冬季水泥混凝土道路施工養(yǎng)護(hù)

岳 鵬

(開封市恒通市政工程有限公司，開封 475001)

冬季水泥混凝土道路施工養(yǎng)護(hù)

岳 鵬

(開封市恒通市政工程有限公司，開封 475001)

近年來，在社會經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步的背景下，我國加快了城市建設(shè)。技術(shù)的進(jìn)步，使得水泥混凝土成為我國道路施工建設(shè)的主要材料。這種材料和技術(shù)是對傳統(tǒng)道路建設(shè)手段的革新，然而它也存在著一定的不足，即受氣候因素影響嚴(yán)重。加強(qiáng)對水泥混凝土不同季節(jié)情況下的施工養(yǎng)護(hù)研究，對于促進(jìn)路面建設(shè)和我國城市建設(shè)具有重要意義。本文將從冬季水泥混凝土道路施工養(yǎng)護(hù)角度出發(fā)，具體討論混凝土的凍害及其成因，并在實(shí)踐基礎(chǔ)上總結(jié)水泥混凝土的防凍措施。

冬季；水泥混凝土；道路施工養(yǎng)護(hù)

前言：在社會經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步的背景下，我國的道路建設(shè)技術(shù)取得了較大的進(jìn)步。近年來，城市發(fā)展速度加快，道路的建設(shè)有時不得不違反季節(jié)的限制性因素進(jìn)行，冬季水泥混凝土道路施工成為常見現(xiàn)象。因此，相關(guān)部門及專家有必要加強(qiáng)對養(yǎng)護(hù)問題的研究，促使城市建設(shè)更加順利，從而促進(jìn)國家的發(fā)展。薄壁結(jié)構(gòu)是這種道路面板的主要特點(diǎn)，同傳統(tǒng)的技術(shù)相比，它擁有更大的體積，需要更大的占地面積，因此通過加熱原料來防止其受凍的傳統(tǒng)方式已經(jīng)不再適用，現(xiàn)階段要想促進(jìn)我國道路建設(shè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，加強(qiáng)對冬季水泥混凝土道路施工養(yǎng)護(hù)問題的研究具有重要意義。

一、冬季水泥混凝土道路產(chǎn)生凍害的原因

在水化作用下，混凝土的強(qiáng)度有明顯增長的特點(diǎn)，因此在氣溫高于五攝氏度的條件下更適合應(yīng)用其進(jìn)行道路建設(shè)。如果在冬季施工，混凝土中的水分就會結(jié)冰，這樣一來，混凝土的強(qiáng)度就會下降。并且由于結(jié)冰，水的體積瞬間增大，將嚴(yán)重破壞混凝土的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其變得松散。所以，正常狀況下，一旦氣溫降到零下五攝氏度以后，就不能夠繼續(xù)進(jìn)行道路建設(shè)，而如果氣溫尚未低于零下五攝氏度，可以在一定程度上的防護(hù)下進(jìn)行施工[1]。

二、混凝土凍害相關(guān)影響因素

（一）內(nèi)部與外部因素

氣溫較低情況下，導(dǎo)致混凝土容易遭到凍害的原因很多，其中內(nèi)部因素指的是混凝土自身的質(zhì)量問題，其中包括水分與灰的比例、配合率、水泥、骨料等；而外部因素指的是道路建設(shè)的施工環(huán)境問題，其中包括空氣濕潤條件、凍融速度與溫度等[2]。

