管片色差分析

盾构管片内弧面出现不规则色差原因分析

盾构管片是集中了清水混凝土，特殊混凝土具有百年工程质量要求的特殊预制生产构件产品。产品外观需要清水要求，产品尺寸要求以毫米精度计量，产品耐久性为百年工程，在生产此项产品过程中，需要在模板制作精度、刚度，混凝土配置的耐久性、操作性，钢筋成型的精准性、牢固性、强操作性等方面进行细之又细的质量控制工作。这其中的每项主控项目又分为多个控制项目，而任何一项控制项目都是实现主控项目，实现管片的精良品质的基石，在此我们所讨论的主要是在近几年发现，发生在管片内弧面，侧面的观感颜色色差现象，此现象从季节上分主要发生在春季、秋季。从生产时间上分主要集中在两番、三番生产，产量较大时期。具有集中性，多班生产的管片一部分或多或少存在色差。偶然性，主要表现在不能很好的预测发生。色差深度的表层性，此色差一般较浅，大概在1mm范围内，属浅层色差。根据公司要求技术质量部特组织相关人员对此现象进行了专题试验分析，下面简单介绍一下我们对此现象产生的一点原因分析；

图片1为正常成品管片内弧面外观颜色

图片2此为搅拌计量系统减水剂计量出现误差，致使混凝土突然失控所致

图片3此为管片出现的不规则色差

在此我们所分析的内容为图片三所展示的不均匀色差，此种色差在管片出池后，随着管片表面附着水分的蒸发会越来越明显，转移到室外后色差会有所减弱。但进入到隧道后由于光线的作用色差会很明显。初步实体检测斑点处发现，用手触摸变色区没有明显凹凸感，经打磨色差点很浅在1毫米范围内，超出此厚度后管片颜色即趋于一致。再此基础上我们将从，混凝土、脱模剂、蒸养温度、时间等方面着手进行试验分析。

一、混凝土分析；

图1用原始配合比搅拌的混凝土（和易性良好）

图2在原始配合比搅拌后，人为增加减水剂量致使砼离析

图三在原始配合比搅拌后，人为增加用水量致使砼离析

经过三个图片对比分析，在原始配合比保证和易性良好的情况下，成品颜色均匀，符合混凝土蒸养后的颜色。人为增加减水剂致使混凝土离析后，成品颜色明显发暗，有黑色和黄色片状斑点。聚羧酸类减水剂结构呈梳形，主链上带有多个活性基团，并且极性较强，侧链也带有亲水性的活性基团。具有大分子吸附层的球形粒子在相互靠近时,颗粒之间的范德华力是决定体系位能的主要因素.当水泥颗粒表面吸附

层的厚度增加时,有利于水泥颗粒的分散.聚羧酸减水剂分子中含有较多较长的支链,当它们吸附在水泥颗粒表层后,可以在水泥表面上形成较厚的立体包层,从而使水泥达到较好的分散效果。若掺加过量，会使水泥表面上形成较厚的立体包层破坏，从而混凝土没有粘聚性。内部结构受到破坏，从而使其成品颜色不统一。

劈开成品很明显发现，混凝土靠近操作面砂浆层很厚，下层砂石分部不均匀。在人为增加用水量致使混凝土离析后，成品表面黄色痕迹增多，但黑色斑点状不明显。劈开成品发现，混凝土浮浆层厚，内部砂石分部不均匀，石子沉降严重。通过试验分析认为；在保证混凝土和易性良好的情况下，混凝土颜色基本能够保证均匀一致。当混凝土在减水剂突然增多，用水量突然增多，致使混凝土离析后，混凝土

表面会出现明显浮浆层，模板面会出现明显色差，劈开混凝土会发现模板面石子沉积严重，部分斑点色差为石子沉降后的石子影像颜色。

二、生产班次分析（管片静停时间及降温时间）

在二车间生产一番时，前期混凝土静停时间一般在1.5-2小时，蒸养完成后静停时间在6小时以上出池，管片如下：

分析此种生产模式下的管片静停时间满足，在混凝土凝结时间要求后进行蒸养，蒸养后有足够的时间进行管片的自然降温，出模后发现内弧面颜色基本一致，较少见色斑现象产生，

二车间每天生产二翻前期静停时间在1.5小时以内，在完成蒸养过程后立即出池，管片如下：

分析此种生产模式下的管片静停时间不能完全满足，蒸养后立即出模，没有有足够的时间进行管片的自然降温，出模后发现内弧面颜色有色斑现象产生，

通过对管片车间生产的观察（在配合比不变包括所有原材料基本没有变化时），色斑产生一般在车间进行翻番，且越靠近后期生产的色斑越严重。

三、养护温度及时间对混凝土色差的影响因素

经过一段时间的观察发现如下的情况：

1、在基本相同的原材料及养护条件下，静停时间的长短对混凝凝土的颜色影响；

图一

图一：为静停时间较长的颜色

图二

图二：为静停时间较短的颜色

2、在基本相同的原材料及相同的静停时间下，养护温度较高及养护时间较长的混凝土

颜色；

图三

图四

图三、图四：养护温度较低时间较短的颜色

图五

图六

图五、图六：养护温度较高时间较长的颜色

分析：通过现场试验及观察发现；静停时间较长的管片表面花斑有一定的减少但不能够完全杜绝。由于管片蒸养要求及施工限制不能直接在管片上进行试验，所以我们用同等强度的短轨枕进行了蒸养时间的对比试验（再此所说的蒸养时间为在一个测温环节完成后不进行立即出池，不揭开养护罩的情况下自然降温6小时以上），发现，蒸养时间较短的明显有色斑产生，而时间较长的颜色较好几乎没有色斑产生。

四、脱模剂的影响

根据现有的脱模剂(花王、泰克力)我们进行了同配比、同养护条件、同等施工操作、同等调和配方、同一施工班组（二车间2翻）的对比试验，试验结果如下；

图一

图二

（图一为泰克力脱模剂、图二为花王脱模剂）

通过图片及现场观察我们发现，涂刷泰克力脱模剂的管片表面较干净但在出模时有不同程度花斑现象。涂刷花王脱模剂的管片部分没有花斑现象，部分有花斑现象但花斑很少一般隐藏在表面黄色下面，但在管片内弧面全部都有不同程度的黄色印记，用手涂抹印记有黄色粉状物体脱落，但在管片表面有渗入的黄色痕迹不能擦掉。

五、分析结论

通过试验我们认为，管片内弧面形成的不规则色差主要产生的原因有；1、混凝土离析致使混凝土内部的材料不能均匀分部，致使产品形成可见的不规则色差。一般表现为浮浆层超厚，石子明显沉降到模板面部位，并且伴有成品的边角部位有不规则的水纹。

2、蒸汽养护后降温时间短形成的色差，一般表现为范围较大，占班次生产产品的90%以上都会形成不同范围的色差。

3、脱模剂的原因，从目前情况看用泰克力脱模剂产生的管片内弧面色差一般为不规则斑点状色差。用花王脱模剂产生的色差一般为有明显黄