譚立元

(湖南省路橋建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙　410116)

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路面高質(zhì)量混凝土裹砂石法施工新技術(shù)

譚立元

(湖南省路橋建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙410116)

摘要：通過(guò)對(duì)路面高質(zhì)量混凝土裹砂石法施工新技術(shù)進(jìn)行相對(duì)客觀的研究，分析了施工過(guò)程中可能會(huì)遇到的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的改善措施。

關(guān)鍵詞：路面混凝土；投料攪拌；裹砂石法

1路面混凝土的破壞機(jī)理

路面混凝土的硬化強(qiáng)度關(guān)系著整個(gè)道路路面工程施工質(zhì)量的好壞。但是在實(shí)際的施工過(guò)程中，混凝土在受到壓力之前，其不同的混合物之間本來(lái)就有很多細(xì)微的縫隙，行業(yè)內(nèi)稱之為界面裂縫。在專業(yè)領(lǐng)域，混凝土在受到壓力前會(huì)產(chǎn)生壓力的原因主要有兩個(gè)。一個(gè)原因是因?yàn)樗嘣趽饺肭逅當(dāng)嚢韬?，?huì)出現(xiàn)水化收縮的現(xiàn)象，之后一旦硬化，又會(huì)因?yàn)楦稍锏牡孛姝h(huán)境形成拉應(yīng)力，最終致使界面裂縫的出現(xiàn)。第二個(gè)原因是因?yàn)槁访嬖诟稍锏倪^(guò)程中，水分的轉(zhuǎn)移會(huì)在一定程度上受到較粗的骨料的阻礙，進(jìn)而水分就會(huì)較多的集中在某一個(gè)地方，這個(gè)時(shí)候，在水分集中的地方就會(huì)產(chǎn)生了一個(gè)界面，行業(yè)內(nèi)稱之為水膜，進(jìn)而致使界面縫隙的產(chǎn)生。除了混凝土受力之前產(chǎn)生會(huì)產(chǎn)生界面縫隙之外，混凝土在受到壓力之后也會(huì)有原生裂縫的產(chǎn)生，這種原生裂縫是細(xì)小的石頭和砂漿的形態(tài)變化不一致導(dǎo)致的。混凝土在受到壓力之后，細(xì)小石頭的實(shí)際彈性模量在客觀條件下比一般的砂漿要大，由于在這個(gè)過(guò)程中還有彎拉應(yīng)力起了共同的作用，使得砂漿在橫向基礎(chǔ)上的變形比細(xì)小的石頭要大上很多，進(jìn)而就會(huì)在細(xì)微石頭的邊緣部位形成一種作用力，物理學(xué)上稱之為拉應(yīng)力，最終導(dǎo)致路面上的界面之間又部分脫離的現(xiàn)象。從以上分析可以看出，由于變形不一致產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得原生裂縫在最開(kāi)始的時(shí)候得以形成，由此可見(jiàn)，界面縫隙最初的發(fā)源地正是界面，然后在地面施工的過(guò)程中，其逐漸延伸到了砂漿之中，到達(dá)一定程度之后，使得面板被穿透，使其被破壞。所以，可以由此得出結(jié)論，在路面混凝土進(jìn)行施工操作的過(guò)程中，務(wù)必切實(shí)提高界面的粘合能力，同時(shí)提施工過(guò)沖中砂漿的強(qiáng)度，這樣才能安全有效地防止界面裂縫的產(chǎn)生。

2路面混凝土的增強(qiáng)機(jī)理

2.1孔結(jié)構(gòu)和水泥石的改善和強(qiáng)化方面

路面混凝土硬化之后形成的水泥石，其實(shí)質(zhì)是由凝膠、晶體、水分和孔等共同作用形成的。從這個(gè)方面來(lái)講，水泥石的內(nèi)聚力大體上取決于孔隙率、孔形狀、孔分布等幾個(gè)主要的參數(shù)數(shù)據(jù)。一般而言，如果孔徑大于0.1 μm，其會(huì)對(duì)水泥石的質(zhì)量會(huì)造成一定程度上的影響，主要表現(xiàn)在強(qiáng)度下降和耐久性能降低。與此對(duì)比，孔徑如果小于0.05 μm，那么其形成的毛細(xì)孔不會(huì)對(duì)水泥石的強(qiáng)度和耐久性等其他性能造成不良的影響。在具體的操作和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，事實(shí)證明，>1 000埃的孔隙之所以會(huì)存在，正是由于水泥石的強(qiáng)度下降和抗?jié)B透性下降形成的，相反的，如果將孔隙調(diào)整到<500埃，水泥石的強(qiáng)度和抗?jié)B透性能會(huì)得到明顯增強(qiáng)。在水泥漿的制作過(guò)程中，一旦其作為一種高強(qiáng)度的粘附劑，粘附力的不同大小是由骨料最表層的濕潤(rùn)效應(yīng)所決定的。從這方面來(lái)說(shuō)，水泥漿對(duì)骨料的濕潤(rùn)范圍和濕潤(rùn)強(qiáng)度越大，其粘附力則就越大，所以最終的混凝土親水性也相對(duì)較好，如此一來(lái)，其表面所具有的石灰?guī)r也使得混凝土的強(qiáng)度在一定程度上提高了很多。

