
- 收藏
- 加入书签
混凝土冬季施工质量影响因素及工艺
摘要:我国冬季寒,对路桥混凝土施工进度与质量控制带来诸多不良影响。对此,本文以路桥工程为例,首先阐述低温状态对混凝土浇筑产生的不良影响,主要体现在强度与凝固个方面,然后介绍了几种冬季施工常用技术,括蓄热法、暖棚法和电热法等,最后结合实际案例,阐述冬季施工中混凝土浇筑方法与质量保障措施。力求通过本文研究,使低温环境对混凝土施工的不良影响降到最低,促进工程建设取得良好的施工效果。
关键词:道路桥梁;冬季施工;混凝土浇筑;施工工艺
引言
当前经济发展对道路交通网完善度提出较高要求,路桥工程作为促进经济发展的重要手段,项目规模与数量不断增加。因工期紧张,许多工程开展冬季施工作业,此举虽可加快施工速度,但会对混凝土浇筑环节产生较大影响,一旦出现温度变化问题,便会引发质量缺陷,进而影响整体工程质量。对此,在路桥工程冬季施工中,可采用蓄热法、暖棚法、电热法等控制温度,尽可能的减少低温对混凝土强度、凝固性产生的不良影响,使工程质量得到切实保障。
1低温对路桥凝土浇产生的主要影响
1.1对混凝土强度的影响
混凝土温度由自身储备的热能来决定,因内部温度与外界环境存在差异,便会产生热交换。在环境温度下降时,受热交换作用影响,混凝土内部温度也会下降。对于新拌混凝土来说,温度下降速度对水化程度起决定作用。当热交换越强烈时,混凝土温度下降速度便会越快,强度增长速度放慢。当混凝土过早受冻时,强度固定不变,存留在内部的水分量增加,结冰后形成的冻胀力越大,一旦该项指标超过某个界限,便会使混凝土质量受损,为整体工程质量带来极大损害,甚至引发伤亡事故。
1.2对混凝土凝固的影响
温度与水泥水化作用具有紧密关联,二者为正相关关系。通常情况,以±20℃为养护界限,当超过这一数值时,水化速度加快,反之则速度放缓,当温度为-0.5℃时,水化作用停止。在低温状态下,混凝土强度提升速度十分缓慢。例如,在温度为4℃时,与常温状态相比,混凝土凝固时间要延长2倍。究其原因,在冻结状态下,混凝土内部含有的游离水分变成固体,基本无法产生水化作用,且内部水泥和掺合料间的凝结力也会因水分冻结而消失。如若新拌混凝土被冻结,不但会影响其强度,甚至会出现裂缝。此外,附在碎石上的游离水分也会受温度影响,在低温状态下结成冰膜,使其与灰浆间出现分裂。受冻结作用影响,粗掺合料与灰浆间所需的凝结力变弱,混凝土与钢筋间的附着力由此降低。如若混凝土在浇筑后3-6h内被冻结,因内部尚未凝结,也会使强度受到较大影响,但损失要比已经开始凝结产生的损失小[1]。
1.3对水泥化学性质的影响
将混凝土在常温状态下拌制成形后,立即冷却到0℃以下,将会被冻结。本文通过实验方式探究低温对水泥的化学性质产生的影响。以普通52.5水泥为对象进行制备,试样技术条件如表1所示,试样1号和2号均未掺入任何外加剂,成分相同,养护条件不同。试样2号和3号成分不同,但养护条件相同。该试样在养护期间,定期取样处理后放入900℃的真空炉内烘干处理后称重,对结合水率进行测定。表1试样技术条件。
在水化程度较高时,水泥的化学结合水也较多,可利用结合水含量对水化程度进行表示。根据水化情况可知,试样1号中结合水率从成形开始逐渐增加,与水泥水化一般规律相符合。当试样2位于低温状态时,结合水率基本停止,但处于高温状态时,该项指标又重新提升,在解冻后25d时结合水率与试样1在25d时的指标基本相同。根据实验结果可知,拌和水由液相变为固体后,水泥水化反应也停止。但因水泥水化停止只是暂时状态,在温度提高到零上后,水化反应便会恢复,可见低温不会破坏水泥的化学本质,冻结对混凝土产生的影响只是在物理方面,并非化学性质。
2冬季路桥施工凝土浇的技术应用
2.1工程概况
