橋梁墩柱外觀混凝土施工新技術(shù)

肖 鵬（成都市郫縣交通運輸局，四川 成都611730）

我國城鎮(zhèn)化速度越來越快，道橋工程急劇增多，故對混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量提出了更高的要求?；炷镣庥^質(zhì)量的優(yōu)劣不僅反映了施工管理水平的高低，且在提高表層混凝土耐久性、抗沖磨性能、美觀程度、免修復(fù)節(jié)約裝飾費用等方面具有積極意義?；炷镣庥^質(zhì)量控制重點是如何經(jīng)濟實現(xiàn)混凝土構(gòu)造物表面自然平整美觀，實現(xiàn)表觀免（少）裝修，進而體現(xiàn)精品混凝土施工水準。

目前，清水混凝土是混凝土材料最高級的表達形式，清水混凝土一次成型，無需修補、抹灰、裝飾，節(jié)約大量裝飾材料且外觀穩(wěn)重樸素；但是，清水混凝土工藝在原材料性能控制、模板工序施工質(zhì)量、養(yǎng)護工序等方面有嚴格的要求，造成工期拉長，人力、物力投入增多[1]。為克服這種矛盾，發(fā)展出一些施工成本低成型外觀好的新工藝，如在道橋行業(yè)應(yīng)用較為廣泛的模板內(nèi)襯材料成型高外觀技術(shù)、電滲濾水成型工藝等其他工藝[2]。國內(nèi)相關(guān)單位對精品混凝土施工不了解、不重視，從而抑制新技術(shù)、新工藝的推廣應(yīng)用，不利于混凝土工程向綠色、低污染、經(jīng)濟和精品化發(fā)展。

1 模板內(nèi)襯新型建筑材料成型工藝

1.1 透水模板布

透水模板布（CPFL）是以聚合纖維聚丙烯等為原料的多層纖維結(jié)構(gòu)，可在振搗棒作用下引導(dǎo)新澆混凝土中的氣泡和游離態(tài)水分經(jīng)布體透出，通過布體濾過效應(yīng)確保凝膠材料被截留在布體內(nèi)側(cè)，從而保證建筑物表層混凝土平順光滑致密無氣泡，圖1為CPFL工作機理圖示。

圖1 CPFL工作機理圖示

CPFL透氣透水性能可有效抑制表層混凝土產(chǎn)生氣孔，且在構(gòu)件表面形成一層富含硅酸鈣的致密硬化層，顏色均勻，無砂斑、砂線、麻面等表觀缺陷，成型面視覺效果良好，可直接作為外觀面。經(jīng)檢測研究[3]，CPFL可使距表層9mm深度范圍內(nèi)的混凝土水灰比降低至0.2~0.3，表面回彈強度提升約30%，抗沖磨性能顯著增強；改善表層混凝土孔徑分布，無害孔、少害孔等小孔徑孔隙體積百分比上升，抗碳化、抗收縮、抗?jié)B、抗凍、抗酸堿鹽侵蝕性能均有不同程度提升，有助于橋梁墩身結(jié)構(gòu)混凝土遲緩氯離子侵蝕從而抑制鋼筋銹蝕、抵抗風浪沖擊、抗?jié)B防腐等。圖2為現(xiàn)場施工圖，圖3為CPFL成型混凝土面效果。

圖2 CPFL現(xiàn)場施工圖

圖3 CPFL成型效果圖

相比清水混凝土工藝，CPFL工藝造價低廉，現(xiàn)階段其綜合成本約為40-55元/每平米，重復(fù)利用后成本更低；工藝適應(yīng)性強，適用于30~180mm塌落度范圍的拌合料，施工操作簡單易掌握；但是，對模板工程要求高，施工手工作業(yè)量多，施工組織協(xié)調(diào)難度大。

1.2 板材

光面板材可用于成型光潔混凝土，其鏡面水準低于鏡面清水混凝土，但同樣可實現(xiàn)一次成型免（少）裝修，混凝土觀感如鏡面泛光，施工中一般采用內(nèi)襯平滑硬質(zhì)板材，如PET、PP、PVC等板材。墊層板材一般致密平滑耐劃刻，表面臨界張力小于漿液表面張力，因此會與板面嚴格隔離，避免漿體向模板表面滲透發(fā)生黏結(jié)性化學反應(yīng)，在混凝土表面形成均勻覆蓋C-H-S凝膠，從而混凝土表面光滑密實[4]。

近年來，各種高效外加劑不斷涌現(xiàn)，甚至出現(xiàn)了涂刷與模板表面的光亮劑、消泡劑等，如以磺化三聚氰胺甲醛樹脂(SMF)為原料的光亮劑等。相關(guān)研究證明，應(yīng)用硬質(zhì)平滑墊層板材配合合適外涂光亮劑可顯著提升光潔混凝土面效果，如下圖。

