關于砼構鏡面施工研究論文
摘要：結合*市*東路立交橋施工實踐，對砼構件表面普遍存在的缺陷進行剖析，通過技術創新，突破了傳統工藝，使砼構件外觀達到鏡面效果，具有一定的推廣價值。
關鍵詞：砼構件工藝創新外觀鏡面效果
一、概述
在混凝土工程中，砼構件的外觀一般存在著氣泡、露砂、缺角細裂縫等缺陷，其抗風化、抗碳化程度低，不僅影響了砼的耐久性，而且突出表現在表面粗糙，外觀工藝相對較差，影響了砼的美觀。不少地方為了達到美化工程，提高砼外觀質量，對砼結構的外露表面進行了二次處理，但易剝皮脫落，未使砼的生產工藝得到根本性提高。隨著砼施工技術和工藝的不斷創新，在同等條件下，砼表面不僅達到鏡面效果，砼的強度也有了一定的提高。我處試驗室經過30余次試驗，并在*市*東路立交橋東標段工程中，通過技術創新，工藝改進，總結探索出改善砼外觀質量的施工方法，投資20多萬元，從方型立柱入手，經過六次試澆，終于取得了成功，使砼施工在傳統工藝上有了新的突破，技術上有了新的改進，開創了砼表面鏡面效果的先例。
二、砼構件表面缺陷剖析及對策
2.1砼構件表面缺陷成因分析
根據施工經驗總結，砼構件外觀質量存在的缺陷，其主要成因是受砼的原材料，配合比的選擇，外加劑與脫模劑的配伍，以及選用的模板和施工工藝等因素的制約。因此，只有通過優選砼原材料及外加劑來改善砼性能、通過優選模板來解決表面的平整度、通過改進脫模劑使砼表面具有光潔度等一系列方案，才能實現砼表面的鏡面效果。
2.2砼原材料及外加劑對成品構件的影響及其對策
（1）水泥。實驗表明，如果用高標號水泥配制低標號砼，則會使水泥用量過少，W/C增大，使用過程中砼表面因起砂而失去鏡面效果的意義，如果用低標號水泥配制高標號砼，則會使水泥用量加大，砼收縮變形增大，直接導致砼表面微裂縫的產生，更談不上砼鏡面效果的問題，因此，合理選用與砼環境和砼強度等級相適應的水泥品種及標號十分重要；目前市場上的水泥品種較多，但由于水泥的種類不同，其性能差異較大，由于水泥的生產廠家不同，同一標號同一規格的水泥富余強度也相差很大。我處在鏡面效果研究時，經比較分析，認為*市地產32.5級水泥性能可靠、指標穩定，確認選用。為砼鏡面效果創造了第一基礎條件。
（2）骨料。根據有關資料和施工實踐，我們對砼骨料選用問題作了探討。①粗骨料最大粒徑。從經濟角度出發，粗骨料最大粒徑大，砼混合料坍落度相同時，單位用水量可降低，從而可節省水泥用量，但隨粗骨料最大粒徑增大，強度呈下降趨勢；實驗證明，碎石最大粒徑從20毫米升到40毫米時，立方體強度下降14%～17％，而較接近砼在結構中的實際受力狀態的棱柱體強度提高約46%～51％。粗骨料最大粒徑增大造成砼強度下降的原因在于粗骨料增大，使界面過渡層結構弱化，砼中原始微裂縫特別是界面縫相對也較寬較長。這種弱化同時也會降低砼耐久性，所以國內外許多學者建議，配制高性能砼（HPC）最大粒徑不宜超過20毫米，中等強度最大粒徑不宜超過40毫米。②改善級配集料。骨料級配合理，能滿足混凝土最大密實度的要求；在抗滲混凝土中可以加入一定數量粒徑小于0.15毫米的細粉料，不僅可以使混凝土更加密實，而且可以堵塞混凝土表面的毛細孔，但摻量不宜過多，一般其重量宜占骨料總重量的6%～8%。為此，我們確定：砂選用級配在二區內；碎石選用5—31.5的連續級配的石子，為砼鏡面效果創造了第二基礎條件。
