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      路面水泥混凝土質(zhì)量與施工控制

      2011-12-02 13:40:30梁同信張彩哲張麗莎
      商品混凝土 2011年12期
      關(guān)鍵詞:切縫外加劑骨料

      梁同信,張彩哲,張麗莎

      (華通混凝土有限公司,河北 滄州061000)

      水泥混凝土路面,又稱為剛性路面、白色路面或混凝土路面。按組成材料的不同,可分為:素混凝土路面、鋼筋混凝土路面、預(yù)制混凝土路面、預(yù)應(yīng)力混凝土路面、鋼纖維混凝土路面等。

      水泥混凝土路面具有較高的抗壓、抗折、抗磨耗、耐沖擊等力學(xué)性能。不怕日曬雨淋、不怕嚴(yán)寒酷暑、經(jīng)得起干濕與凍融循環(huán)的良好穩(wěn)定性和耐久性,具有板體剛性大、荷載應(yīng)力分布均勻、板面厚度較薄、易鋪筑與整修的優(yōu)良性能,被廣泛應(yīng)用于各種道路。

      在實際施工過程中由于施工隊伍的水平參差不齊,對路面混凝土的性能要求不了解,造成了很多混凝土路面通車后不久就出現(xiàn)了起皮、泛砂、耐久性差等通病,影響了道路的使用功能。要避免以上情況發(fā)生,做出質(zhì)量過硬的混凝土路面,則需要從材料選擇、混凝土生產(chǎn)、施工過程、養(yǎng)護(hù)等各方面做到有效控制。

      1 材料要求

      道路混凝土的組成材料與普通混凝土基本相同,但對材料質(zhì)量要求有一定的差別。道路混凝土組成材料包括:水泥、細(xì)骨料、粗骨料、摻合料、外加劑等。

      1.1 水泥

      混凝土的質(zhì)量很大程度上取決于水泥的質(zhì)量,對于路面用水泥應(yīng)優(yōu)先選用抗拉強(qiáng)度高、干縮性小、耐磨性強(qiáng)、抗凍性好的水泥。主要采用道路硅酸鹽水泥、也可采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥;建議強(qiáng)度為:高等級路面與飛機(jī)場跑道所用的水泥不小于52.5MPa,其余不小于42.5MPa。施工中根據(jù)實際情況還可對水泥的技術(shù)指標(biāo)作具體要求。

      1.2 細(xì)骨料

      混凝土中0.16~5mm 范圍的骨料稱為細(xì)骨料,包括天然砂(河砂、海砂或山砂)、人工砂等。

      優(yōu)質(zhì)混凝土用砂應(yīng)有較高的密度和較小的比表面積,這樣既可以保證良好的工作性,又保證硬化后的混凝土具有較好的強(qiáng)度和耐久性,還可以達(dá)到節(jié)約材料的目的。為提高混凝土的耐磨性,小于0.080mm 的顆粒不應(yīng)超過3%。道路混凝土所用砂的細(xì)度模數(shù)一般控制在2.6~2.8 之間。

      細(xì)骨料含泥量應(yīng)不大于3%,不宜含有泥塊,硫化物及硫酸鹽含量(折算為SO3)不得大于1%,比色法測定有機(jī)質(zhì)含量,顏色不深于標(biāo)準(zhǔn)色,不得含有石灰、煤渣、草根等雜物。

      1.3 粗骨料

      為保證混凝土具有足夠的強(qiáng)度、良好的抗滑性、耐磨性及耐久性,配制道路混凝土的粗骨料多采用質(zhì)地堅硬、潔凈、耐久、級配良好的碎石或卵石。最大粒徑最好控制在40mm 以下。還應(yīng)符合路面混凝土用碎(卵)石的質(zhì)量要求及級配要求。

      1.4 摻合料

      道路混凝土在摻加粉煤灰時,應(yīng)使用符合標(biāo)準(zhǔn)的I、II 級干排灰或磨細(xì)灰;使用硅灰或磨細(xì)礦渣時,使用前應(yīng)經(jīng)試配檢驗,確保路面的混凝土彎拉強(qiáng)度、工作性、耐磨性、抗凍性等技術(shù)指標(biāo)。摻合料的摻量應(yīng)由試驗確定。

