徐建新

（中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610213）

1 工程概況

中國(guó)水利水電第七工程局有限公司福州管片廠（以下簡(jiǎn)稱“福州管片廠”）位于長(zhǎng)樂(lè)區(qū)松下鎮(zhèn)，占地面積8.1hm2，緊鄰省道201，交通便利?？傮w規(guī)劃2 條生產(chǎn)線，目前投產(chǎn)1 條生產(chǎn)線，月設(shè)計(jì)產(chǎn)能1000 環(huán)/月，現(xiàn)場(chǎng)可堆存管片3600 環(huán)。生產(chǎn)線設(shè)計(jì)可生產(chǎn)6.0 ～8.5m 不同直徑盾構(gòu)管片。生產(chǎn)管片供應(yīng)福州市軌道交通6 號(hào)線工程土建施工總承包第3 標(biāo)段，盾構(gòu)區(qū)間為蓮花站—濱海新城站—壺井站—萬(wàn)壽站，工程需用管片約5300 環(huán)，均為內(nèi)徑5500mm、外徑6200mm、幅寬1200mm 的通用環(huán)管片。管片混凝土強(qiáng)度為C55，抗?jié)B等級(jí)為≧P10。

2 管片色差產(chǎn)生的原因

中國(guó)水利水電第七工程局有限公司管片廠于2017年10 月10 日投產(chǎn)，11 月3 日通過(guò)福州地鐵公司的條件驗(yàn)收，正式生產(chǎn)。前期混凝土管片的生產(chǎn)階段，發(fā)現(xiàn)管片的外觀色差波動(dòng)較大，有青深色、黑灰色，導(dǎo)致隧道拼裝后視覺(jué)感觀較差。雖然管片的外觀色差不影響管片的內(nèi)在質(zhì)量和使用功能，但是為了盾構(gòu)隧道的美觀，一般管片制作應(yīng)盡可能地統(tǒng)一外觀顏色，減小色差。

經(jīng)過(guò)調(diào)查分析，當(dāng)時(shí)為了解決管片側(cè)面氣泡等外觀質(zhì)量問(wèn)題，通過(guò)調(diào)整配合比砂率及碎石比例進(jìn)行試驗(yàn)性生產(chǎn)調(diào)整，在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)管片外觀顏色偏差較大的情況。發(fā)現(xiàn)脫模劑、膠凝材料、蒸養(yǎng)、模具銹蝕和養(yǎng)護(hù)對(duì)管片外觀顏色有一定的影響。

（1）脫模劑。前期試驗(yàn)階段，選用了4 家不同脫模劑，分別為上海花王、擎天、天府和成都嘉新脫模劑，其中擎天和天府脫模劑為油性，上?；ㄍ鹾统啥技涡聻樗?。經(jīng)過(guò)與水配制不同比例試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)油性脫模劑較水性脫模劑對(duì)管片色澤的影響較大，后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中采用水性脫模劑。經(jīng)生產(chǎn)過(guò)程發(fā)現(xiàn)，環(huán)境溫度、脫模劑的稀釋比例、水溫對(duì)管片顏色有一定的影響。同時(shí)脫模劑噴涂不均勻，造成管片成型出模后呈現(xiàn)花斑顏色，管片外觀色澤不一致，經(jīng)水養(yǎng)護(hù)后，管片外觀呈現(xiàn)陰陽(yáng)顏色，部分白、部分青。

（2）膠凝材料。福州地鐵6 號(hào)線管片采用混凝土強(qiáng)度C55，使用福州臺(tái)泥水泥有限公司P Ⅱ52.5 硅酸鹽水泥，水泥比表面積的波動(dòng)范圍在330 ～370m2/kg。臺(tái)泥水泥使用3 個(gè)水泥熟料廠，使用不同水泥熟料生產(chǎn)出的水泥色澤品質(zhì)有差別，并且臺(tái)泥水泥供應(yīng)的水泥批次變化大，對(duì)管片外觀顏色有一定的差異。除此之外，配合比中水泥和粉煤灰的調(diào)整也會(huì)對(duì)管片外觀顏色有一定的影響，粉煤灰的顏色對(duì)管片外觀色差影響較大。

（3）蒸養(yǎng)。通過(guò)觀察，在保持原材料基本保持不變且配合比固定時(shí)，混凝土蒸養(yǎng)與不蒸養(yǎng)會(huì)造成管片色差的出現(xiàn)與否。蒸養(yǎng)的溫度控制會(huì)使鋼模具發(fā)生氧化反應(yīng)，致使其殘留物依附于管片表面而形成色差。