2.2不同混合物之間的粘附力強(qiáng)化方面

在以往的道路路面施工過(guò)程中，一般都是采用所有的混合物放在一起進(jìn)行攪拌的傳統(tǒng)施工方法，在這個(gè)過(guò)程中，混合物之間就會(huì)出現(xiàn)專業(yè)領(lǐng)域所稱的氣界面。同時(shí)，隨著施工人員對(duì)其加水進(jìn)行攪拌，水作為混凝土的原材料之一，必然要與所有的其他材料融合，從而在其他材料表面形成另外一種專業(yè)領(lǐng)域所稱的液界面。也就是說(shuō)，在對(duì)混凝土進(jìn)行施工攪拌的過(guò)程中，有一定的空氣殘留在混凝土的孔隙之中。本文所研究和分析的新型的裹砂石法，其在施工的過(guò)程中，相當(dāng)一部分的水在一開(kāi)始就和砂石的表層界面融合，由此形成了固定的液界面，而后在骨料進(jìn)行潤(rùn)濕操作后，其表面又逐漸形成了氣界面。在這種情況下，一旦施工人員將水泥投放到混合物中，就會(huì)在最短的時(shí)間內(nèi)粘貼到骨料最表面的水膜上面，從這方面考慮，這種新型的裹砂石法對(duì)強(qiáng)化界面層起了很大的作用。

3實(shí)際的應(yīng)用效果

3.1對(duì)比試驗(yàn)

為了推廣路面高質(zhì)量混凝土裹砂石法施工新技術(shù)，湖南省長(zhǎng)沙市市政建設(shè)工程總公司早在2015年年初就曾在岳麓區(qū)相關(guān)的混凝土路面工程施工中，將這種新型的施工方法同傳統(tǒng)的施工方法作了比較試驗(yàn)。表1為該試驗(yàn)的比較結(jié)果。

表1　不同投料、攪拌方法結(jié)果比較

從表1可以看出，對(duì)混合原料按照一定比例進(jìn)行不同批次的投放和攪拌，其效過(guò)比傳統(tǒng)的攪拌方法要好很多，特別是混合物的強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。在三種攪拌方法中，強(qiáng)度增長(zhǎng)最為顯著的則是裹砂石法。

在道路路面的施工過(guò)程中，在保證高質(zhì)量的前提下，適當(dāng)?shù)販p少經(jīng)濟(jì)成本是非常有意義的。為此，在試驗(yàn)的過(guò)程中，試驗(yàn)又做了兩組試驗(yàn)，一組試驗(yàn)沒(méi)有減少水泥的使用量，一組試驗(yàn)則減少了10%的水泥使用量。表2為試驗(yàn)結(jié)果。

表2　不同的水泥量對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)以上試驗(yàn)說(shuō)明，在道路路面施工的過(guò)程中，采用新型的裹砂石法對(duì)混合物進(jìn)行攪拌，不但節(jié)省水泥、降低經(jīng)濟(jì)成本，而且混凝土硬化之后，起抗壓能力和強(qiáng)度都會(huì)得到顯著提高，其平均強(qiáng)度提高值大約為4%。

3.2裹砂石法實(shí)施方案

通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，裹砂石法作為一種新型的路面施工方法，它是諸多攪拌方法中施工效果最好的方法，在實(shí)際的應(yīng)用中，其具體的施工方案如圖1所示。

圖1　裹砂石法混凝土攪拌流程

裹砂石法最關(guān)鍵的操作過(guò)程為漿的制作，建筑領(lǐng)域普遍稱之為水泥漿的制作。其實(shí)質(zhì)就是施工人員按照混合原料的不同比例進(jìn)行分批次添加而形成的一種實(shí)際效果比較好的水泥漿。針對(duì)這種優(yōu)質(zhì)的水泥漿，其并非是普通的具有固定邊圍的外殼，而是一種在施工的過(guò)程中同骨料緊密相連的基材本體。從這個(gè)方面來(lái)說(shuō)，裹砂法制作出來(lái)的水泥漿本身就是水泥石基材的重要組成部分。

4結(jié)論

實(shí)驗(yàn)證明，在不增加攪拌設(shè)備和施工人員，以及攪拌時(shí)間沒(méi)有得到延長(zhǎng)等客觀條件下，采用裹砂石法進(jìn)行按比例、分批次的投放混合原料，其抗壓性能和強(qiáng)度的增加更為顯著，強(qiáng)度提高率在10%到20%之間，與其他投放原料的方法想比，裹砂石法投放的原料次數(shù)少，在操作上更為方便簡(jiǎn)潔，在保證施工質(zhì)量的前提下，可以結(jié)語(yǔ)5%至10%的水泥使用量，從這些方面來(lái)看，裹砂石法更加適合向全國(guó)進(jìn)行深層次的推廣。

參考文獻(xiàn)：

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[3]楊鵬.雙螺旋軸攪拌機(jī)攪拌高強(qiáng)混凝土的攪拌工藝研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2014.

The new construction technology of coated gravel method of high quality concrete of pavement

TAN Li-yuan

(Hunan Road and Bridge Construction Group Co., Ltd., Changsha, Hunan 410116, China)

Abstract:This article objectively researches the new construction technology of coated gravel method of high quality concrete of pavement, analyzes problems may be encountered in the construction process, and proposes the corresponding improvement measures.

Keywords:concrete of pavement; composite mixing; coated gravel method

收稿日期：2015-12-02

作者簡(jiǎn)介：譚立元(1974-)，男，湖南長(zhǎng)沙人，主要從事公路與橋梁施工管理工作。

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.216

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)04-0009-02