（3）配合比中外加劑的確定。
控制用水量。在水泥用量不變的情況下，W/C增大即用水量增加，砼成型后表面氣泡孔增多，會直接導致砼表面粗糙。因此，在保證砼強度的前提下，盡量減少單位用水量，就必須解決砼和易性、流動性問題，而解決這二個問題的途徑是：選用高效減水劑控制用水量、加大砂率，以增加砼坍落度。
解決砼和易性的.理論基礎是：加大砂率，就必須調整水泥用量；要保證水灰比不變，就應加入減水劑。
解決砼流動性的理論基礎是：加大用水量或加入減水劑，以增加砼坍落度。而加大用水量，要保證水灰比不變，就必須調整水泥用量，但不經濟；加入減水劑，一樣保證水灰比不變。
通過以上分析，必須加入適量減水劑，而目前市場上減水劑的品種很多，我處經多次試驗、比較和分析，確定選用：以萘磺酸亞甲基高級縮合物和特種保塑劑為主體的復合添加劑；①對于要求坍落度較小（40～70mm）的砼施工，配合比中摻JM-VI型減水劑；②對于要求坍落度較大（160～200mm）的砼施工，配合比中摻JM-II型減水劑；從而解決了緩凝、保坍、增強等一系列問題，為砼鏡面效果創造了第三基礎條件。
2.3模板對成品構件的影響及其選用
用普通鋼模成型的砼構件，在拆模后，砼表面的接縫和油污明顯，平整度和光潔度差，也直接影響砼構件的外觀和耐久性。因此，砼表面要達到鏡面效果，模板的選用十分重要。實踐證明不宜選用普通鋼模，宜采用竹膠板或自制鋼結構定型大模板；但鋼模相對笨重，投資大，表面磨光度要求高，而竹膠板質地較輕，表面自然光潔，只要按砼構件的斷面下料拼裝即可，無需復雜性制作，投資相對較低。經比較分析，我們選用了以竹膠板為主，定型模板為輔的施工方案，為砼鏡面效果創造了第四基礎條件。
2.4脫模劑對成品構件的影響及其研制
常用脫模劑，目前市場上的品種很多，它在構件砼形成中，易出現剝皮、脫落、露砂、銹斑等不良現象，直接影響了砼構件的外觀和耐久性，為此，要使砼達到鏡面效果，我們需要這樣一種脫模劑：①具有最基本的脫模功能，②在砼構件成型后，表面必須高密度光潔，其平整度可與鏡面玻璃相比，③砼構件成型后，在砼表面形成鋼化型保護層，其硬度超過砼內在強度。圍繞這一課題，我處經試驗室多次實驗，創造性地研制成以凡士林為主要原料的自制液體臘型脫模劑，集脫模、光潔、護面等一體，為砼表面達到鏡面效果起到了決定性作用。我們稱之為護面脫模劑。
三、砼構件鏡面效果施工工藝
在分析了影響砼構件表面缺陷的原因，我們總結出具有鏡面效果的砼其工藝原理：通過優選砼原材料及外加劑來改善砼性能、通過自制脫模劑使砼表面具有光潔度、通過改進砼施工工藝來克服砼表面缺陷等一系列工作原理來實現這一目標，從而使砼表面達到鏡面效果。
3.1具有鏡面效果的砼施工工藝，其工藝流程詳見附表。
3.2改進模板的施工工藝，是克服砼表面缺陷達到鏡面效果的途徑之一
（1）竹膠板和托架的制作拼裝。是砼表面達到鏡面效果主要因素之一。在竹膠板制作過程中，必須保證邊線平直精致；由于竹膠板與托架的拼裝是通過螺栓直接聯接，因此，板架之間連接的關鍵是：鉆孔過程中孔眼劃線、對位準確，板面無劃傷、無開皮、無破裂等不良現象。