（二）施工因素

在進(jìn)行道路建設(shè)的過程中，混凝土出現(xiàn)凍害，不僅受其內(nèi)在性質(zhì)和外界環(huán)境的影響，還與施工過程中各項(xiàng)人為因素息息相關(guān)。例如，人為的造成配合比例的失調(diào)、拌合和澆搗過程中技術(shù)失誤以及相關(guān)的養(yǎng)護(hù)不足等。種種因素共同影響著混凝土凍害的程度及嚴(yán)重性。具體分析其原因可以發(fā)現(xiàn)，首先，較低的設(shè)計(jì)抗凍標(biāo)號。該指標(biāo)對于混凝土抗凍能力的標(biāo)準(zhǔn)具有重要意義。在現(xiàn)階段的施工條件下，施工人員通常會忽略掉凍融破壞因素，在不確定該指標(biāo)的具體數(shù)值情況下就開始進(jìn)行建設(shè)工作；其次，材料品質(zhì)問題。施工過程中，考察混凝土是否能夠具有較高的能力來抵抗凍融現(xiàn)象，與其自身的材料品質(zhì)及抗凍性能具有較大的關(guān)系，同時，施工過程中如果需要混凝土擁有較高的抗凍性，那么提高抗凍標(biāo)號提高就要靠添加加氣劑來完成；再次，施工與養(yǎng)生過程中，影響混凝土抗凍性能的主要因素是不嚴(yán)格的配合比例、過大的水灰比例、不均勻的人工攪拌、不密實(shí)的振搗和滋潤養(yǎng)生遭到忽視等因素。值得注意的是，混凝土的受凍如果產(chǎn)生在養(yǎng)生初期，那么它的抗凍融破壞能力將會大幅度下降[3]。

三、防凍措施

在冬季道路施工過程中，加強(qiáng)對施工和養(yǎng)生過程的控制，對于混凝土抗凍水平的提高具有重要作用，其中，質(zhì)量控制最為關(guān)鍵。在綜合考慮混凝土相關(guān)凍害影響因素的條件下，應(yīng)重點(diǎn)從加強(qiáng)原材料選擇、配合比、澆筑和養(yǎng)生階段著手來提高養(yǎng)護(hù)工作效率。

（一）科學(xué)選擇原材料

1. 適用抗凍能力更高的水泥

水泥的選擇過程中，要以其抗凍性為標(biāo)準(zhǔn)，抗凍性越高越好。在我國現(xiàn)階段生產(chǎn)的水泥當(dāng)中，其抗凍性高低各有不同，其中抗凍性能最強(qiáng)的是硅酸鹽水泥，最差的是粉煤灰硅酸鹽水泥。因此，硅酸鹽水泥成為冬季道路施工過程中必不可少的原材料[4]。

2. 添加外加劑

大部分情況下，添加外加劑對于混凝土抗凍能力的提升具有明顯作用。添加時，要根據(jù)水泥的重量按照百分比來計(jì)算。如加氣劑應(yīng)該以最高萬分之一的比例計(jì)算；減水劑應(yīng)在最高百分之一以內(nèi)；防凍劑的最高比例是百分之五等[5]。

（二）合理的混凝土配合比例

混凝土的配合比和水灰比是否合理，對于提高混凝土的抗凍能力具有重要作用。其中還要充分考慮混凝土中空氣的含量以及它所包含的最優(yōu)砂率。而所有的影響因素當(dāng)中，水灰比的影響較大。混凝土在發(fā)生水化作用時，它的水分重量只占水泥總重量的最高百分之三十。然而，通常在施工過程中都要充分考慮到施工的和易性，因此要不斷加大水量，甚至水量可以在百分之七十以上。大大增加的水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了水化反應(yīng)的需求，這樣一來，水分就以游離的形式包含在混凝土內(nèi)，這些游離水，會導(dǎo)致孔隙的增加，這樣就會降低混凝土的密度，也因此導(dǎo)致混凝凍抗凍性減弱。當(dāng)溫度低到一定程度以后，就會結(jié)冰，道路施工過程中就無法進(jìn)行混凝士抹面作業(yè)。冬季水泥混凝土道路施工過程中，砂率的掌握至關(guān)重要。并且，水灰比例應(yīng)該在0.6以內(nèi)[6]。