圖4 光潔混凝土面

板材成型光潔面混凝土相比CPFL工藝來言，材料現(xiàn)場適應(yīng)強，不易遺留劃痕印跡，成型面光潔度和平整度有提升，但板材不透水透氣，其表面存在少量氣泡孔洞。一般而言，板材硬度高，易于粘貼，可重復(fù)利用多次，性能穩(wěn)定，攤銷成本低，施工協(xié)調(diào)難度小，適用于高光潔度要求的澆筑部位，是一種經(jīng)濟型外觀混凝土施工工藝。

2 電滲排水成型技術(shù)

電滲現(xiàn)象是指在電場作用下液體（通常是水）相對于和它接觸的固定固體相對運動的現(xiàn)象。電滲原理很早就應(yīng)用于工程，現(xiàn)在主要用于處理填土地基排水、加固軟粘土、抗?jié)B防潮等方面。近年來，電滲技術(shù)又被王立久等人用于混凝土成型，主要用于解決混凝土高水膠比施工與低水膠比使用要求的矛盾，一般用于輕骨料或高水膠比混凝土排水。

2.1 電滲排水成型模型

電滲排水成型外觀混凝土技術(shù)主要是利用鋼筋混凝土中的鋼筋網(wǎng)和鋼模板分別作為正極和負極，加載電壓，負極排水?；炷涟韬衔镏忻毧椎缼в胸撾姾?，而孔壁四周水膜中的水分子因極化作用而帶上正電荷，這層水膜稱為雙電層；兩級加上電壓產(chǎn)生外電場后，由于毛細孔壁是固定的，雙電層中的正離子向陰極遷移，同時對溶劑施加單向推力，從而混凝土拌合物中的水分同向流動，多余水分逐漸被濾掉，降低了混凝土水膠比，提高其強度[5,6]。通過控制加壓強度、歷時和電場間距使多余水分、氣體均勻透出，在混凝土與鋼模之間形成“水層”隔離，實現(xiàn)干凈脫模，避免在鋼模表面涂刷脫模劑，成型面顏色均一無氣泡。其原理示意圖如圖5。

圖5 電滲濾水成型原理示意圖

電滲濾水成型技術(shù)施工面廣，電裝置裝配簡單易行，耗能低；避免涂刷脫模劑，減少污染，符合綠色施工要求；但電滲參數(shù)確定過程復(fù)雜，電滲參數(shù)適應(yīng)性低，需針對配合比分別確定。

2.2 電滲排水配合CPFL使用效果

為進一步提高混凝土外觀成型質(zhì)量，在部分管理轄區(qū)的公路工程建設(shè)中將電滲排水技術(shù)應(yīng)用至CPFL施工工藝，試驗取得預(yù)期改善效果。CPFL具 有良好的透水、透氣、濾過性能，但只能借助振搗作用和流態(tài)混凝土自重被動排水，結(jié)合電滲技術(shù)以后，自主可控型排水排氣過程歷時更長，能最大限度的排除混凝土料中多余的水分，大幅提升低強度配合比混凝土成型后強度，廉價可靠，耗能低，但此項技術(shù)還處于推廣階段，應(yīng)用有限。

3 結(jié)語

CPFL工藝成型混凝土面致密硬度高，不存在氣孔、起砂、麻面等表觀缺陷，但缺乏色澤、不光滑，施工不適當會存在色差；聚酯板外涂光亮劑后，混凝土色澤均勻，具有鏡面效果，且施工更簡單、重復(fù)利用率高，但消泡效果不如CPFL工藝，混凝土可能存在氣孔。電滲排水工藝可有效降低淺層混凝土水膠比，強度提升明顯，脫模干凈，避免使用脫模劑，施工成本低廉，主要消耗電力，環(huán)境污染少；電滲排水配合CPFL工藝，排水效果極佳，強度提升，成型面硬化致密，表觀缺陷極少，幾乎無色差。

[1]王鳳起.清水混凝土施工技術(shù)[J].混凝土與水泥制品，2006,02：16-18.

[2]Nassima Goudjil, Yannick Vanhove,Chafika Djelal,Hassina Kada.Journal of Advanced Concrete Techonlogy[J]

[3]田正宏，白凱國，朱靜.模板布改善混凝土表層質(zhì)量試驗研究[J].東南大學學報，2008，38(1)：146-150.

[4]邊策，田正宏，井錦旭.水工混光潔表觀的模板工藝試驗[J].水利水電科技進展，2012,12：60-64.

[5]王立久，喻正浩.混凝土電滲結(jié)合建筑模網(wǎng)實驗研究[J].國外建材科技，2007,27(4)：28-30.

[6]王立久，遲耀輝，鄭萬勇.電滲混濾水混凝土的應(yīng)用研究 [J].2002,22(6)：939-943.