（4）水養(yǎng)。管片在水養(yǎng)護(hù)時(shí)，水中堿元素與混凝土中化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)會(huì)造成顏色不一致，水養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)短不一會(huì)影響外觀色差，噴淋養(yǎng)護(hù)不均勻會(huì)產(chǎn)生水痕，日曬、雨淋也會(huì)導(dǎo)致色差變化的出現(xiàn)。另外，養(yǎng)護(hù)水的pH 值不統(tǒng)一也會(huì)造成外觀色差。養(yǎng)護(hù)水的pH 值控制方式采用直接在水中添加散裝的生石灰或整袋裝的生石灰來(lái)進(jìn)行。前者養(yǎng)護(hù)水的pH 值控制方式，使添加的散裝生石灰大部分無(wú)法充分溶解，沉入池底，隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的推移，池底的生石灰慢慢溶解，造成養(yǎng)護(hù)水的PH 值增高，并且水池的下部水的pH 值比上部水的pH 值高；后者養(yǎng)護(hù)水的pH 值控制方式，是將整袋生石灰打開(kāi)袋口，放入池底，同樣隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的推移，袋裝生石灰慢慢溶解，造成養(yǎng)護(hù)水的pH 值增高，并且水養(yǎng)過(guò)程中袋裝生石灰無(wú)法打撈出。這兩種養(yǎng)護(hù)水的pH 值控制方式均不當(dāng)，造成養(yǎng)護(hù)水的pH 值高低不統(tǒng)一，進(jìn)而造成外觀色差。

（5）模具本身。由于管片模具的制造工藝及在選材方面的差異，在模具的表面難免帶有一定的銹蝕，而此種銹蝕現(xiàn)象必將使管片的混凝土表面留下被污染的痕跡，這種痕跡直接影響到管片的外觀。

3 控制措施

3.1 采用水性脫模劑

采用水性脫模劑，并且選用成都嘉新脫模劑，分季節(jié)確定脫模劑的配比，消除脫模劑對(duì)管片外觀顏色的影響。生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，環(huán)境溫度在20℃以上，隨著環(huán)境溫度的升高，采用常溫水稀釋脫模劑，稀釋比例逐漸降低，在脫模劑與水的比例1 ∶1 時(shí)，管片的外觀色差穩(wěn)定，外觀均勻；環(huán)境溫度在20℃以下，隨著環(huán)境溫度的降低，必須采用50℃的溫水稀釋脫模劑，稀釋比例逐漸升高，在脫模劑與水的比例2 ∶1 時(shí)，管片的外觀色差穩(wěn)定，外觀均勻。脫模劑稀釋情況對(duì)管片外觀色差影響如表1 所示。

3.2 規(guī)范脫模劑調(diào)配與噴涂步驟

（1）先將調(diào)兌脫模液的容器箱、噴霧器以及模具等設(shè)施的皂垢或油污徹底清洗干凈，確保調(diào)兌好的脫模液在使用中不受污染。（2）用潔凈的自來(lái)水進(jìn)行調(diào)配，初次使用時(shí)，按1 ∶1.5 調(diào)兌（即1kg 脫模劑加1.5L 水），新型號(hào)從試用開(kāi)始達(dá)到理想效果需要一個(gè)過(guò)程，至少在同一個(gè)模具上脫模5 次才能增加兌水比例到1 ∶2 ～1 ∶3（即1kg 脫模劑加2 ～3L 水）。（3）高溫季節(jié)可直接按所需比例的自來(lái)水加入所需比例的脫模劑，并進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，完全溶解后即可使用。冬季或氣溫較低的天氣，應(yīng)用50℃左右的熱水調(diào)兌脫模劑，再加入所需比例的脫模劑，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠹纯墒褂谩＃?）把按比例準(zhǔn)備好的脫模劑加入水中后，要充分?jǐn)嚢?，如人工用木棍攪拌時(shí)，需攪拌20min 以上，使脫模劑在水中完全溶解。最好在使用時(shí)，提前一天調(diào)配脫模液，這樣脫模劑在水中有一個(gè)自然溶解過(guò)程，次日使用前稍加攪拌，可達(dá)到最佳溶解效果。有條件的車間可在調(diào)兌箱上加上一個(gè)低速攪拌器，生產(chǎn)時(shí)讓其不停攪拌，這樣可以讓脫模液的有效成分充分得以發(fā)揮，既省力省時(shí)又能確保脫模效果，還可適當(dāng)提高對(duì)水比例。（5）噴霧器選用方面，農(nóng)用噴霧器、杠桿手壓式壓力噴霧器、小型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)式農(nóng)用噴霧器均可選用。噴涂前模具必須打磨除銹并清洗干凈、晾干。對(duì)模具表面進(jìn)行霧狀、均勻噴涂，每處必須噴涂到位、得到滋潤(rùn)。端模凹凸部位模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，請(qǐng)注意仔細(xì)噴涂，確保充分滋潤(rùn)，如感覺(jué)凹凸部位不好噴涂，可用干凈的拖布浸潤(rùn)脫模液，進(jìn)行充分涂擦，以防止出現(xiàn)黏?，F(xiàn)象。