工程是连接南北过境公路的关键项目,该项目的实施可有效缓解过境交通对市内交通产生的压力,强化市区主干道与省际高速路间的联系,完善区域交通网,加速当地经济发展[2]。为了确保年内南北主线顺利通车,各施工单位需要在冬季施工来追赶工期。桥面总宽度为18.6m,横向布设为:0.5m(防撞栏)+8.0m(行车道)+0.5m(隔离带)+8.0m(行车道)+0.5m(防撞栏)。因当地年冬季温度较低,为施工带来许多困难,可能导致混凝土冻害,影响其力学性能发挥。对此,现场技术人员综合考虑施工成本、便利程度、最终效果等因素,经过协商后制定混凝土浇筑、保温与养护方案,使该项工程得以顺利高效的开展。
2.2冬季施工工艺
2.2.1做好准备工作
与其他时期相比,冬季环境条件存在较大差异,施工难度更大。在勘测工作中,技术人员应在施工之前全面掌握地质结构、水文变化等信息,还要了解施工所在地的气候条件,如冬季平均温度、最低温等等,为混凝土浇筑打好基础。质检人员还应严格检验材料质量,开展低温浇筑实验,确保原材料性能符合标准,可在低温条件下使用。冬季施工还应重视材料运输环节,一般混凝土材料在拌合站加工后再运送到施工现场进行浇筑。但因冬季温度较低,材料运输期间水泥容易发生水化热反应提前凝固,应选择最快、最直接的运输模式,缩短运输时间,并做好运输中的报文工作。例如,对运输车辆密封处理,外表包裹保温材料等等,由此控制温差对材料产生的不良影响。
2.2.2优化现场浇筑
在浇筑施工前应对材料质量严格检查,做好预处理工作,为浇筑环节打下坚实基础。重点检查所需浇筑模板内是否存在积雪、结冰与杂物,如若存在应及时清理,确保干燥没有杂质,避免使工程在浇筑后因温差大影响质量;工程钢筋材料应提前预热处理,以免出现温差;在浇筑期间,采用连续浇筑法,确保浇筑质量与施工效率。因冬季施工温度较低,混凝土的水化热速度较快,技术人员应科学控制浇筑时的表面温度,可在四周温度变化较小的条件下浇水淋湿,减慢表面热量流失速度;在浇筑期间还应严格按照设计要求与标准,使浇筑厚度得到良好控制,一般在15cm左右。在浇筑完成后,为确保施工质量,还应开展振捣作业,使混凝土初凝阶段能够质地均匀,无蜂窝麻面等情况发生。在新混凝土浇筑之前,应严格把好质量关,要求后一轮浇筑材料的骨料级配、水灰比等均与前一轮相同。在确保整体浇筑质量满足标准的同时,使现场加热、保温设施的效能得到充分发挥,尽可能避免施工质量问题产生[4-5]。
2.2.3保温养护技术
在混凝土浇筑之前,对模板覆盖升温,最大限度降低混凝土与外界环境间的温差,使其入模温度超过5℃。采用暖棚法进行墩柱混凝土养护,在棚内生8-10个火炉,并在施工前升温,使模板温度超过10℃[6]。混凝土下料使用直径为35-40cm的串筒,壁厚在2-3mm之间,利用机械振捣分层连续浇筑。分层厚度根据振捣设备类型、能力而定。在暖棚内利用火炉养护,先在模板外侧铺一层棉垫,在棉垫外自上而下每间隔0.5m设置一层排汽管,管之间间隔20cm之处安装Φ3mm的排气孔,在外部挂一层塑料薄膜进行封闭保温。
在内侧模板保温中,采用相同方式,分别设置2T/h与0.5T/h的蒸汽锅炉,采用厚度为10cm的岩棉包裹送气管,下方安装排水法,提前对模板与混凝土表面预热,使入模温度超过5℃。在正常养护期间,模板四周温度应在20-50℃区间内。在混凝土温度下降时,应使温度控制在5℃/h以内;当外界温度为负数时,应降低到与外界温度相似时才可拆模。
参考文献
[1]杨阳.试论道路桥梁冬季施工中混凝土浇筑的施工技术[J].同行,2016(10):6.
[2]赵春雷.冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑技术探讨[J].绿色环保建,2017(12):103.
[3]李凯.冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑方法的改进研究[J].交通世界,2020(27):100-101.
[4]文龙.冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑施工技术分析[J].中国建科技,2014(S1):105.
[5]赵奇志.试论道路桥梁冬季施工中混凝土浇筑施工技术[J].工程建设与设计,2018(18):174-175.