范銀鵬 (中國水利水電第十一工程局有限公司,河南 鄭州 450000)
目前我國的公路橋梁工程建設(shè)十分復(fù)雜,有很多公路和橋梁的工程建設(shè)都在一些自然環(huán)境較為惡劣的地區(qū),特別是一些高原高寒的地區(qū),混凝土極容易因為受凍而產(chǎn)生問題,無法保證施工質(zhì)量,甚至?xí)?dǎo)致施工事故的出現(xiàn)。因此,在環(huán)境如此復(fù)雜的情況下,須運用更加可靠的施工技術(shù)才能彌補這一缺陷。
在溫度非常低的條件下,混凝土內(nèi)部的水就會凍結(jié),使其體積有所增加,從而促使混凝土結(jié)構(gòu)破壞,所以在高原高寒地區(qū)冬季進行混凝土施工的時候,務(wù)必要重視控制水灰比。如果水灰比降低了,那么混凝土自身抗凍性就比較好。而目前相關(guān)的施工規(guī)程規(guī)定,冬季的施工過程當(dāng)中水灰比盡量控制在0.55以內(nèi),實際工程中水灰比比這個規(guī)定值更低,為了保證混凝土坍落度符合要求,如果在高原高寒的地區(qū)冬季進行施工,那么就必須要適當(dāng)添加一些減水劑,降低混凝土水灰比。一旦水灰比控制在0.27以內(nèi),雖然混凝土里沒有摻加減水劑或者其他的外加劑,也很有可能會擁有一定的抗凍性。此外,不但要嚴格控制水灰比,而且還要加一些粉煤灰[1]。
在高原和高寒的地區(qū)進行冬季施工時,為了防止凍害,在混凝土中要加入外加劑。為了保障混凝土的早期強度,添加外加劑是非常重要的。特別是一些地質(zhì)條件以及周圍氣候較為復(fù)雜的高原高寒地區(qū),添加外加劑能讓水凝結(jié)點降低提高混凝土的防凍性能,使混凝土的早期強度有所保障,同時也可以減少混凝土在攪拌過程中的用水量,避免混凝土出現(xiàn)凍害。其次,外加劑的添加是非常簡單的,無須使用特別的設(shè)施設(shè)備就可以直接添加?;炷林薪?jīng)常使用的一種外加劑就是防凍劑,其主要的作用原理就是盡量降低混凝土拌和物中的冰點,使一定環(huán)境下的混凝土仍然可以擁有數(shù)量足夠的水,水化作用也可以因此而完成,防止因為水凝結(jié)而導(dǎo)致水化作用難以完成的情況。需要重視防凍劑的濃度,隨著外界溫度的降低,不斷調(diào)整防凍劑的濃度。在高原高寒地區(qū),經(jīng)常會使用到的防凍劑大多都是無機鹽類的[2],常用的防凍劑見表1。
表1 常用的防凍劑
澆筑混凝土的時候,為了保證混凝土溫度滿足施工要求,在拌合之前需要預(yù)熱這些材料。需要置辦體積比較大的積水罐,而容積的大小需要結(jié)合現(xiàn)場施工情況而定,罐體需要選擇金屬的。對整個罐體進行全面密封,在預(yù)熱原材料的時候,主要是用蒸汽加熱的辦法,之后再鋪設(shè)管道,充分地提高原材料溫度。不僅如此,在料堆的下半部分,可以通過使用加熱溫床的辦法在溫床當(dāng)中安裝管道,并且在頂部覆蓋帆布,從而使其中的空間能夠處于一個封閉的狀態(tài)。同時,為了使拌和溫度能夠達到相關(guān)要求,也可以通過搭設(shè)暖棚的方式,在暖棚內(nèi)部儲存水泥,使用電暖器來加熱水泥,使水泥溫度可以處在正常的溫度范圍內(nèi)[3]。
