楊 卉
(秦皇島撫寧縣交通運(yùn)輸局公路工程隊(duì),河北 撫寧 066300)
夏季混凝土施工應(yīng)注意溫度對(duì)混凝土質(zhì)量的影響,因此在混凝土拌合、施工及養(yǎng)生等方面,采取一定的措施,從而確保夏季施工混凝土工程在強(qiáng)度、外觀等方面均能達(dá)到技術(shù)要求。
要確保夏季水泥混凝土施工質(zhì)量主要應(yīng)從夏季的環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行分析。秦皇島地區(qū)夏季在公歷6~9月之間,平均溫度在25~28℃之間,最高溫度可達(dá)40℃,晝夜溫差為10℃左右。夏季是北方地區(qū)的雨季,6~9月降水比較集中,降水量大概為全年的70%,環(huán)境的不利因素在給施工增加難度的同時(shí),稍不注意還會(huì)造成質(zhì)量問題。筆者主要從混凝土的攪拌、施工和養(yǎng)護(hù)方面對(duì)夏季混凝土施工中易忽略的問題進(jìn)行分析。
1.1 強(qiáng)度達(dá)不到要求
1.1.1 材料原因
水泥混凝土原料中,水泥是其重要的組成部分。水泥與水形成水泥漿,包裹在骨料表面并填充其空隙,在硬化前起到潤(rùn)滑作用,硬化后則將骨料膠結(jié)在一起,形成一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體。水泥能否把骨料牢固地結(jié)合在一起是決定水泥混凝土質(zhì)量的一個(gè)重要因素?,F(xiàn)在常用的主要是硅酸鹽水泥,其性能也主要由其主成份的主要礦物性能決定的。水泥從開始攪拌到形成堅(jiān)硬的水泥石,是一個(gè)連續(xù)、復(fù)雜的物理化學(xué)過程,人為劃分為凝結(jié)和硬化兩個(gè)過程,影響水泥凝結(jié)硬化的因素主要有溫度和濕度。
1.1.2 養(yǎng)護(hù)原因
水泥與水反應(yīng)形成水化物,很快水泥顆粒周圍的溶液成為水化物的過飽和溶液,析出水化硅酸鈣凝膠、水化硫鋁酸鈣等水化產(chǎn)物包裹在水泥顆料表面,隨著時(shí)間的推移,新生水化物增多,使水化物膜層增厚,顆粒間的空隙逐漸縮小,凝結(jié)成多孔的空間網(wǎng)絡(luò)。隨著水化的不斷進(jìn)行,固態(tài)的水化物不斷增多,顆粒間的接觸點(diǎn)不斷增加,使結(jié)構(gòu)更加密實(shí),強(qiáng)度也相應(yīng)提高。但是夏季氣溫高,能達(dá)到水泥硬化的要求,但同時(shí)水分蒸發(fā)很快,新澆筑的混凝土中水泥和水的水化反應(yīng)還沒有充分進(jìn)行,水份就已經(jīng)沒有了,水泥的強(qiáng)度不能增長(zhǎng),混凝土的強(qiáng)度也就得不到保證。夏季氣溫高水分散失快,在新澆筑的混凝土凝結(jié)時(shí)間短。如果在日常養(yǎng)護(hù)時(shí)不能及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),一定會(huì)對(duì)混凝土后期的強(qiáng)度增長(zhǎng)造成影響。
1.2 外觀質(zhì)量達(dá)不到要求
水泥中的熟料礦物和水發(fā)生的水解或水化作用稱為水化。水化生成水化產(chǎn)物并釋放出一定的熱量。水化是個(gè)持續(xù)的過程,放熱也是不斷進(jìn)行的。熱能的不斷積聚也會(huì)對(duì)水泥混凝土的質(zhì)量造成一定的危害。當(dāng)夏季炎熱的氣溫帶走成型混凝土過多水分時(shí),水泥混凝土的溫度也會(huì)上升,促使凝結(jié)速度加快。當(dāng)水泥混凝土表面過早凝結(jié),而內(nèi)部的凝結(jié)放熱仍持續(xù)進(jìn)行時(shí),就容易造成水泥混凝土表面起鼓開裂,從而影響水泥混凝土的整體質(zhì)量。
2.1 拌制和運(yùn)輸
混凝土拌制和運(yùn)輸時(shí)應(yīng)注意避免混凝土的溫度過高和水分流失過快,以減小坍落度損失和塑性收縮開裂。因此,在混凝土拌制、運(yùn)輸過程中可以采取以下措施。
2.1.1 在水膠比不變的情況下,用少量粉煤礦灰代替部分水泥,可在保證和易性的前提下,減少水化熱的產(chǎn)生。如需拌制較高坍落度的混凝土,可適量使用減水劑。高效減水劑在維持坍落度的同時(shí)還能起到減少攪拌過程中骨料的摩擦,減緩拌和筒內(nèi)的熱積聚。
2.1.2 在滿足施工要求的同時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。這兩種水泥水化放熱都比較小,比較適于夏季使用。為了降低混凝土的溫度,在必要時(shí)也可采取對(duì)骨料降溫的方式。如搭建骨料堆遮陽(yáng)篷、向骨料堆噴水降溫等;攪拌用水可以采用冷水或冰塊來代替部分拌合水;骨料的粒徑在混凝土澆筑條件允許的在情況下適當(dāng)選大粒徑骨料。
2.1.3 如需較長(zhǎng)距離運(yùn)輸混凝土拌合物,可以用緩凝劑控制混凝土的凝結(jié)時(shí)間。緩凝劑的摻量應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)取得合理數(shù)據(jù)。也可采用攪拌車延遲攪拌的方式,使混凝土到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)仍處在攪拌狀態(tài)。為了防止運(yùn)輸途中的溫度升高,可對(duì)運(yùn)輸車裝上保溫罩。
