1.引言
对于大风干燥大温差区域来说,水泥混凝土施工过程中极易出现各种类型的裂缝,严重影响施工质量和安全,因此要严格控制水泥混凝土施工技术水平。在这类区域进行混凝土施工会加速水泥混凝土内部水分的流失,如果没有在后期进行混凝土的养护工作,就会因凝固时间过快而出现裂缝。大风干燥大温差区域水泥混凝土施工质量的好坏,相关技术以及后期养护占有很重要的作用,因此在实际的施工中,相关技术人员要严格管控水泥混凝土施工技术应用,并做好后期的混凝土养护工作,最大限度的提高施工质量。
2.工程概况
项目依托国道331线乌珠尔至北银根公路工程项目位于内蒙古自治区乌拉特中旗,全长187.649KM,全线共设置大桥2座、中桥6座、小桥8座、涵洞191道、分离式立交桥2座、养护工区2处,临时休息区2处。项目所在地降雨量少蒸发量较大,风能富集,昼夜温差大,属典型的中温带大陆性季风气候,具有高原寒暑剧变的特点,十分不利于混凝土工程的施工,因此就干燥、大风、大温差气候区地区混凝土施工质量控制技术进行研究是很有必要的。
3.干燥大风大温差混凝土施工技术
3.1施工前期准备
一是针对设计、施工工艺和环境条件等因素,制定严密的混凝土施工组织方案,建立完善的施工质量保证体系和健全的施工质量检验制度,明确施工质量检验方法;二是对设计文件进行复核,保证施工中采用的相关标准和技术指标正确无误;三是对参建人员的资格、施工设备的完好性、原材料和配合比的适用性、工艺方法的可行性、试验检验手段的科学性等进行复查,保证混凝土工程顺利施工;四是多次查验混凝土原材料是否符合施工标准;五是检测计量设备的精度。
3.2混凝土的拌合要点
3.2.1温度控制
当气温在5℃以下时可以加热水拌和,但水温不宜高过60℃。若加热水不能满足要求时,再加热砂和石子,加热后的温度:砂子不能超过60℃,石子不能超过40℃。水泥在使用前应在室内进行储存,但是应避免加热。
当气温高于30℃时,加冰水拌和混凝土,可将混凝土温度降低约20℃。混凝土泵管上可覆盖土工布等保水材料并经常喷水保持湿润;对高强度混凝土最好选择在夜间或阴天施工。
3.2.2工艺要求
首先选择强制式搅拌机;混凝土料仓分为骨料料仓、粉料料仓和液体料仓;
当原材料及配合比不变时,搅拌机类型及转速、搅拌时间、投料顺序对混凝土混合料的质量有很大影响;
3.3混凝土的运输
一是运输时间不应超过混凝土的初凝时间;二是运输期间,应确保混凝土不发生离析、漏浆、泌水及坍落度损失过多等现象;三是当长距离运输混凝土时,宜采用搅拌车运输。对于高温季节里长距离运输混凝土的情况,可以考虑搅拌车的延迟搅拌,使混凝土到达工地时仍处于搅拌状态。近距离运输混凝土时,宜采用混凝土泵、混凝土料斗或皮带运输;四是采用搅拌运输车运送混凝土时,运输过程中宜以2~4r/min的转速搅动;当搅拌运输车到达浇灌现场时,应高速旋转20~30s后再将混凝土拌合物喂入泵车受料斗或混凝土料斗中;五是混凝土的运输道路要求平坦,应以最少的运转次数、最短的时间从搅拌地点运至灌筑地点。考虑到运输过程中干燥、大风环境的影响,混凝土拌合物运输时间应在满足《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204—2002)规定的基础上适当缩短,建议满足表1的规定。
表1混凝土拌合物运输时间限值
3.4混凝土的灌筑要点
一是提前制定灌筑工艺,明确结构分段分块的间隔灌筑顺序和钢筋的混凝土保护层厚度控制措施;明确灌筑进行方向和入模点,尽可能实行对称入模灌筑混凝土;二是基底为非粘性土或干土时,应灌筑垫层;基底为岩石时,应加以润湿,并铺一层厚20~30mm的水泥砂浆,然后于水泥砂浆凝结前灌筑第一层混凝土;三是提前根据结构截面尺寸、环境条件等研究确定必要的降温防裂措施;四是混凝土入模温度宜为5~30℃,大体积混凝土入模温度不宜超过28℃。新浇混凝土与邻接的已硬化混凝土或岩土介质之间的温差应不大于15℃;五是混凝土应分层进行灌筑,不得随意留置施工缝。其分层厚度(指捣实后厚度)应根据搅拌机的能力、运输条件、灌筑速度、振捣能力和结构要求等条件确定,表2中的数值可供参考,但最大摊铺厚度不宜大于400mm,泵送混凝土的摊铺厚度不宜大于600 mm;六是混凝土灌筑应连续进行。当因故间歇时,其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。对不同混凝土的允许间歇时间应根据环境温度、水泥性能、水胶比和外加剂类型等条件通过试验确定。当允许间歇时间已超过时,应按灌筑中断处理,同时应留置施工缝,并作出记录。
