摘要:在現(xiàn)代橋梁工程建設(shè)中,混凝土是應(yīng)用最廣泛的一種建筑材料,混凝土的施工質(zhì)量將直接影響到工程的建設(shè)質(zhì)量。在施工中,影響混凝土施工質(zhì)量的因素較多,其中溫度的影響是非常重要的;谑┕みM度考慮,經(jīng)常會有冬季施工的情況,這樣就對混凝土施工技術(shù)提出了更高的要求,因此,如何是做好混凝土冬季施工管理,是橋梁工程建設(shè)中的重點內(nèi)容。
關(guān)鍵詞:橋梁;混凝土;冬季施工;病害;施工技術(shù)
混凝土冬季施工是指連續(xù)5天室外日平均氣溫均<5℃的情況下進行的施工。在冬季施工中,由于溫度較低,水化反應(yīng)變慢,混凝土強度降低,所以混凝土質(zhì)量就較難控制,因此,為了保證混凝土施工質(zhì)量,探討混凝土冬季施工質(zhì)量問題以及施工措施有著重大現(xiàn)實意義。
一、冬季施工對混凝土強度的影響及病害
在冬季施工中,如果施工措施不當極易出現(xiàn)質(zhì)量問題,給工程主體帶來安全隱患。為保證水化反應(yīng)的正常進行,盡量要在氣溫>5℃的條件下進行混凝土路面施工;炷翉姸戎饕蕾囉谒磻(yīng),在低溫條件下,水結(jié)為冰就會終止水化反應(yīng),與此同時,水變?yōu)楸髸黾踊炷馏w積,從而破壞混凝土結(jié)構(gòu)。
第一,在水變?yōu)楸,其體積會增加9%,混凝土中的游離水分越多,凍脹應(yīng)力就越大,即使在解凍后,混凝土體積也會保持凍脹后的體積,而不會回縮;炷猎诘蜏叵率軆,會顯著提高混凝土的孔隙度,當孔隙度的增加率達到了15%,其強度就會相應(yīng)地下降10%。在凍脹應(yīng)力足夠大,產(chǎn)生了裂縫時,就會破壞混凝土結(jié)構(gòu),其強度將不再增加。
第二,混凝土受凍以后,會嚴重損害骨料表面的水泥漿膜或水膜的粘結(jié)力,粘結(jié)力的損害在解凍后也無法恢復(fù)。而粘結(jié)力的損害,也會對混凝土的強度產(chǎn)生影響,在粘結(jié)力全失的情況下,混凝土強度會下降13%。
第三,從結(jié)冰到解凍,這一過程會帶來水分轉(zhuǎn)移。受凍時,混凝土表面會先結(jié)冰,產(chǎn)生的凍脹壓力會向其內(nèi)部擠壓水分。凍解時,混凝土表面先解凍,應(yīng)力減小,其內(nèi)部應(yīng)力則向外部擠壓水分,水分進行反向遷移、體積產(chǎn)生反變化,從而改變混凝土組分間位置,對于新混凝土來說,由于其強度相對較低,所以極易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂紋。
二、冬季混凝土施工應(yīng)注意的問題
。ㄒ唬┮_保工程的質(zhì)量,努力做到安全生產(chǎn)。要認真制定冬季施工措施方案,確保方案的經(jīng)濟合理,使額外增加的費用達到最少,盡量降低能源的消耗,并使工期縮短。
。ǘ┒净炷潦┕さ脑牧蠝蕚鋯栴}。施工原材料的準備主要由材料部門負責(zé),材料部門要充分發(fā)揮其重要的作用,根據(jù)計劃采購訂貨,并結(jié)合冬季工程任務(wù)的特點及主要施工方法,進行水泥、砂石骨料和外加劑的科學(xué)選擇。
。ㄈ┒净炷恋陌柚茊栴}。鑒于橋梁工程冬季混凝土施工特殊性及混凝土施工的環(huán)境要求,冬季施工時要特別注意混凝土的拌制方法,合適的溫度及攪拌時間關(guān)系著混凝土質(zhì)量的好壞。
。ㄋ模┒净炷恋酿B(yǎng)護問題。由于混凝土自身的組成特點,外部因素的變化對其影響很大,裂縫問題的出現(xiàn)在混凝土施工過程中特別常見,加之冬季施工的特殊性,對混凝土的養(yǎng)護顯得尤為重要。只有及時進行混凝土的早期養(yǎng)護,才能使后期的工程質(zhì)量的得到保證。
(五)混凝土的凍害問題。冬季施工過程中,低溫澆筑的混凝土?xí)l(fā)生強度增長慢或停止增長的現(xiàn)象,甚至達到凍裂的嚴重程度。
三、冬季混凝土施工對策
(一)科學(xué)合理進行冬季混凝土施工方案的制定。在混凝土冬期施工中,我們要解決的問題主要有兩個:一是根據(jù)設(shè)計強度要求,如何確定最短的養(yǎng)護齡期;二是在冬期如何防止混凝土遭受初期凍害,以免損害混凝土的其他性能。通常在選擇冬期施工方案時,考慮的主要因素有:自然氣溫情況、結(jié)構(gòu)類型、水泥的品種、工期的限制條件以及經(jīng)濟情況。但是,人們在確定某項施工方案時,往往單純從經(jīng)濟比較著手,而且只是從混凝土的單項經(jīng)濟比較著手,忽視整體工程經(jīng)濟分析,因而常常拖延工期。故應(yīng)該選擇合理的施工方案,綜合各方面的因素,必要時進行相互比較,拿出切實可行的施工方案,在保證工程安全和質(zhì)量的前提下,盡可能的降低工程費用,做到事半功倍。