（三）澆筑混凝土

首先，冬季水泥混凝土道路施工的養(yǎng)護(hù)，應(yīng)盡量充分的攪拌混凝土，促使其更加均勻透徹，由此更能夠提高其抗凍能力。在技術(shù)不斷進(jìn)步的背景下，機(jī)械攪拌成為現(xiàn)階段混凝土攪拌的重要手段，它能夠促使混凝土經(jīng)過攪拌以后，變得顏色一致，更加均勻。同時，澆搗工作也應(yīng)當(dāng)更加注意，過振或漏振都很容易造成混凝土抗凍能力的下降，還會出現(xiàn)分層離析泌水現(xiàn)象。這一現(xiàn)象的產(chǎn)生，就要耗費(fèi)更多的人力和物力來將其進(jìn)行排除，只有這樣才能夠保護(hù)混凝土的整體結(jié)構(gòu)。不使其抗凍能力受到影響。此外，還需要采用封閉式料斗進(jìn)行混凝土的攪拌。而采用的料斗本身容量不宜過小，從而避免因材料倒運(yùn)而損失熱量。同時，料斗中需要具有保溫構(gòu)造，以便進(jìn)一步確保混凝土的溫度。

其次，加熱原材料。這一工作應(yīng)當(dāng)在攪拌混凝土之前進(jìn)行。加熱水和粒料對于提高混凝土的抗凍性能具有重要作用。一般情況下，會采取加熱水的方法，同粒加熱相比，這種方法更加簡單方便。混凝土攪拌過程中，將水加熱至最高八十五攝氏度。也可以將二者同時加熱至最高其實(shí)攝氏度，并且要確保混凝士在攪拌過程中擁有低于四十?dāng)z氏度的溫度，攤鋪后的溫度要高于二十?dāng)z氏度。受這種情況的影響，混凝土應(yīng)在近距離內(nèi)進(jìn)行運(yùn)輸，否則會使混凝土在途中就冷卻下來。因此，要在攪拌混凝土之前就準(zhǔn)備好運(yùn)輸及各種儀器。同時，需要在澆筑前將模板鋼筋上的冰雪污垢清掃干凈。而當(dāng)混凝土入模后，要能夠及時的將其進(jìn)行振搗、整平、抹面，以確保混凝土能夠在較高抗凍性能下進(jìn)行道路建設(shè)。

（四）混凝土道路施工的冬季養(yǎng)護(hù)

就實(shí)際情況而言，在混凝土道路施工的整個過程，都需要采用相應(yīng)的冬季養(yǎng)護(hù)工藝降低水泥混凝土攪拌、運(yùn)輸、澆筑和養(yǎng)護(hù)過程的熱量損失。

在冬季氣溫處在0℃以下時，需要采取正溫養(yǎng)護(hù)工藝使水泥混凝土在澆筑后保持一段時間的正溫。而在混凝土逐漸硬化，并具有一定的早期抗凍能力后，則可以使溫度冷卻至0℃以下。而這種工藝的基本做法就是對原材料進(jìn)行加熱，并對攪拌站和運(yùn)輸工具進(jìn)行適當(dāng)保溫。而在必要的情況下，則需要進(jìn)行鋼模板和施工縫處的水泥混凝土的加熱，繼而使混凝土經(jīng)過攪拌和澆筑后仍具有一定的正溫度。此外，除了在暖棚內(nèi)進(jìn)行水泥混凝土的澆筑，還需要在結(jié)構(gòu)物周圍采取保溫材料維護(hù)，以便進(jìn)行能源的節(jié)約，并進(jìn)行混凝土的硬化加速。而需要注意的是，雖然水泥混凝土的正溫養(yǎng)護(hù)工藝本身的溫度不會超過30℃。但在采取人工加熱時，仍然要確保混凝土的溫度不超過80℃[7]。最后，在完成振搗實(shí)工作后，則需要立即用塑料薄膜覆蓋在裸露的混凝土表面，從而防止水泥混凝土脫水，并且避免保溫材料吸水。而在養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，則需要進(jìn)行保溫層和模板的拆除，并確保構(gòu)件中心與表面與環(huán)境氣溫相差不超過20 ℃。就目前來看，常用的水泥混凝土正溫養(yǎng)護(hù)工藝有蓄熱法、暖棚法、電熱法和蒸汽加熱法。

