陳曉虎

（中交四航局第二工程有限公司 廣州510230）

0 引言［1］

混凝土施工縫處理方式主要采用電錘及風炮等進行鑿毛，此種傳統(tǒng)的方式存在著施工難度大、人工設備耗費大、鑿毛深淺不均等問題，另由于頂層混凝土振搗控制不佳，浮漿過厚，鑿毛需達到一定深度才可露出骨料，難以達到較為理想的效果。本文基于香港某廢物管理設施工程沉箱預制施工，對沉箱分層施工縫處理進行研究，通過高壓水槍沖毛方式，解決了傳統(tǒng)鑿毛施工存在的普遍問題。

1 工程概況

香港某廢物管理設施項目碼頭及海堤采用重力式沉箱結構，沉箱高度10～13 m。按傳統(tǒng)分層澆注工藝進行預制，分層方式為底層2 m，標準層4 m，頂層根據(jù)不同高度分為2 m、3 m、4 m，因此沉箱存在著2～3道水平分層施工縫。由于沉箱需于海上進行浮運，施工縫處理需達到較好的效果，避免出現(xiàn)滲水，保證浮運過程中的安全。

2 沖毛原理［2］

在混凝土澆注完成后，通過在混凝土表面噴灑緩凝劑，讓表面混凝土凝結時間延長，與內部混凝土凝結時間形成時間差。在內部混凝土凝結而表面混凝土尚未凝結時，利用高壓水槍將表面混凝土的漿沖走，留下部分嵌固在混凝土內的粗骨料，在混凝土表面形成粗糙面，以便在下次混凝土澆注時進行良好結合。

3 關鍵技術分析

3.1 混凝土配制［3］

混凝土凝結時間對沖毛施工有著一定的影響。在配制混凝土時，根據(jù)氣溫情況，通過調節(jié)外加劑的成分，控制混凝土的凝結時間。

項目所配制D50/20 混凝土，設計強度50 MPa，設計坍落度為175±45 mm，粗骨料采用5～10 mm 及10～20 mm 兩種級配，外加使用蘇博特PCA-I 型高性能減水劑。根據(jù)季節(jié)氣溫的不同，選擇合適的凝結時間，確保在澆注完成后有恰當?shù)臅r間進行沖毛的各道工序。

為掌握不同氣溫條件下混凝土的凝結時間，根據(jù)項目所在地的常年氣溫情況，對混凝土在20 ℃、30 ℃、40 ℃氣溫下的凝結時間進行了測試，測試報告如圖1所示，測試結果統(tǒng)計如表1所示。

測試結果表明，混凝土的凝結時間隨著氣溫的升高而縮短。

在不同摻量條件下混凝土的凝結時間測試結果如表2所示。

圖1 凝結時間Fig.1 Setting Time

根據(jù)測試結果，隨著外加劑摻量的提高，混凝土初凝時間有所增長，但是這種增長并不明顯。考慮到混凝土的工作性能的穩(wěn)定性，外加劑摻量隨著氣溫的升高，可稍作調整，調整范圍為1.2%～1.8%。

表1 凝結時間測試結果一Tab.1 Testing Result 1 of Setting Time

表2 凝結時間測試結果二Tab.2 Testing Result 2 of Setting Time

緩凝組分在外加劑中的摻量，對于混凝土凝結時間影響很大，對聚羧酸高效減水劑，緩凝組分要求更加嚴格。故在氣溫變化之際，應及時通知外加劑廠家適當?shù)恼{整外加劑的緩凝組分的含量，使混凝土的凝結時間接近統(tǒng)一，便于現(xiàn)場的時間掌控。

3.2 表面緩凝劑用量［4-5］

項目混凝土表面沖毛所采用的緩凝劑為蘇博特SBT-AW（I）表面緩凝劑。SBT-AW（I）表面緩凝劑以有機化合物為主要成分，配合以保水、緩凝等功效，附著于混凝土表面后，通過活性組分的滲透及對水泥水化的抑制作用，獲得露出骨料紋理的混凝土表面。

SBT-AW（I）表面緩凝劑采用噴灑型，根據(jù)廠家的推薦用量，項目部進行了相關的試驗，分別在4個位置進行測試，采用噴灑用量分別為0.15 kg/m2、0.20 kg/m2、0.30 kg/m2、0.35 kg/m2的刻蝕深度分別為2.5 mm、3.5 mm、3.8 mm、3.9 mm。

where n is a factor, which when equal to unity gives the minimum dislocation density, and D is the crystallite size.

