水泥混凝土路面施工质量影响的因素论文_蒋华伟

蒋华伟

中铁七局集团有限公司海外公司 河南郑州 450016

摘要:混凝土质量的好坏既对结构物的安全又对结构物的造价有很大影响,因此在施工中我们必须对混凝土的施工质量有足够的重视,不断总结施工经验,才能提高混凝土结构的质量。在此,本文探讨了水泥混凝土路面施工质量影响的因素。

关键词:水泥混凝土;路面;施工质量;影响因素

引言

混凝土是道路与桥梁工程结构及其附属构造物的重要建筑材料之一。作为构造物的主要承重结构,其质量的好坏,既对结构物的安全,也对结构物的造价有很大影响,本文从影响混凝土强度的内因和外因两方面来阐述混凝土在施工过程中应该注意的问题,同时提出在施工过程中的质量控制问题,从而达到提高混凝土施工质量的目的。

一、高温气候条件下混凝土施工的特点

(1)水泥混凝土的水份易蒸发,在拌和运输,摊铺等工序中,水份损失较多,使水泥在混凝土中的水化作用受到影响,以至于混凝土的强度在短期内增长缓慢。

(2)水泥混凝土水化作用放出大量的热量,在昼夜温差较大时如果放松管理工作,很容易使混凝土板由于收缩而产生裂缝、甚至断板;水泥混凝土的水分蒸发快,损失大,坍落度减小,和易性变差,摊铺和震捣就困难,造成混凝土的密实性较差,从而降低混凝土强度。

(3)混凝土路面抹平后,其表面由于温度高,水分蒸发快,凝结也快,而其内部由于水化作用产生大量的热,从而使内温升高,这就很容易在混凝土表面出现假凝,继而产生不规则的收缩裂纹,从而影响路面的强度和平整度。

二、高温环境下水泥混凝土质量控制

混凝土原材料和混凝土配合比的试验至少应在施工前一个月进行。因道路混凝土把抗折强度作为检测指标之一,故原材料的选取一定要本着高质、高适用性的原则来进行,尤其是水泥和外加剂的选取,对新拌混凝土的适用性和硬化混凝土的耐久性都有极大的影响。混凝土配合比应根据实际试验和使用情况反复进行优化,确定适用于不同施工时间、不同施工方式的最佳配合比。配制出的混凝土应具有收缩性小、耐磨性好、水灰比和抗压强度以及抗压和抗折强度之间有良好的线性规律等性能。

(1)水泥。道路混凝土用水泥应尽量选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,强度等级不低于42.5 级。除核对水泥进场时的产品合格证和化验单外,还应对其常规的性能进行复测,尤其是凝结时间和早期强度发展情况。

本工程选用阿曼Raysut 公司42.5 级普通硅酸盐水泥,其常规性能试验结果见表1。

表1 水泥常规性能试验结果

(2)粗骨料。碎石应选用质地坚硬、耐磨性好的岩矿,最大粒径不大于40mm。其它各项指标应符合生产和验收规范的要求。本工程碎石试验标准参照美国ASTM C33 规范,根据当地市场供应情况,选用5~10mm 和10~25mm 两个粒级的复配粗骨料。根据筛分试验确定复配比例为1:1.5,复配后粗骨料的表观密度为2631kg/m3,吸水率0.72%,含泥量0.8%,压碎指标21.52%,针状含量13.6%,片状含量10.1%。

(3)细骨。细骨料应选用坚硬、洁净、符合规定级配、细度模数2.5 以上的中粗砂。当无法取得中粗砂时,应在细砂中掺加一定比例的人工砂进行复配。本工程采用超细天然砂加人工砂复配,经筛分试验确定复配比例为2:1。复配后细骨料的细度模数为2.6,含泥量2.9%,表观密度2634kg/m3,吸水率1.1%。

(4)外加剂。外加剂的选用应根据水泥类型、气候环境、施工环境、施工方式等因素来决定。一般情况下减水剂可起到提高混凝土强度、改善和易性、减少水泥用量等作用。对于特定气温或环境下施工的混凝土,还可以选用缓凝剂、早强剂、引气剂、泵送剂等其它类型的添加剂。根据本工程存在气温高、砂石吸水率较大、无掺合料、泵送施工等客观条件,选用了BASF 公司产的LD80 缓凝型高效减水剂,减水率在15%~20%之间,大大减少了用水量和水泥用量,节约了成本;初凝和终凝时间均延长了2~3h,为及时施工创造了条件。

(5)配合比设计。混凝土配合比应保证新拌混凝土的施工适应性和硬化混凝土的耐磨、耐久及稳定性。根据现场气候环境和施工工艺情况,确定新拌混凝土的性能目标设计值。确定水灰比与抗压强度、抗压强度与抗折强度之间的线性关系,并以抗折强度作为检验对象。

