥軸攪拌機攪拌小直徑骨料剪切強度低,且攪拌葉片易把空氣打到混凝土內部,也是使混凝土含氣率增加的因素。 知道了氣泡產生原因、我們就要盡可能的去避免。但是要完全消 除是不可能的!目前我們可以把管片內弧面和端面做到沒有氣泡、管 片兩側還是常有出現,只是多與少的區別。
(2) 裂縫(紋)管片的裂縫(紋)大致分為四種,根據其寬度和深度又分為有害與無害,是管片生產、使用過程中常常出現的現象。 塑性裂縫,就是在混凝土固化上強度前產生的裂縫:混凝土從攪拌到固化,一直伴隨著許多物理過程和化學反應過程。其中膠凝物分子鏈的交聯反應和水分的散失遷移, 使得管片深層水分向表屋的遷移發生困難,即泌水小于表層蒸發、表層在不斷干縮,一旦形成有規律的走向,就會出現裂紋,但這是裂紋隨著人工收面過程會被消除,往往管片外弧面出現的這種裂紋是最后一次收面時間結束太早, 而覆蓋時間又太晚造成的, 另外,當最后一次收面收得太晚, 管片表層失水,硬化速度大于深處時(已經形成蛋殼狀)會造成更多的龜裂現象,這 在當時是看不出來的,有些廠家(監理)過于追求外弧面光滑,最易 出現這種龜裂。要杜絕或減少這種現象,不光要選擇合理的混凝土配合比, 原材料 (水泥不能過細) 還要適當增加攪拌時間 , (一般在 120~ 180S 之間)不過多摻用減水劑和過低的水膠比還應嚴格控制收面工藝(時間、次數、工具等)最后一次收面后及時覆蓋。  ② 溫差裂縫 溫差在管片生產、存放中,經常都有,如蒸養前后、脫模前后,管片入出水養池時;存儲中的暴冷暴熱,極易產生溫差裂縫的是前三 種,大家知道大多數物體具有熱漲冷縮性并且還不一樣,由于管片的 形狀原因加之配筋限制,在冷卻時會發生不規則的收縮,使管片產生 裂紋,特別是外弧面上和止水槽外幾厘米的位置更嚴重,所以只有盡 可能的克服和減少溫差現象,就可杜絕或減少管片的溫差裂紋。
具體做法是: ①盡量不使用過熱水泥, ②在冬天提高混凝土入模溫度 (30~ 32°C) ,③蒸養時設定預養和降溫區間,④脫模時避免風吹,冬季要及時覆蓋,⑤冬季最好采用涂養護劑方法進行養護(南方城市可考慮 將養護水池設在室內)⑥管片在暴曬狀況下不得灑水養護,夏季最好 采用塑料布覆蓋養護。還有,噴淋養護不利于管片 外觀顏色一致,更嚴重的是噴淋水流不均勻,在局部更易造成裂紋和 水紋。
     干縮裂縫 混凝土在塑性時有干縮,在固化后乃至成品都有干縮產生,那就是失水所造成的后果。 當混凝土在塑性時, 其水膠比一般在 0.3 以上, 能參加水化反應的水只在 0.25~0.26 之間多余的水分子在滿足了工 藝流動性需要外,會成為居無交所的游離水,一旦形成毛細孔表面張 力起作用就會淅出蒸發,水份蒸發時混凝土體積就會收縮,這個收縮 也屬于限制性收縮(自由不會產生裂縫)當能量聚集到一定程度,受 拉力過大部位就會出現裂紋,而附近未解限的游離水會趁機而出,進一步加大其擴展也使裂縫更明顯, 干縮裂縫也是常常出現在管片表面 和側面,為什么內弧面極少呢?是因為管片面的混凝土更密實,和形 狀不利于開裂。 要減少干縮開裂的辦法除了前面用來減少溫差開裂中的一些外, 可適當注意砂中的含水率和含泥量兩個指標,事實證明被水潤透飽和 的濕砂與含水量小的干砂最后的效果不一樣, 攪拌機所帶的扣水加砂 辦法只是對混凝土的可操作性有關。 在水養護時最好在養護水中加入 生石灰并呈飽和狀態。(CaOH2 在水中的飽和度很?。┠康氖蔷S持堿 的平衡度,從而使毛細孔的析堿反應更微弱,通過國內一些城市的養 護工藝來比較,我以為還是涂覆養護劑來養更好一些,能一步到位, 而水養 7~14 天的管片后期怎么辦,再用塑料布包起來嗎?目前,除 了日本還沒有這樣做的廠家!
     物理(損傷)裂縫 除前面提到的三種裂縫外, 更為嚴重的還有一種叫物理損傷性裂縫,直接影響到管片能否使用或盾構工程的質量,它一般會很深,很長直至通裂,在管片廠內往往是因為管片強度低、工裝不合理(檢漏 試驗臺受力狀態不合理: 按國標直接取 1/3 面積做檢漏會使管片局部 承載力過大, 管片容易從中間斷裂應該在避開中心孔的情況下分成幾個受力區來做) 、吊運操作不當、存放受力不當所致,在盾構工地往 往是卸車不小心;存放受力不當;下井時不小心;因盾構機姿態變異 造成已拼成環的端面不在一個平面上、而使新拼管片的縱向受力不均 產生的剪切力使得管片后端呈受拉狀態,就會產生向前方沿伸的裂紋!管片在受拉狀態的抵抗力不足受壓抵抗力的十分之一。物別是最后一種損傷在拼裝成形的隧道內出現最多,若解釋不清楚、管片廠往 往是要被冤枉的。 知道了物理性損傷裂縫的成因,減少或杜絕它就不難,除了改進 自身設備,操作方法,存放條件外還應多與施工單位勾通交流,特別 是對一些新入行的盾構施工單位給予更多的幫助,據多年來的經驗 看,凡是勾通多、服務做得好,管片廠與施工單位的關系好,施工就 很順利、問題就少!
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