      1.5 外加劑

      為了改善道路混凝土的技術(shù)性能,有時在混凝土的制備過程中必須加入一定量的外加劑。在配制混凝土的過程中,常用的外加劑有減水劑、調(diào)凝劑與改變混凝土含氣量的外加劑。需要摻加何種外加劑及摻量要根據(jù)施工中的具體情況確定。

      2 工作性要求

      為保證施工質(zhì)量,對混凝土的工作性也有具體要求。工作性(和易性)主要包括:坍落度、保水性、粘聚性、密實性等。

      3 配合比設(shè)計

      路面混凝土配合比設(shè)計應(yīng)按抗折強(qiáng)度設(shè)計,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為:《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F30—2003。28d 抗彎拉配制強(qiáng)度均值為fc:

      式中 fc——配制28d 彎拉強(qiáng)度的均值,MPa;

      fr——設(shè)計彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,MPa;

      s——彎拉強(qiáng)度試驗樣本的標(biāo)準(zhǔn)差,MPa;

      t——保證率系數(shù),應(yīng)按表1 確定。

      Cυ——彎拉強(qiáng)度變異系數(shù),應(yīng)按統(tǒng)計數(shù)據(jù)在表4.1.2-2(見文中表2)的規(guī)定范圍內(nèi)取值;在無統(tǒng)計數(shù)據(jù)時,彎拉強(qiáng)度變異系數(shù)應(yīng)按設(shè)計取值;如果施工配制彎拉強(qiáng)度超出設(shè)計給定的彎拉強(qiáng)度變異系數(shù)上限,則必須改進(jìn)機(jī)械裝備和提高施工控制水平。

      4 混凝土生產(chǎn)中細(xì)節(jié)控制

      混凝土試配與生產(chǎn)中應(yīng)充分考慮以下因素:

      (1)試配中摻合料的摻量應(yīng)充分考慮。不能只考慮降低料的下部,膠體與骨料粘結(jié)面積減少,使粘結(jié)力減小,這也會降低混凝土強(qiáng)度?;炷撂涠仍酱髣t硬化后的收縮性越大,裂縫的可能性也就越大,從而影響了混凝土質(zhì)量。

      (3)嚴(yán)格控制砂中的泥塊含量。混凝土中的泥塊經(jīng)振搗后會上浮到表面,道路經(jīng)通車使用后會形成蜂窩,影響混凝土外觀與質(zhì)量。

      (4)摻加緩凝成分的路面混凝土要充分考慮天氣(氣溫、溫差、風(fēng)速、陰雨等等)因素的影響,合理調(diào)整凝結(jié)時間(特別是春秋季節(jié)氣溫變化大,空氣濕度小,且風(fēng)力較大)。避免混凝土因凝結(jié)時間過長,施工過程中會出現(xiàn)皮硬心軟的現(xiàn)象,最終造成表層龜裂、平整度欠佳的缺陷。

      表1 保證率系數(shù)t

      表2 彎拉強(qiáng)度變異系數(shù)取值

      圖1 坍落度控制

      5 施工中的細(xì)節(jié)控制

      (1)混凝土路面施工基層多為水穩(wěn)基層或白灰土基層。水穩(wěn)基層施工中應(yīng)清除表面雜物并使基層濕潤后再施工;白灰土基層中不應(yīng)有未消解的白灰塊,不應(yīng)有未碾壓成型的灰土,且宜灑水濕潤后施工,避免施工后灰塊膨脹或下層混凝土失水過多,形成鼓包或收縮裂縫。

      (2)嚴(yán)禁向混凝土罐車內(nèi)加水調(diào)整坍落度。工地施工隊伍為了省力與追求施工進(jìn)度,有時會向混凝土罐車內(nèi)加水調(diào)整坍落度,這樣向混凝土中亂加水嚴(yán)重?fù)p害了混凝土質(zhì)量,造成拌合物水灰比差異、強(qiáng)度不均,造成質(zhì)量隱患。