(二)對原材料進行科學(xué)選擇。
1.水泥的選擇。常用的各種水泥抗凍性高低由大到小排列如下: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。在冬季混凝土的施工中,應(yīng)根據(jù)工程的實際情況,在綜合考慮水泥水化熱的大小和進行配比試驗的基礎(chǔ)上選擇好水灰比和水泥的最低用量。在冬季混凝土施工中,要選擇采用水化熱高且早期強度高的普通硅酸鹽水泥,而且水泥標號應(yīng)大于32.5,水灰比要求小于0.6,每m3的混凝土,至少要使用300kg的水泥。
2.砂石骨料的選擇。在進料拌和前必須將混有凍結(jié)塊、冰雪的砂石骨料清除干凈;炷恋膬鋈谂c砂石骨料的吸水性密切相關(guān),品質(zhì)低的骨料吸水率大,而且骨料本身容易受凍裂化,故應(yīng)優(yōu)先選用吸水率較小的骨料。
3.外加劑的選擇。與混凝土性能有關(guān)常見外加劑有:引氣劑、防凍劑、早強劑等。防凍劑是混凝土冬季施工拌和時經(jīng)常使用到的外加劑,它能降低水的固化溫度,使混凝土在負溫下達到硬化,并使混凝土最終達到常溫養(yǎng)護下的質(zhì)量水平。摻用引氣劑,在保持混凝土配合比不變的情況下,加入引氣劑后生成的氣泡,相應(yīng)增加了水泥漿的體積,提高拌和物的流動性,改善其粘聚性及保水性,緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力,提高混凝土的抗凍性。早強劑能起到提高混凝土的早期強度,并對后期強度無顯著的作用,能通過加速水泥水化的速度,促使混凝土的早期強度得到發(fā)展,使混凝土還沒受到凍害之前就達到需要的強度。
。ㄈ┒诨炷恋陌柚品椒耙蟆J┕ぐ柚苹炷劣玫纳、石、水泥和水,均應(yīng)保持正溫。投料順序,應(yīng)先投入砂石和水,然后再投入水泥。砂石料必須清潔,不得含有冰雪等凍結(jié)物及易凍裂的礦物質(zhì)。拌制混凝土?xí)r應(yīng)遵守以下規(guī)定:應(yīng)由專人配制防凍劑溶液,嚴格掌握防凍劑的摻量;嚴格控制混凝土水灰比,由骨料帶入的水份及防凍劑溶液中的水分均應(yīng)從拌合水中扣除;攪拌前應(yīng)用熱水沖洗攪拌機,攪拌時間比常溫攪拌時間延長2分鐘;混凝土拌合物的出機溫度不宜低于10℃,入模溫度不低于5℃。
(四)冬季混凝土的防凍措施。在冬期施工時,宜選擇強制式攪拌機,為確;炷恋臄嚢栀|(zhì)量,冬期施工時除合理選擇攪拌機型號外,還要確定裝料容積、投料順序和攪拌時間等。
1、裝料容積;炷翑嚢铏C的規(guī)格常以裝料容積表示,裝料容積通常只為攪拌幾何容積的1/2~1/3。一次攪拌好的混凝土體積稱為出料容積,約為裝料容積的55%-75%;炷翑嚢铏C以其出料容積(m2)×1000標定規(guī)格,常用規(guī)格有150L,250L,350L等,容積過大有可能造成攪拌時間過長,不利于施工準備和工程進度的要求,容積過小則散熱過快,對混凝土的保溫不利。
2、投料順序。冬期攪拌混凝土的合理投料順序應(yīng)與材料加熱條件相適應(yīng)。一般是先投骨料和加熱的水,待攪拌一定時間后,水溫降到40℃左右時,再投入水泥繼續(xù)攪拌到規(guī)定的時間,要絕對避免水泥出現(xiàn)假凝。
3、攪拌時間。為滿足各組成材料間的熱平衡,冬期拌制混凝土?xí)r應(yīng)比常溫規(guī)定的攪拌時間適當延長。對攪拌摻有外加劑的混凝土?xí)r,攪拌時間應(yīng)取常溫攪拌時間的1.5倍。
四、結(jié)語
由于冬季混凝土施工的特殊性,需要考慮到多方面的情況進行科學(xué)有效施工。為了克服冬季混凝土施工的艱難性,要在充分了解冬季混凝土施工特點的基礎(chǔ)上把握橋梁工程冬季混凝土施工過程中需要注意的問題,只有這樣,才能充分保證混凝土工程的績效性,才能提高我國橋梁工程建設(shè)質(zhì)量。
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