分析工程现场实际情况,总结出以下影响混凝土质量的不利因素:①天然砂为超细砂,需水量大,保水性差,新拌混凝土易离析和泌水,硬化混凝土表面会出现“翻砂”现象。②气温高,阳光直射时间长,新拌混凝土坍落度损失大,入模混凝土表面水分蒸发快,对施工效率要求高,容易产生早期塑性收缩裂缝。③无粉煤灰或矿粉等矿物掺合料,水泥用量高,发热量大,混凝土收缩性大。④施工队伍多,水平良莠不齐,对新拌混凝土的施工适应性要求高。

针对以上不利因素,对原材料的选取、各施工适应性目标值的确定、硬化混凝土的性能等都做了综合的对比和试验,得出的合适施工配合比,其混凝土的基本性能为:水灰比0.56,出机坍落度150mm,坍落度损失30mm/h,初凝时间4.5h,终凝时间7h,泌水率4%,含气量1.8%,3d 抗压强度20.5MPa,7d 抗压强度27.6MPa,28d 抗压强度34.8MPa。

三、高温环境下现场施工质量控制

(1)模板和钢筋。道路施工应尽量使用槽钢模板,其高度与混凝土板厚度应一致,减少木模的使用量。模板的支立需准确稳固,严禁倾斜,模板顶面的标高应符合设计标高要求。模板接头处应紧密、平顺,不得有前后上下的交错或缝隙。混凝土浇注前应在模板上刷废机油或脱模剂。钢筋网片的铺设要平整,不得随易踩踏;弯起或翘起处需处理平直,砂浆或混凝土垫块应有序放置,确保钢筋网片处于混凝土板的中间位置。钢筋网片上设横向托筋固定传力杆,使其与板面路面中心线平行。传力杆不在混凝土中的一端需刷沥青,并上套管,允许滑动。

(2)混凝土浇注。按施工使用的不同摊铺振捣机具,道路混凝土施工大致可分为以下三类:①人工摊铺,插入式振捣器振捣。②振动梁摊铺,结合插入式振捣器振捣。③摊铺机摊铺,结合插入式振捣器振捣。

本工程中因施工队伍多、施工设备不足等特殊情况,以上三种施工工艺都采用了。从施工质量和效率来看,后两种施工工艺明显优于第一种施工工艺,故着重介绍后两种工艺的施工要点。

a. 振动梁摊铺施工工艺。因混凝土路面板的厚度一般都大于等于200mm,为达到充分振捣的效果,振动梁的电机功率不能小于2.2kW,主梁要笔直、光滑、易于拉动。混凝土布料要尽量均匀,混凝土的布料厚度应是松铺厚度,经验的松铺系数为1.05,可根据现场实际情况确定。使用插入式振捣器时,应遵照慢起快落的原则垂直插入混凝土,严禁拖拉着前进,振捣时间和振捣半径应符合规范要求。对于振捣完毕后高起或下陷的板面部分,先用人工铲平或补平,然后用振动梁振捣拖平,直至混凝土表面泛出水泥浆,完全平整为止。如果表面泛浆不足或不够平整,可再用圆柱形的钢滚筒或大口径的钢管再一次来回表面整平,以减轻后续的密实饰面工作。静置0.5h 后,可开始第一遍的密实饰面,此次操作应采用木抹子和铁抹子结合的方式进行。工人应在横梁(板)上完成找平作业,不得直接踏入混凝土混合料中,严禁用纯水泥砂浆进行找平填补。初凝时,用铁抹子进行第二次密实饰面,这次应基本把面压抹光。终凝前的第三次饰面很重要,应用力地压实抹平,对于出现细裂纹的地方,应先用木抹子拍打,来回反复压抹,将混凝土表面拉毛,最后再用铁抹子压平、抹光。最后一次饰面完成后,便应立即用压缝滚拉纹,压缝滚需具有一定的自重,能在混凝土板面留下1~2mm 的防滑纹。拉纹时要注意随时清理滚上残留的混凝土,以免将路面板拉毛或拉花。

混凝土的养护可视混凝土强度发展情况和气温情况来进行,尽量防止因高气温出现的塑性收缩裂缝或风裂。一般的养护方法有覆盖洒水养护、塑料薄膜养护和围堰注水养护。湿养需进行2 周,待混凝土板体强度达到25%时,方可拆除模板;强度达到设计强度后,才能允许开放交通。

四、结束语

总之,在高温环境下水泥混凝土路面施工,各方面都要加强管理,及时收听收看天气预报,加强防雨,防高温的措施,以保证混凝土的质量。

参考文献:

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[5]杜荣聪,佘仕春,陈银萍.水泥混凝土路面施工质量影响的因素[J].中国高新技术企业,2008(04):153+156.

论文作者:蒋华伟

论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期

论文发表时间:2018/8/30

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