（2）竹膠板制作拼裝后的縫、洞處理。模板初步成型后，客觀存在板縫和洞眼，在大模板中還存在模板接縫錯角、線性差等不良因素。如何最大限度地消除這些不利因素，使砼表面平整、光潔、無明顯缺陷，也是砼表面要達到鏡面效果的重要因素之一。我們所采取的方式是：A、在模板之間夾海棉，注意使海綿凹在模板平面以下1～2mm；B、對板縫、洞眼壓玻璃膠，且突出板面，待硬結后，再用刨口鏟平，如此循環修補數次，直至表面平整；C、必要時可在接縫處貼透明膠帶；D、縫、洞處理后進行第一次全面找補。
（3）竹膠板面的護面脫模劑施工。良好的涂層是砼表面能否達到鏡面效果的決定性因素。上脫模劑要求按油漆工工藝進行操作：用漆刷或柔質的粗毛巾醮脫模劑均勻擦拭二遍，使護面脫模劑涂層達到平整、光潔，無流墜，無紋跡；操作過程中，小件模板在板外操作，大件模板脫腳在板上操作，并按由前往后，由內向外的順序進行。護面脫模劑擦拭后，模板面必須出現臘面狀態，如局部達不到要求的必須返修，直至達到要求。方可保證鏡面效果的實現。
（4）竹膠板安裝。立模條件具備后，即進行模板拼裝。安裝前：要求對角縫夾海綿，防止漏漿；安裝時，應盡量避免碰撞，防止板面被破壞；安裝后：要求支架、模板穩定牢固，防止變形、偏位。
（5）驗收找補。模板正面：要求平整、光潔，無劃傷；角線規則，無縫洞；鋼筋籠穩固，無顫動。模板背面：要求模板牢固，無隱患。驗收后，對存在的問題進行第二次全面找補。
（6）拆模。為避免砼鏡面效果被破壞，拆模過程中，應防止砼面被撞；個別部位要用107膠調制水泥進行處理。
3.3改進砼澆筑的施工工藝，是克服砼表面缺陷達到鏡面效果的途徑之二
（1）砼澆筑主要包括：配料、拌和、運輸、入倉、平倉、振搗、擦模、養護、試塊制作等幾個方面。
（2）配料、拌和：由于料場上層砂料與下層砂料含水率不一樣，沖洗石子與未沖洗石子含水率不一樣，配料時要根據現場情況及時調整砼加水量，嚴格按配料單控制W／C。
（3）運輸、入倉：防運距過長砼離析，防超高砼離析。
（4）平倉均勻、層厚適中。
（5）振搗、擦模：由于欠振會造成砼表面不實，過振則會導致砼漿上泛，表面無漿而麻面；因此，①在振搗過程中，不僅要防止砼欠振和過振，而且要嚴禁振搗器振碰到竹膠板，以免影響砼鏡面效果。②砼澆搗過程中，入倉的砼漿不可避免的要濺到模板上，并且有可能形成初凝，倉內操作人員如不清理，則會使先后不同時間入倉的砼發生離散，砼在脫模后，由于濺點砼凝結不牢而脫落，形成麻面現象，而影響砼鏡面效果。為此，要求操作人員隨著澆筑高度的上升、位置的變化、不斷用粗毛巾抹去濺點，保持模板面清潔。
（6）抹面：應經過多次的反復抹壓和收光。
（7）試塊制作：砼鏡面效果形成后，不適宜破壞性檢查，所以在砼澆筑過程中，應嚴格按規定置試塊。
（8）養護：為避免砼鏡面效果被破壞，拆模后，不宜用“水澆法”養護砼，要用聚乙烯薄膜將砼件包裹，以保持砼中原調和水不蒸發，形成自然真空養護。且在交工前應注意成品保護。
3.4砼鏡面效果施工注意事項
（1）砼構造柱的施工。宜將模板拼裝后采用吊裝法入模，安裝前應在鋼筋籠上口用麻袋或其它柔軟制品將鋼筋籠包裹，同時在立柱的棱角位置綁扎三角木，以防入模過程中，板面被劃傷，從而影響砼成型后的表面鏡面效果。