2.2 混凝土澆筑和修整
在炎熱氣候條件下澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)做好準(zhǔn)備工作,配備足夠的人力、設(shè)備和機(jī)具,以便在不利的情況下能夠及時(shí)采用有效措施進(jìn)行補(bǔ)救。
2.2.1 應(yīng)做好施工組織設(shè)計(jì),避免在日氣溫最高時(shí)澆筑混凝土。在高溫干燥季節(jié),晚間澆筑混凝土受風(fēng)和溫度的影響相對(duì)較小,可在接近日出時(shí)終凝,此時(shí)的相對(duì)濕度較高,早期干燥和開裂的可能性最小。在每日施工前都應(yīng)計(jì)算好混凝土的澆筑方量,確保每日的混凝土攪拌量和澆筑量適當(dāng);時(shí)間上也應(yīng)做好計(jì)劃,盡量縮短混凝土入模時(shí)間,以確保混凝土澆筑的連續(xù)和速度。
2.2.2 檢測(cè)運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土溫度,需要時(shí)可以要求攪拌站予以調(diào)節(jié)。與混凝土接觸的各種工具、設(shè)備和材料等,如澆筑溜槽、輸送機(jī)、泵管、混凝土澆筑導(dǎo)管、鋼筋和手推車等,不要直接受到陽(yáng)光曝曬,使用時(shí)應(yīng)灑水冷卻。
2.2.3 澆筑混凝土地面時(shí),應(yīng)先濕潤(rùn)基層和地面邊模,防止基層和地面邊模吸收混凝土中的水。澆筑結(jié)束后應(yīng)對(duì)成型的混凝土繼續(xù)觀察一段時(shí)間,根據(jù)具體氣候情況,如有混凝土塑性收縮開裂的可能性時(shí),應(yīng)提前采取措施(如噴灑養(yǎng)護(hù)劑等),以減少混凝土表面的水分蒸發(fā)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,當(dāng)混凝土表面水分蒸發(fā)速度超過0.5kg/(m2/h)時(shí)就可能出現(xiàn)塑性收縮裂縫;當(dāng)混凝土表面水分蒸發(fā)超過1.0kg/(m2/h)時(shí),就需要采取適當(dāng)措施,如冷卻混凝土、向表面噴水或采取遮陽(yáng)防風(fēng)等措施,以降低表面蒸發(fā)速度,避免因塑性收縮而引起開裂。夏季施工時(shí),一些電動(dòng)振動(dòng)設(shè)備較易發(fā)熱損壞,故應(yīng)準(zhǔn)備好備用振動(dòng)器,以免延誤澆筑時(shí)間,影響混凝土構(gòu)筑物質(zhì)量。
2.2.4 為避免失水收縮引起龜裂,應(yīng)進(jìn)行二次抹面,尤其是第二次抹面對(duì)減少開裂十分必要。第二次抹面的時(shí)間應(yīng)在初凝之前,過早或過遲都起不到修整的作用。當(dāng)混凝土表面有水泌出時(shí),要及時(shí)進(jìn)行修整。
夏季澆筑混凝土尤其要注意養(yǎng)護(hù)。如養(yǎng)護(hù)不及時(shí),將會(huì)造成混凝土強(qiáng)度降低或表面出現(xiàn)塑性收縮裂縫等病害。澆筑完畢后必須加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)。
3.1 養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)選在修整作業(yè)完成后或混凝土初凝后立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在其表面覆蓋潮濕的覆蓋層,給混凝土的進(jìn)一步水化創(chuàng)造適當(dāng)?shù)臈l件,以促進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的繼續(xù)增長(zhǎng)。
3.2 優(yōu)先采用蓄水養(yǎng)護(hù)方法,連續(xù)養(yǎng)護(hù)。在混凝土澆筑后的1~2d,應(yīng)保證混凝土處于充分濕潤(rùn)狀態(tài)。當(dāng)溫度高于15℃時(shí),頭3d內(nèi)白天每隔1~2h澆水一次,夜間至少澆水3次以上,以后則可酌情減少。在干燥的氣候條件下,或在干熱風(fēng)的天氣中,應(yīng)適當(dāng)增加澆水次數(shù)。根據(jù)不同水泥品種和有無(wú)外加劑嚴(yán)格養(yǎng)護(hù)時(shí)間。一般情況下普通水泥無(wú)外加劑的情況下最少養(yǎng)護(hù)7d,有外加劑的情況下應(yīng)養(yǎng)護(hù)14d。
3.3 對(duì)于大面積的板類工程,采用養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)是較為實(shí)用方便的。白色養(yǎng)護(hù)劑所形成的薄膜還能反射太陽(yáng)光,降低熱量吸收,抑制混凝土的溫升。因此,可在養(yǎng)護(hù)劑中摻些白色顏料。
通過以上分析,可以清晰地認(rèn)識(shí)到夏季水泥混凝土施工中遇到的病害都是可以通過采取一些措施避免的。只要科學(xué)分析認(rèn)真施工就一定能夠修建出高質(zhì)量的水泥混凝土工程。
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[5]JTG TF50—2011,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].