表2混凝土的灌筑层厚度
3.5混凝土的振捣要点
一是混凝土灌筑过程中,应随时对混凝土进行振捣并使其均匀密实。振捣宜采用插入式振捣棒垂直点振,也可采用插入式振捣棒和附着式振捣器联合振捣。混凝土较粘稠时,应加密振点;二是混凝土的捣实,一般均应使用插入式振捣棒振捣;混凝土构件顶面部分,预应力混凝土构件或其他薄层部位可用平板振捣器振捣;三是混凝土振捣密实的一般标志是混凝土液化泛浆后,其表面基本不再下沉、气泡不持续涌出,泛浆、表面平坦;四是不得在模板内利用振捣棒使混凝土长距离流动或运送混凝土,以致引起离析。混凝土捣实后1.5h到24h之内,不得受到振动;五是混凝土振捣过程中,应避免重复振捣,防止过振。应加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况,防止在振捣混凝土过程中产生漏浆;六是 应根据结构尺寸和钢筋间距情况,合理选择振捣工艺,选择不同型号的振捣工具;七是表层混凝土振捣完成后,应及时修整、抹平混凝土裸露面,待定浆后再抹第二遍并压光或拉毛。抹面时严禁洒水,并防止过度操作影响表层混凝土的质量。
4.混凝土的养护工作
4.1混凝土拆模要点
一是拆模时应采取有效措施防止混凝土在拆模过程中开裂。在低温、干燥、大风环境下不宜拆模。拆除模板时,不得影响或中断混凝土的养护工作。拆模后的混凝土达到100%设计强度后,方可承受全部设计荷载;二是混凝土的拆模时间除需考虑拆模时的混凝土强度应满足规定的要求外,还应考虑拆模时混凝土的温度不能过高,以免混凝土接触空气时降温过快而开裂;三是在寒冷季节,若环境温度低于0℃时不宜拆模。在炎热和大风干燥季节,应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺;四是拆模宜按立模顺序逆向进行,不得损伤混凝土,并减少模板破损。当模板与混凝土脱离后,方可拆卸、吊运模板;五是拆除临时埋设于混凝土中的木塞和其它预埋部件时,不得损伤混凝土。
4.2混凝土养护技术
考虑到冬季、夏季均存在温差大的情况,若采取的养护措施不合理,会导致混凝土内外产生较高的温度梯度,形成过高的温度应力,造成温度裂缝的发生。为减缓混凝土温度梯度,防止过高的温度应力,防止施工期发生温度裂缝,就需要采用包裹养护膜的方式进行养护。另外,考虑到国道331项目的这种干燥、大风环境,对混凝土表面水分的散失影响较大,会导致混凝土的自收缩、塑性收缩、干燥收缩的加大,综合作用下导致产生较为严重的收缩裂缝。可以通过采用包裹吸水材料和保温保湿膜的方式进行养护,这种方法可将混凝土表面予以密封,阻止混凝土中的水分蒸发,使混凝土保持或接近饱水状态,保证水泥水化反应的正常进行,还防止混凝土表面的水分散失,来减少收缩裂缝的产生。
综合考虑干燥、大风、大温差的环境,以下几种方式进行混凝土的养护:一是当环境昼夜平均气温连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃时,混凝土施工应按冬期施工考虑,此时可在结构物表面包一层保温保湿膜,并进行蓄热养护的方式进行混凝土养护;二是可采用双重养护措施,即结构物表面覆一层浸水吸水材料,外包一层保温保湿膜。
5.结束语
综上所述,在干燥大风大温差环境下进行混凝土施工,对水凝混凝土施工技术水平要求非常高,这就需要施工单位在实际的施工期间,选择最佳的施工技术,同时还要严格把控施工中每个环节的施工质量,及时发现施工中存在的问题,并找到最佳的解决措施,最大限度的提高整体水泥混凝土施工质量。
参考文献
[1] 胡锐鹏; 张戎令; 赵文斌; 祁强; 王朦诗; 马娇娇.大温差地区不同养护方式下混凝土桥墩温度场及变形性能分析[J].硅酸盐通报,2017-12-15
[2]李志升.土建施工建设中的混凝土施工技术初探[J].居舍.2019(35)
[3] 王方亮.干寒戈壁地区高墩混凝土智能带模养生技术研究[C].全国第二届品质工程论坛暨惠清高速公路绿色科技示范工程现场观摩会论文集(续), 2019-07-10