混凝土路面具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐久性好、壽命長、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低、無污染等優(yōu)點(diǎn),城市道路和公路均廣泛采用。由于北方地理位置特性,冬季氣溫較低,冬季施工混凝土路面往往會(huì)遭受冰凍侵害,影響工程質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)必須進(jìn)行大面積返工,既造成了浪費(fèi),又影響了工期。
一、混凝土凍害的影響因素
。1)混凝土設(shè)計(jì)抗凍標(biāo)號(hào)偏低:決定混凝土抗凍能力的重要指標(biāo)就是混凝土的抗凍標(biāo)號(hào)。目前,很多地方往往不考慮凍融破壞問題,經(jīng)常是未確定混凝土抗凍性指標(biāo)就進(jìn)行施工。
(2)材料品質(zhì)對混凝土凍融破壞的影響:組成混凝土的材料品質(zhì)與抗凍性決定著混凝土抵抗凍融破壞的能力,另外抗凍性要求較高的混凝土可采用加氣劑提高抗凍標(biāo)號(hào)。
。3)混凝土在施工和養(yǎng)生階段的主要影響因素:如配合比不嚴(yán)密、水灰比過大、人工拌和不均、振搗不密實(shí)、不注意濕潤養(yǎng)生等等。尤其在養(yǎng)生初期混凝土受凍,將會(huì)降低混凝土抵抗凍融破壞的能力。
二、混凝土防凍措施
要提高混凝土的抗凍能力,應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)施工和養(yǎng)生階段的質(zhì)量控制。針對以上論述和分析,我們在道路混凝土路面作業(yè)中,從混凝土的原材料選擇、配合比、澆筑和養(yǎng)生4個(gè)環(huán)節(jié)著重考慮:
1、混凝土原材料的選擇
。1)選用抗凍性高的水泥:我國各種水泥抗凍性高低次序如下:硅酸鹽水泥>普通硅酸鹽水泥>礦渣硅酸鹽水泥>火山灰或粉煤灰硅酸鹽水泥。在冬季混凝土施工中,應(yīng)首選硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。
(2)摻入提高抗凍性效果顯著的外加劑,如加氣劑、減水劑、早強(qiáng)劑、速凝劑、防水劑、發(fā)泡劑等。各種外加劑摻加量比例大致如下(以占水泥重量百分比計(jì)):加氣劑:1/1000-1.5/10000;減水劑:0.2%-0.5%;防凍劑:4%-5%;早強(qiáng)劑:氯化鈣1.5%-3%;氯化鈉:1%一2% ;三乙醇:0.05%+食鹽1%+亞硝酸鈉1%;硅酸鈉:2%+食鹽1%。
2、混凝土的配合比
配合比、水灰比,最優(yōu)砂率及含氣量對混凝土的抗凍性都有影響,其中影響最大的就是水灰比。因?yàn)樗磻?yīng)所需水分只占水泥重量的25%-30%,但為了滿足施工和易性的要求,常常將水量加大到50%-70%,甚至更大。用水量大大超過水泥水化反應(yīng)所需要的實(shí)際水量,而且多加的水是以游離態(tài)存在于混凝土中,游離水越多,孔隙就越多,密實(shí)度就越小,因而就會(huì)降低混凝土的抗凍能力。一旦氣溫降低到0℃ 以下出現(xiàn)結(jié)冰時(shí),混凝土抹面工作會(huì)難以進(jìn)行。所以冬季進(jìn)行混凝土施工時(shí),一定要掌握好砂率,控制好水灰比,一般不宜超過0.55。
3、混凝土的澆筑
