摘 要:本文针对冬季施工混凝土路面容易冻融破坏问题,在分析混凝土冻害影响因素的基础上,提出冬季浇注水泥混凝土路面的防冻技术与措施,保证水泥混凝土路面工程的质量。
关键词:混凝土 路面施工工程 冬季 质量控制
水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性好、使用寿命长和养护费用低等特点。但为了保证混凝土路面的良好性能,不仅需要精心设计,也需要精心施工;特别是在冬季,要严格按着各环节工程工序施工,保证水泥混凝土路面的工程质量。
1 混凝土路面冻害原因
混凝土强度的大小,决定于混凝土水化作用的发挥好坏,如果混凝土中水出现结冰现象,势必会影响水化作用的进行,混凝土出现体积膨胀,致使结构松散,影响工程质量。水泥混凝土路面施工温度应尽可能保证在5°C以上。当昼夜平均气温低于-5℃时,要停止施工;在-5°C～5°C之间时,可以施工,但要采取必要的保温措施。
2 冬季混凝土路面施工质量问题
2.1 混凝土结构疏散
由于冬季气温普遍偏低,很容易发生游离态水分转移,使混凝土表面出现冰晶,影响砂浆和骨料的粘结程度;同时,由于混凝土内部温度差、湿度差、压力差的变化,在水泥混凝土内部形成空隙,致使结构疏散。
2.2 钢筋锈蚀,内部出现裂缝
产生内部裂缝,可能是混凝土所用水泥安定性较差、水灰比过大、早期强度低或者水分流失过快等原因导致。另外,水泥混凝土内部水分转移,形成压力差,使混凝土在轴向上产生裂缝;对于钢筋氧化锈蚀,也可能伴随混凝土体积膨胀,使混凝土在主筋方向上产生裂缝。
2.3 结晶腐蚀
结晶腐蚀是指水泥混凝土硬化后,外加剂在毛细作用影响下渗到混凝土表面,导致混凝土表面出现水分蒸发、结晶现象,影响混凝土和饰面层的粘结。
2.4 表面起灰
表面起灰是指砂浆和骨料脱离、表层风化、骨料裸露等现象。主要原因在于混凝土混合物水灰比过大产生离析、泌水,粘聚性、保水性差等,同时冬季施工养护温度过低,水泥水化作用缓慢,使混凝土水分迅速外离,引起表面起灰。
3 水泥混凝土冻害影响因素
3.1 内部因素
内部因素主要是指水泥混凝土自身质量因素,包括粗细骨料、水灰比、单位混凝土用水量、含气量、水泥、外掺剂和配合比等。
3.2 外部因素
外部因素是指影响水泥混凝土的外部环境变化因素,如:混凝土冻融温度、混凝土冻融速度和混凝土冻融循环次数等。
3.3 构造因素
影响混凝土冻害的构造因素,包括配筋率、厚薄程度、均匀程度、体积和排水措施等。
3.4 施工因素
影响混凝土冻害的施工因素,包括配合比、拌合流易性、浇捣、养护条件等。
上述因素之间是相互关联和相互制约的,它们共同作用影响水泥混凝土的冻融破坏程度和速度。
4 冬季混凝土路面施工防冻措施
4.1 原材料的选择
为提高混凝土路面施工的抗冻性能,选料方面可以采取如下措施:(1)选用不同抗冻性能的水泥。依据水泥抗冻性能的高低不同,有如下选择排序:硅酸盐水泥、普遍硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐和火山灰硅酸盐水泥。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥可以作为冬季混凝土路面施工首选水泥使用。(2)在混凝土中掺入外加剂,如:速凝剂、加气剂、减水剂、防水剂、早强剂和发泡剂等,掺入外加剂能明显改善混凝土的抗冻性能。(3)科学控制砂率、水灰比、配合比和含气量。水灰比对于混凝土抗冻性能的影响比较大。由于混凝土施工过程中,为充分满足和易性要求,会将用水量加大50%～70%,至使混乱凝土含水量超过水泥水化反应所需要的用水量。一般来说混凝土中游离态水越多,孔隙越多,密实度也就越小,降低混凝土抗冻能力,甚至出现结冰难以开展混凝土抹面工作。关于砂率的掌握,最好不超过计划混凝土总量的60%。
4.2 混凝土的浇筑
(1)均匀搅拌水泥混凝土。
搅拌均匀的混凝土和易性更好,有利于提高混凝土强度和抗冻性能。搅拌过程中最好使用搅拌机,如果使用人工搅拌方式,则需要搅拌至混合物颜色均匀为止。混凝土浇捣过程要尽量避免过振和漏振,绝对不允许产生分层离析和泌水现象,若出现泌水,需要及时处理,以免影响、破坏混凝土的整体结构,降低混凝土的度和抗冻性能。
(2)拌和前加热水或粒料。
混凝土搅拌过程中,通常将水或粒料加热。拌制前,把水加热到65°C～85°C,或者将水、砂子、碎石共同加热到60°C～70°C,但要保证混凝土拌和时温度不高于40°C,浇筑后温度不低于l0°C。这就要求混凝土的运输距离不要太远,防止出现混凝土过快降温。同时在混凝土到达前一定要将各种浇筑、振捣设备备齐,入模后及时振捣、整平和抹面,并覆盖养生。
4.3 混凝土的养护
(1)制定合理的施工方案。针对冬季混凝土路面施工,特别是在冬季晚间浇筑混凝土,要适当的改变操作流程。如在混凝土浇筑后立即进行至少两遍的抹面,在抹面整平后及时覆盖保温层,待次日温度回升至0℃以上时,再次进行抹面、压纹工作。(2)混凝土铺筑后,及时采取蓄热法保温养生。可以在使用塑料薄膜覆盖混凝土表面后,铺以高效保温材料保温蓄热,防止水分和热量过快散失。保证混凝土在适宜温度下硬化到一定强度,再进行最后一次的抹面、压纹工作。(3)采用真空吸水法,减少混凝土内部游离水分。该方法的主要目的是降低混凝土有效水灰比,提高水泥混凝土强度,增强抗冻性能,这样可以大大缩短抹面时间。(4)适量使用抗冻剂,防止混凝土早期受冻。(5)使用高温蒸汽进行养护。对于表面系数较大、养护时间要求较短的混凝土构件,可以在温度降低防冻上出现困难时,使用高温蒸汽临时养护浇筑的混凝土构件,既可以蓄热使混凝土构件在高温下硬化,又可以为混凝土构件提供水分,保证混凝土表面不因为干燥脱水而开裂。
5 结语
冬季混凝土路面施工过程中,只有严格按照上述方法、要求施工,才有可能最大限度的保证混凝土路面的施工质量。同时,施工过程中应密切关注天气变化,如遇阴天、降雪,立应即停止施工作业或及时采取防冻措施,待气温回升后继续作业。
参考文献
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