超過0.20 kg/m2后，增加深度效果不明顯。根據(jù)測試結果要求，本項目最終確定選用0.20 kg/m2的表面緩凝劑的噴灑量作為施工指導用量。

3.3 現(xiàn)場操作控制

3.3.1 混凝土澆注

為避免頂層混凝土振搗時，粗骨料下沉導致表面浮漿過厚而影響沖毛效果，在頂層混凝土澆注時可采用小功率振搗棒并嚴格控制振搗時間，既要保證混凝土密實，又要盡可能減少骨料的下沉。為避免噴灑緩凝劑不均以及沖毛時沖水不均，澆注完成的混凝土表面應相對平整，避免出現(xiàn)過大高差。

3.3.2 緩凝劑噴灑［6］

緩凝劑噴灑采用手動噴霧器進行。在噴灑時，噴頭應與混凝土表面垂直，若噴頭與混凝土表面不垂直，會引起噴灑的不均勻。緩凝劑灑得較多的位置，緩凝效果影響的深度較大，而灑得較少的位置，緩凝效果影響的深度較小，最終表現(xiàn)為沖毛面所露出的粗骨料高低不一。因此，在噴灑時，應盡可能保證均勻。

3.3.3 沖毛［7-8］

沖毛試驗采取以下參數(shù)作為基礎參數(shù)進行試驗：高壓噴頭距離混凝土面高度為50～100 cm，噴頭角度為30°、45°、60°，噴射壓力為3 MPa、4 MPa、5 MPa。

沖毛時間根據(jù)混凝土的配比、緩凝劑組分并結合現(xiàn)場氣溫進行判斷。在溫度較低時，混凝土凝結時間較長，供現(xiàn)場判斷的時間也較充分，沖毛的時機易于掌握，易達到較好效果；在溫度較高時，混凝土凝結時間縮短，表面水分蒸發(fā)較快，沖毛時機不易掌握，效果較差?，F(xiàn)場操作時，應在表面微干后及時進行沖毛，沖毛工效應滿足所有新澆混凝土面都能及時完成。

沖毛采用高壓水槍，水壓一般控制在3～4 MPa。沖毛過程中，水槍應與混凝土面保持一定角度。若角度過小，易在沖毛過程中將骨料周圍的漿沖得過深，導致骨料嵌入混凝土的深度不足；若角度過大，易在沖毛過程中將骨料沿水平方向沖出，造成露出混凝土表面的骨料不足。

根據(jù)沖毛的效果對比分析得出結論：高壓噴頭距離混凝土面高度為60 cm、噴頭角度為45°、噴射壓力為4 MPa時效果最好。

3.4 施工應用及效果［9-10］

混凝土層間結合的效果具體表現(xiàn)在兩層間的粘結力的大小，為了檢驗沖毛的效果，項目部在預制場內制作了5 片模擬沉箱層段，層與層之間分別用傳統(tǒng)的鑿毛與沖毛進行粘結力試驗，試驗結果如表3所示。

表3 粘結力試驗結果Tab.3 Testing Result of Adhesion Stress

試驗結果表明，采用水洗沖毛技術后的效果與傳統(tǒng)的鑿毛基本上一致，相對于傳統(tǒng)的鑿毛工藝，水洗沖毛可以節(jié)約大量的人力和物力，更加省時，更加環(huán)保。根據(jù)以上試驗效果，將沖毛技術在項目沉箱預制生產過程中進行應用，實際效果如圖2 所示。在夏季施工時，混凝土的凝結時間設定為7～8 h，冬季施工時，混凝土凝結時間設定為5～6 h。按0.20 kg/m2的緩凝劑用量，在混凝土澆注完成后立即均勻噴灑緩凝劑，在等待約2～3 h（冬季時3～4 h），其他未噴灑緩凝劑的混凝土開始出現(xiàn)凝結時，采用3～4 MPa 的水壓，以45°左右的角度對混凝土表面進行沖毛，至粗骨料露出1/3～1/2 即可。若由于等待時間控制不當或混凝土凝結時間差異，造成沖毛效果不佳，可進行人工補鑿毛，以達到施工要求。

圖2 施工縫實際效果Fig.2 Actual Result of Construction Joint

4 結論

根據(jù)本項目現(xiàn)場試驗及實際操作結果分析總結，采用沖毛工藝處理施工縫時需重點注意如下方面：

⑴混凝土凝結時間需足夠完成沖毛操作的各個工序，此時間需根據(jù)氣溫調整外加劑的摻量，以控制在2～3 h為宜；

⑵緩凝劑的用量為0.20 kg/m2時，刻蝕深度滿足要求，沖毛可達到較好效果；

⑶在噴灑緩凝劑時，噴嘴應垂直于混凝土表面，且距離混凝土表面距離適中，確保噴灑均勻；

⑷沖毛時水槍與混凝土表面成45°角時，沖毛效果較好。