      (3)施工時混凝土應(yīng)振搗均勻密實,避免過振。以充分保證混凝土硬化后質(zhì)量的穩(wěn)定性。振搗不密實,混凝土在硬化過程中,水分逐漸蒸發(fā),在混凝土內(nèi)部形成空隙,水分越多,生產(chǎn)成本,而忽視摻合料的摻加對混凝土質(zhì)量的影響,在滿足施工的前提下,摻合料少摻或不摻為宜。

      (2)控制好混凝土施工坍落度(見圖1)。路面施工混凝土坍落度越小越好,即使因施工條件限制要求坍落度較大時,施工坍落度也不宜大于100mm。坍落度過大會造成施工振搗后拌合物分層離析,低密度構(gòu)成材料上浮,造成表層水灰比變大,強(qiáng)度降低;易產(chǎn)生裂縫、脫皮、泛砂現(xiàn)象(見圖2),影響施工混凝土質(zhì)量。坍落度大時,多余的游離水分往往先附著在骨空隙越多,從而降低了混凝土的密實度和強(qiáng)度。

      (4)抹面時嚴(yán)禁向混凝土表面灑水。表面灑水雖然有利于施工,但是會嚴(yán)重影響混凝土的表層水灰比,造成表層強(qiáng)度降低,道路使用后易產(chǎn)生脫皮、龜裂、泛砂等現(xiàn)象。

      (5)做好冬季施工混凝土路面的保溫工作,避免路面受凍。

      圖2 表面泛砂現(xiàn)象

      6 養(yǎng)護(hù)控制

      混凝土路面的強(qiáng)度及耐久性與養(yǎng)護(hù)的到位與否有直接的關(guān)系。路面的表面修整完畢后,應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù),在混凝土養(yǎng)護(hù)初期,為保證混凝土正常水化,應(yīng)采取措施避免陽光照射,防止水分蒸發(fā)和風(fēng)干?;炷涟迕娴拿谒Ш?,可噴灑養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù),但必須噴灑均勻、到位,養(yǎng)護(hù)劑噴灑量要足夠。也可以采取灑水濕養(yǎng),即用濕草簾或麻袋等覆蓋在混凝土板表面,每天灑水至少2~3 次。保證混凝土路面處于濕潤狀態(tài),并特別注意接縫等路面薄弱處的養(yǎng)護(hù)。

      養(yǎng)護(hù)時間:養(yǎng)護(hù)時間要保證混凝土抗彎拉強(qiáng)度達(dá)到3.5MPa以上,具體時間根據(jù)季節(jié)氣溫等環(huán)境因素或同條件試塊強(qiáng)度確定。

      圖3 切縫時間偏晚形成的非預(yù)定裂縫

      7 切縫控制

      橫向縮縫在混凝土硬化后,在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)用切縫機(jī)進(jìn)行切割。切割過早混凝土強(qiáng)度不足,會使骨料從砂漿中脫落,而不能切出整齊的縫;切縫過晚,不僅使切割造成困難,而且會使混凝土板在非預(yù)定位置出現(xiàn)早期裂縫(見圖3)。適時的切縫時間,應(yīng)控制在混凝土有足夠的強(qiáng)度,而收縮應(yīng)力尚未超出其強(qiáng)度范圍時,它隨混凝土的組成性質(zhì)、施工氣候條件等因素而變化。

      實踐表明:適時的切縫時間,一般可掌握在施工溫度與施工后時間的乘積為200~300℃·h,或混凝土的抗壓強(qiáng)度為5.0~8.0MPa 時比較合適。切縫方法以調(diào)深調(diào)速的切縫機(jī)鋸切效果好。為減少早期裂縫,切縫可采用“跳倉法”,即每隔幾塊板切一道縫,然后再逐塊切割。切縫深度一般為板厚的1/3,如果切縫太淺會引起不規(guī)則斷板。

      8 結(jié)束語

      總之,影響路面混凝土質(zhì)量的因素很多?;炷脸鰪S質(zhì)量、施工單位的施工水平、氣候因素的影響等都會最終影響混凝土路面的質(zhì)量。要做出質(zhì)量過硬的混凝土路面,需要各方相互溝通,密切合作,充分利用各種有利因素,避免不利因素的影響,才能做出質(zhì)量過硬的混凝土路面。

      [1] GTJ F30-2003.公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

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