表1 脫模劑稀釋情況對(duì)管片外觀色差影響

3.3 嚴(yán)格控制水泥、粉煤灰的來(lái)源

加強(qiáng)與水泥生產(chǎn)廠的聯(lián)系及反饋，確保水泥熟料的穩(wěn)定性。加強(qiáng)水泥顏色的檢測(cè)，要求對(duì)每批水泥的顏色進(jìn)行目測(cè)對(duì)比和混凝土本色的試驗(yàn)，如顏色發(fā)生較大的變化，應(yīng)禁止入罐使用。確定配合比中膠凝材料的摻量，減少管片外觀顏色的影響。粉煤灰盡量選擇貨源充足的廠家，特別在冬季電廠檢修期間，保證粉煤灰供應(yīng)，采用同一品牌的粉煤灰，有利于管片外觀色差穩(wěn)定。

3.4 控制攪拌時(shí)間

進(jìn)一步加強(qiáng)拌和站的攪拌質(zhì)量控制，嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間，保障混凝土充分?jǐn)嚢韬筮M(jìn)行澆筑，經(jīng)大量試驗(yàn)確定，混凝土攪拌時(shí)間確定為120s。

3.5 優(yōu)化養(yǎng)護(hù)措施

加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)控制，優(yōu)化養(yǎng)護(hù)工藝。管片在混凝土施工前必須對(duì)當(dāng)時(shí)的氣候環(huán)境、季節(jié)溫度分布進(jìn)行充分調(diào)查，以做好升溫和降溫的準(zhǔn)備，同時(shí)做好溫度的觀察記錄，以便及時(shí)進(jìn)行施工措施的調(diào)整，其目的是控制好混凝土的溫度以達(dá)到Ca（OH）2的均勻析出量，并通過(guò)控制粗細(xì)集料的粒徑和雜物含量，杜絕不必要的雜色。嚴(yán)格按照預(yù)制混凝土管片生產(chǎn)規(guī)范要求，混凝土澆筑成型至開(kāi)模前，應(yīng)覆蓋保濕，可采取蒸汽養(yǎng)護(hù)或自然養(yǎng)護(hù)方式，當(dāng)采用蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)升溫速度不超過(guò)15℃/h，降溫速度不超過(guò)20℃/h，恒溫最高不超過(guò)60℃。同時(shí)管片蒸養(yǎng)系統(tǒng)安裝溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)整蒸養(yǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和火力大小，以至于控制調(diào)整好蒸養(yǎng)窯內(nèi)靜停區(qū)、升溫區(qū)、恒溫區(qū)、降溫區(qū)的溫度，保證成型管片的內(nèi)在質(zhì)量和外觀顏色一致。

3.6 規(guī)律生產(chǎn)

嚴(yán)格按照生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)節(jié)拍進(jìn)行規(guī)律生產(chǎn)，滿足管片靜停區(qū)、升溫區(qū)、恒溫區(qū)、降溫區(qū)的蒸養(yǎng)時(shí)間，保證管片生產(chǎn)條件的統(tǒng)一性。

3.7 控制水養(yǎng)時(shí)間、pH 值

管片水養(yǎng)期間，統(tǒng)一管片水養(yǎng)時(shí)間為7d，同時(shí)單獨(dú)安排一個(gè)水池為調(diào)節(jié)水池，所有養(yǎng)護(hù)水均在調(diào)節(jié)水池中進(jìn)行水的pH 值的調(diào)整控制，將養(yǎng)護(hù)水的pH 值控制在8 ～9，然后再使用循環(huán)水泵從調(diào)節(jié)水池抽入待養(yǎng)護(hù)的管片池中。管片灌水后，由于管片外表面的微碳化，會(huì)造成養(yǎng)護(hù)水的pH 值有所升高，一般控制最終的養(yǎng)護(hù)水的pH 值為10 時(shí)最為合適，對(duì)管片外觀色差最穩(wěn)定。優(yōu)化調(diào)節(jié)水池中的養(yǎng)護(hù)水的pH 值的控制方式，制作4 個(gè)1m×1m×1m 的吊籃，在吊籃中放入合適的袋裝生石灰，并且在袋子周邊插若干個(gè)孔，方便袋裝生石灰遇水慢慢溶解，當(dāng)調(diào)節(jié)水池的水達(dá)到pH 值為8 ～9 時(shí)，則把吊籃從水中吊出，使養(yǎng)護(hù)水的pH 值不會(huì)繼續(xù)增高，得以控制。

3.8 加強(qiáng)對(duì)模具的清理

保持模具光潔，加強(qiáng)對(duì)模具銹蝕點(diǎn)的處理。大量試驗(yàn)證明，使用與混凝土基色一致且無(wú)害的隔離劑，有助于保持混凝土表面顏色的一致性。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)混凝土管片色差產(chǎn)生的原因分析、控制措施分析等，制定并實(shí)施詳細(xì)的施工作業(yè)指導(dǎo)方案，嚴(yán)格按技術(shù)交底進(jìn)行管片生產(chǎn)。通過(guò)實(shí)施對(duì)管片外觀質(zhì)量的控制措施，加強(qiáng)了對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制，管片的外觀質(zhì)量得到極大提高，有效地解決了管片色差波動(dòng)較大的問(wèn)題，生產(chǎn)的管片外觀顏色基本一致，管片做到內(nèi)外兼美。