（2）鋼筋砼保護層的布置。由于鋼筋保護層的需要，施工中需要設置墊塊，正常墊塊采用方型結構，但其拆模以后的表面有明顯的痕跡，為此對現澆表面砼宜采用月牙形預制砼墊塊，對立柱宜采用圓柱體內空墊塊，從而最大限度地消除表面斑跡。
（3）模板和托架有鋼、木二種，但無論是選用哪一種材料制作，均應根據模板所在砼構件的部位和竹膠板的性能對其撓度進行驗算，以防發生漲模。
（4）鞏固措施。為確保達到施工工藝效果。項目部要積極采取以下措施加以鞏固：①加強人員技能培訓；②加強生產過程控制、原材料篩選、配合比優化、模板制作安裝、砼澆筑振搗、養護等。
四、砼構件鏡面效果的效益分析
4.1效果評價
砼鏡面效果的產生，相對于常規砼而言，不僅提高了砼的耐久性，延長了砼構件的使用壽命；而且它具有天然大理石的觀感，美化了環境，相對于貼面磚裝飾的砼來講也節約了投資。為此，無論從經濟效益上，還是社會效益上來講，具有一定的推廣價值。
（1）感觀：砼表面色質均勻，具有天然大理石感觀、砼表面光亮具有鏡面效果。
（2）性能：高密度、抗滲、抗凍能力強。砼強度與常規砼相比提高15％左右；表面硬度可與鋼化玻璃相比，抗碳化程度高。
（3）周期：由于砼表面無任何空隙、砂眼，抗風化能力強，其使用周期相對一般砼要長。
（4）質量：一次性成型，具有線性良好、無錯角、表面平整、無色差等優點，其外觀質量超過交通部JTJ041-89第10.10.7條(P141)和JTJ071-98第6.13.3條(P67)規定的施工驗收和質量評定標準。
（5）經濟分析：一次投資，終身享受，與面磚裝飾的砼工程相比，較經濟。
（6）適用范圍：因其無需裝飾即有天然大理石感觀，廣泛適用于水利、交通、市政、電力、工民建中：鋼筋砼柱、梁、板工程。
4.2應用實例
在*市市區×東路立交橋工程實施中，鋼筋砼柱、梁、板表面均達鏡面效果，其中：方型立柱698m2，蓋梁1600m2，連續梁5780m2，大空板5280m2，節約成本153萬元，砼外觀質量均超過交通部JTJ041-89第10.10.7條(P141)和JTJ071-98第6.13.3條(P67)規定的施工驗收和質量評定標準，得到社會各界的好評。在工程交工驗收會上，該工程獲得94.6分的評定得分，被評為優良等級，并獲得2002年度江蘇省水利系統“優質工程獎”。
五、結語
實踐說明，砼構件施工通過技術創新和工藝改進，其表面能夠達到鏡面效果，其技術方案和改進措施是切實可行的，各項經濟技術指標均能超過施工技術規范的要求，突破了傳統工藝，開創了砼表面鏡面效果的先例，為砼工程運用提供了新的途徑。
參考文獻：
1、《橋梁工程》姚玲森人民交通出版社1984年
2、《公路橋涵施工技術規范》JTJ041-89
2、《公路橋涵施工技術規范》JTJ041-98
3、《結構設計原理》葉見署人民交通出版社1996年4月
4、《公路施工手冊（基本作業）》楊理準、武吉中、余軍人民交通出版社1992年
砼構件表面鏡面效果施工工藝流程
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