在充分攪拌混凝土之后,混凝土的溫度與周圍環(huán)境的溫度有很大關(guān)系,而且拌和完成的混凝土,很有可能會出現(xiàn)熱量流失。為了保證澆筑過程中的混凝土溫度,需要對運輸環(huán)節(jié)進行保溫。目前,通常使用的保溫方式包括:首先,需要使用罐車運輸混凝土,因為罐車里的空間大多都是較為封閉的,與外界相互之間的接觸較少,溫度下降的較慢。其次,罐車罐體應(yīng)覆蓋保溫材料,所以運輸過程中溫度降低有所緩解。第三,嚴格控制混凝土運輸時間,一般不能夠超過30min。第四,適當(dāng)進行加熱,使用汽車泵時,可以把運料管以及蒸汽管相互纏繞,完成加熱任務(wù)[4]。
混凝土澆筑時,混凝土和周圍環(huán)境很有可能會產(chǎn)生一定的熱交換,熱量會因此而損失,因此采取相對應(yīng)的措施,避免熱量流失。澆筑之前做好準(zhǔn)備工作,比如清理施工現(xiàn)場的冰雪,同時對模板外部的保溫措施也要落實到位,使用鐵絲固定保溫材料,避免因為保溫措施不足而使得混凝土受到冷空氣的侵蝕,必要時爭取一些額外的保溫措施。冬季混凝土澆筑的過程中,盡量讓混凝土在空氣當(dāng)中的暴露時間變短一些。首先,可以通過使用流水線的方法,對不同的環(huán)節(jié)分別進行澆筑;其次,澆筑完之后立即對其振搗,并且抹平混凝土的表面;再次,就是通過一些更加有效的辦法完成保溫任務(wù)。
保溫和養(yǎng)護的方法很多,目前常用的方法有蓄熱法以及綜合蓄熱法等。水泥如果發(fā)生了水化反應(yīng),那么就會產(chǎn)生熱能,混凝土表面必須要覆蓋保溫材料,只有這樣才能夠讓入模的溫度更加有所保障,避免出現(xiàn)水化物熱散失的情況。蓄熱法主要指的就是在混凝土表面覆蓋保溫材料,進行保溫養(yǎng)護。該方法工藝相對較為簡單,而且成本極為低廉,一般情況下不用使用外部熱源,雖然相對較為節(jié)能環(huán)保,但混凝土強度增長的速度是比較慢的,因此較為適合使用在一些強度更高的混凝土上,這種方法很有可能會受到周圍環(huán)境的影響,所以使用范圍較為有限。綜合蓄熱法主要是在蓄熱法的基礎(chǔ)上,利用水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量及時進行養(yǎng)護,混凝土拌合的時候可以添加適當(dāng)?shù)耐饧觿?,讓混凝土能夠盡早達到設(shè)計強度。這種方法重要的優(yōu)勢就是工藝相對較為簡單,而且成本比較低。
暖棚法以及蓄熱法之間是有很大差別的,主要是通過使用外部設(shè)施提高養(yǎng)護溫度。在現(xiàn)場搭設(shè)暖棚就可以通過外部熱源完成加熱工作,溫度可以始終保持在一定范圍內(nèi),使混凝土的溫度達到標(biāo)準(zhǔn)要求。通過這樣的方法,可以讓冬季混凝土施工和其他季節(jié)之間的差異減小,從而提高工作效率,但是這樣的方法成本比較高。
蒸汽養(yǎng)護法,一般情況下,將蒸汽作為外部的熱源直接或間接給混凝土輸送蒸汽,確?;炷琉B(yǎng)護溫度滿足施工要求。這種方法的優(yōu)點是蒸汽熱量較高,而且濕度很大,成本較為低廉,缺點是溫度和濕度很難維持穩(wěn)定均勻性,因此混凝土的強度很有可能會降低,若水蒸氣不穩(wěn)定,熱能使用率就會相對較低,現(xiàn)場必須要增設(shè)更多的管道,因此工作難度變得更高。
綜上所述,在一些高原寒冷的地區(qū)進行冬季混凝土施工的時候,要重視配合比,選擇正確的外加劑,對原材料必須要預(yù)熱,同時注意混凝土的運輸保溫,以及對混凝土澆筑過程當(dāng)中的溫度控制,要盡量避免混凝土因為受凍而出現(xiàn)凍害的情況,從而保證混凝土施工質(zhì)量。