在進(jìn)行冬季水泥混凝土道路施工時，還可以采取負(fù)溫養(yǎng)護(hù)工藝進(jìn)行混凝土的養(yǎng)護(hù)。具體來講，就是進(jìn)行原材料的預(yù)先加熱，并使水泥混凝土澆筑完畢的溫度在5℃以上。而在攪拌的過程中，則需要進(jìn)行防凍劑的添加。在澆筑完成后，則需要利用塑料薄膜進(jìn)行水泥混凝土表面的保護(hù)，從而避免材料脫水或受到霜雪的侵襲。而在這一過程中，如果環(huán)境氣溫與防凍劑規(guī)定溫度始終保持一致，摻有防凍劑的水泥混凝土將不會遭受冰害[8]。此外，根據(jù)負(fù)溫配合比的設(shè)計(jì)原則，水泥混凝土經(jīng)負(fù)溫養(yǎng)護(hù)后不僅需要達(dá)成工程設(shè)計(jì)的各方面質(zhì)量要求，自身的耐久性還要不低于常溫施工所具有的水平。同時，配合比的設(shè)計(jì)還要遵循經(jīng)濟(jì)合理的原則，并且具有一定的可操作性，繼而滿足水泥混凝土道路施工的多方面要求。

就實(shí)際情況而言，在進(jìn)行水泥混凝土道路施工時，還可以進(jìn)行綜合養(yǎng)護(hù)工藝的運(yùn)用。具體來講，就是在水泥混凝土攪拌的過程中進(jìn)行少量的防凍劑的添加，并進(jìn)行材料的預(yù)先加熱。而在此基礎(chǔ)上，則要對攪拌站和運(yùn)輸工具進(jìn)行適當(dāng)保溫，從而保證水泥混凝土在攪拌厚度溫度達(dá)到10℃以上。而在構(gòu)件的斷面尺寸小于300毫米時，混凝土的溫度則需要達(dá)到13℃以上。在混凝土澆筑完成后，需要利用人工加熱或蓄熱保溫等方式使混凝土在1到1.5d之間處在正溫養(yǎng)護(hù)階段。而在混凝土終凝后，則可以使混凝土的溫度下降至0℃以下，并逐漸與環(huán)境氣溫相平衡。此時，雖然水泥混凝土的強(qiáng)度不高，但是依靠防凍劑的功效，仍然可以在負(fù)溫中硬化[9]。相較于負(fù)溫養(yǎng)護(hù)工藝，綜合養(yǎng)護(hù)工藝只需要摻少量的防凍劑，并且水泥混凝土的強(qiáng)度增長較快。而相較于正溫養(yǎng)護(hù)，綜合養(yǎng)護(hù)工藝的能耗較少，具有更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。因此，自混凝土澆筑起 6天的時間里，如果平均氣溫不低于零下10℃，就可以優(yōu)先采用綜合養(yǎng)護(hù)工藝。

結(jié)論：近年來，我國經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展，在這種情況下，人們對于城市建設(shè)的要求越來越高。而道路建設(shè)是城市建設(shè)的重要內(nèi)容之一，它決定著城市的交通規(guī)劃是否能夠順利進(jìn)行。在這種情況下，道路建設(shè)有時會在不適合建設(shè)的時節(jié)開工。現(xiàn)階段先進(jìn)的道路建設(shè)是以水泥混凝土為主要材料的，這一材料在冬季施工過程中，由于溫度過低，會出現(xiàn)混凝土抗凍能力下降的現(xiàn)象。因此我們應(yīng)從材料選擇、混凝土配合比和混凝土的澆筑等問題上加強(qiáng)分析，采用各種手段，有針對性的促使施工養(yǎng)護(hù)工作更加完善，促進(jìn)我國道路建設(shè)技術(shù)的進(jìn)步，提高道路建設(shè)質(zhì)量。

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