內蒙古牙克石市位于大興安嶺中脊中段西坡,呼倫貝爾草原東端。經緯度為北緯49.17,東經120.40。冬季嚴寒漫長,年平均氣溫-1℃—-5℃,無霜期僅為70天—95天。根據施工規范規定,當室外平均氣溫連續五天低于攝氏5℃時即轉入冬季施工。由于地處高寒地區,道路施工質量要求更加嚴格,工序間協作性要求更高,本文從道路施工的重要材料——混凝土的施工工藝角度來談在高寒地區公路道路施工的一些經驗。
1混凝土在正常溫度下要有預養期
混凝土凍結前,要使其在正常溫度下有一段預養期,以加速水泥的水化作用,使混凝土獲得不遭受凍害的最低強度,可以加速水泥的水化作用。混凝土受凍前預養期愈長,強度損失愈小
當溫度降低到0℃時,存在于混凝土中的水有一部分開始結冰,參與水泥水化作用的水相對減少,強度增長相應較慢。溫度繼續下降,存在于混凝土中的水完全變成冰時,水泥水化作用基本停止,此時強度就不再增長。 水變成冰后,體積約增大9%,同時產生約2500千克每平方厘米的冰脹應力。這個應力值常常大于水泥石內部形成的初期強度值,使混凝土受到不同程度的破壞而降低強度。此外,當水變成冰后,還會在骨料和鋼筋表面上產生顆粒較大的冰凌,減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結力,從而影響混凝土的抗壓強度。當冰凌融化后,又會在混凝土內部形成各種各樣的空隙,而降低混凝土的密實性及耐久性。在冬季混凝土施工中,水的形態變化是影響混凝土強度增長的關鍵。。
混凝土化凍后(即處在正常溫度條件下)繼續養護,其強度還會增長,不過增長的幅度大小不一。對于預養期長,獲得初期強度較高(如達到R28的35%)的混凝土受凍后,后期強度幾乎沒有損失。而對于安全預養期短,獲得初期強度比較低的混凝土受凍后,后期強度都有不同程度的損失。
2 要嚴把高寒地區混凝土質量關
在道路工程開工前,要對該類分項工程預先進行的施工試驗。要通過分析比較,確定出抗壓強度、抗凍性能、抗滲性能等技術要求中哪一個是設計控制指標。混凝土中防凍劑在添加前應做好模擬試驗,以核實有關技術措施,應了解混凝土中摻入抗凍劑的性能,并做好相應的防凍保暖措施。對于有限期拆模要求的混凝土,還應適當提高混凝土設計等級。要根據砂石骨料、外加劑的檢驗成果,結合混凝土的級配并充分考慮混凝土拌合生產實際過程中的砂漿量損失,選擇、設計好粗骨料的混合比例及砂率。要對施工單位提供的各種工藝試驗數據進行復核,并確定是否能全面指導施工。路基、路面大規模開工前,必須做一試驗路段,質檢人員要對試驗路段的材料、施工工藝進行檢查。同時按高寒地區道路施工規范要求對試驗路段進行檢查,試驗路段合格后方可進行大規模施工。
進入寒冷季節后,質量管理人員要隨時關注氣溫,按照每天的氣溫在施工現場督促施工人員按規范施工,并隨時抽查混凝土的砂、石料、水的稱量是否準確,鋼筋的焊接和綁扎長度是否達到規范要求等。對于混凝土的拌制、運輸、澆筑還應嚴格控制溫度,認真做好各階段測溫工作,如發現混凝土溫度下降或遇寒流襲擊,應立即采取補加保溫層或人工加熱,以防止混凝土受凍。
冬季施工的混凝土宜選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,水泥標號不宜低于32.5號。每立方米混凝土中的水泥用量不宜少于300kg,水灰比不應大于0.6,并加入防凍劑。拌制混凝土用的骨料必須清潔,不得含有冰雪和凍塊,以及易凍裂的物質。在摻有含鉀,鈉離子的外加劑時,不得使用活性骨料。在有條件的時候,砂石篩洗應搶在零上溫度時做,并用塑料紙,油布蓋好。混凝土混凝土的運輸和澆筑
混凝土攪拌場地應盡量靠近施工地點,以減少材料運輸過程中的熱量損失。 混凝土澆筑前,應清除模板和鋼筋上、新老混凝土交接處的冰雪。預應力混凝土構件在進行孔道和立縫的灌漿前,澆灌部位的混凝土必須經預熱,并采用熱的水泥漿、砂漿或混凝土。澆灌后在正溫下養護到強度不低于15Mpa。添加防凍劑時,嚴禁使用高鋁水泥。摻加防凍劑時,初期養護溫度不低于防凍劑的規定溫度。當養護溫度降到防凍劑規定溫度以下時混凝土的強度不低于3.5MPa。
水泥混凝土的施工質量是道路施工質量的關鍵,氣溫地獄攝氏零度后,為保證混凝土的強度,建筑隊施工時必須對配合比設計、原材料選用及混凝土攪拌三個方面進行嚴格控制,按規定摻入防凍劑。混凝土澆注前要作好周密安排,保證混凝土澆注的連續性。要加強混凝土內外溫差的控制,密切關注施工環境,做好氣溫突變的應對工作,認真制取相同數量的試件與結構在相同的環境條件下養護,檢查試件強度以指導施工。在重視大型結構物施工的同時,不忽視小型預制構件制作。發現拌合生產過程中的問題,應及時調整、搞好控制。混凝土的拌合,出機口拌合物的溫度不能低于15℃左右,拌合用水加熱時,溫度不要超過60℃,對拌合水溫、出機口溫度應根據實際情況定時檢測。混凝土澆筑完畢后,立即使用聚氨酯隔熱板搭建取暖棚。鋼模板周圍使用聚氨酯隔熱板維護并且覆蓋保溫養護膜,同時生爐點火。