混凝土攪拌應(yīng)該均勻透徹,這樣有利于增進(jìn)混凝土強(qiáng)度和提高抗凍性。因此宜盡量采用機(jī)械攪拌,如若用人工攪拌,一定要攪拌到混凝土混合物的顏色均勻一致。在澆搗時(shí)避免過振與漏振,不允許產(chǎn)生分層離析泌水現(xiàn)象,如果出現(xiàn)泌水,應(yīng)設(shè)法排除,以免破壞混凝土的整體結(jié)構(gòu),影響混凝土的強(qiáng)度、抗凍等性能。
4、原材料加熱
在混凝土拌和前將水或粒料加熱。我們通常的做法是僅將水加熱,水加熱設(shè)備簡單、費(fèi)用低,同時(shí)水的熱容量比粒料要大得多,一般1 kg水升高1℃所吸收的熱量要比l kg粒料升高l℃所吸收的熱量多4倍。拌制混凝土?xí)r,一般把水加熱至65-85℃ ,或者把水和石砂料一齊加熱到60-70℃。同時(shí),在拌和時(shí)要保證混凝土的溫度不超過40℃ ,攤鋪后的溫度不低于10-20℃。因此,混凝土的運(yùn)輸距離不宜太遠(yuǎn),并事先將前臺(tái)各種機(jī)具準(zhǔn)備好,以防止在運(yùn)輸過程中降溫過快;炷寥肽:笞ゾo時(shí)間振搗、整平、抹面。
5、混凝土的養(yǎng)生
冬季的氣溫嚴(yán)寒對新澆筑的混凝土表面的凍害作用明顯,水泥的水化反應(yīng)遲緩,致使?jié)矒v作業(yè)過后很長時(shí)間(一般5h之后)才能進(jìn)行最后一道抹面工作。一般在下午澆筑的混凝土要到晚上零點(diǎn)之后才能完成抹面工作。12月份,陜西省關(guān)中的氣溫白天一般在5℃之上,晚上多在-5℃之下,甚至達(dá)-10℃之下。如此低的溫度,晚上混凝土表面往往結(jié)冰。混凝土表面由于冰的膨脹作用而疏松,凝固后不密實(shí),達(dá)不到混凝土所要求的致密性,將來易產(chǎn)生皺裂、起皮、起砂等情況。對此,必須認(rèn)真做好混凝土的保溫和養(yǎng)生工作,避免混凝土表面結(jié)冰。我們采取的做法如下:
(1)改變常規(guī)做法,晚間澆筑混凝土,澆筑振搗完成后抓緊時(shí)間進(jìn)行初抹面兩遍,然后壓砂整平后蓋上保溫層,待白天氣溫升高到0℃之上時(shí)再進(jìn)行最后一道抹面和壓紋。
(2)混凝土,鋪筑后,采用蓄熱法保溫養(yǎng)生,由于水泥的水化作用釋放出的熱量使混凝土集料溫度上升,塑料布和草苫子覆蓋路面使水熱量積蓄起來,以減少路面熱量的散失,使之在適宜的溫度下硬化達(dá)到一定的強(qiáng)度。一般在次日早上8點(diǎn)之后就可進(jìn)行最后一遍抹面壓紋工作,之后再凝固一天,在晚上降溫之前,再次蓋好保溫層。為防雨雪天氣把草苫濕透而失去保濕作用,宜把苫子蓋在底層,塑料布蓋在上層。特別值得注意的是,因鋼模板散熱快,致使混凝土兩側(cè)結(jié)冰,因此,混凝土板層四邊一定要加厚蓋好,減少空氣對流。
(3)采用真空吸水工藝:可吸出多余的游離態(tài)水份,降低混凝土的水灰比,提高混凝土的強(qiáng)度,增強(qiáng)抗凍性,并能縮短混凝土的抹面工作時(shí)間,從而大大提高新澆筑混凝土的抗凍能力。
(4)使用抗凍劑:抗凍劑的使用比例為4%-5% 。
(5)嚴(yán)密注意天氣變化情況,遇到陰雪天氣或冷空氣入侵,應(yīng)暫;炷潦┕ぷ鳂I(yè),待氣溫回升后再作業(yè)。
綜上所述,冬季混凝土澆筑程序如下:
混凝土拌和(防凍劑加入)——攤鋪、提漿、整平—— 真空、吸水、磨光——初抹面兩遍——保溫——抹面——壓紋——保溫養(yǎng)生——切縫——保溫。
總之,在冬季混凝土路面的工程施工中,只要靈活采取各種措施,就可以起到有效的防凍效果,使工程在保證質(zhì)量的前提下順利竣工。