劉莉
(鄭州路橋建設投資集團有限公司,鄭州 450000)
隨著社會技術的更新和發展,信息技術、工程技術及其他相關技術的應用范圍進一步擴大,技術的運用程度也成為判斷是否進入工程現代化的重要指標,尤其是混凝土,作為路橋工程項目的核心施工材料,其施工技術使用備受關注。目前,混凝土施工技術的運用范圍不斷擴大,受外在環境和工作人員技術水平的影響,在具體運用過程中還存在一系列的問題,難以保障道路橋梁施工項目的質量,因此,必須不斷提升混凝土施工技術,從各個環節嚴格把控。
混凝土施工技術是指根據混凝土材料的特點和施工要求形成的技術體系,具體包括材料用量的配比、拌和、澆筑及養護等環節,在具體的運用過程中,主要表現出四大特點:
1)混凝土在遇冷凝固之前是液體狀態,有很強的流動性和可塑性,可以塑造成施工人員想要的形狀,還可以實現路橋結構縫隙的填充,降低路面裂開的可能性以及路基沉降等病害的發生概率。
2)混凝土主要由水、水泥、骨料和一系列添加劑組成,價格十分便宜,在市場上很容易大規模采購,因此,有物美價廉的特點,能夠有效節省工程投入成本,且混凝土在使用完之后所剩余用量的儲存方法十分簡單,因此,整個材料的維護成本也較低。
3)混凝土的材料強度極高、有超強的抗壓能力,能夠承受巨型貨車的重量,有著可觀的安全性與穩定性。
4)由于混凝土的廣泛運用,因此,如今市場上的混凝土、水泥以及相關的添加劑已呈現多方面發展的趨勢,且產品形式和種類也日漸豐富多樣。僅從添加劑的種類來看,就有引氣劑、防凍劑及早強劑等多個種類,并且不同添加劑的功能各異,能夠很好地滿足不同施工條件下的技術要求[1]。
道路橋梁作為人們出行的基礎性設施,必然會承受成千上萬的車輛及行人產生的荷載,尤其是發生堵車時,會有大量車輛同時擁堵在路面上,路橋工程會承受眾多車輛和行人的巨大壓力。因此,如果在道路橋梁施工過程中混凝土的質量不達標,穩固性較差,會導致混凝土路面以及橋面在高壓下出現結構破損、裂縫和形變,甚至造成坍塌等安全事故,嚴重威脅了行人的生命安全和財產安全。在此惡劣情況下,若相關檢查人員未及時發現路面和橋面存在的細小裂縫,也并未及時處理此類風險,任由其自由發展,路橋表面的裂縫和形變會進一步惡化,最終產生大面積坍塌的后果,進而造成重大的交通事故。
混凝土材料主要由水泥、水、添加劑及骨料等多種原材料混合而成,任何一種材料的用量和質量出現問題,都會直接影響混凝土的質量和性能,進而削弱道路橋梁工程的質量和性能。比如,在海綿城市理念下進行道路橋梁施工時,當混凝土的水和水泥的用量比不合理時,會影響混凝土的強度;當選取的骨料過于致密,或混凝土材料的拌和密度過大時,會導致骨料間的黏結不夠密實,材料穩定性差。相反,如果選取風化程度高、堅硬的粗骨料時,會導致孔洞過多,孔洞積壓下的空氣會削弱整個路面和橋面的抗水能力。
混凝土材料對溫度十分敏感,如果在使用、養護及其他環節受到高熱和高寒的影響,自身穩定性會大大削弱,從而損害道路橋梁結構的穩定性。比如,當溫度過低路面結冰時,由于熱脹冷縮現象,溫差會導致混凝土內外部朝相反的方向產生收縮和膨脹,從而破壞混凝土內部結構的穩定性,容易產生裂縫。
混凝土的耐久性具體表現在3 個方面:
1)抗滲透性。具體是混凝土抵抗指液體、氣體及離子在受到外在壓力、化學勢或電場作用后在混凝土中產生遷移、擴散及滲透的能力。高抗滲性需要混凝土的充水空間足夠小,水膠比不能過高,在大流動度的情況下也不會產生泌水離析,并且有很好的和易性。同時,骨料的粒徑及形狀結構都直接影響著混凝土的抗滲性,當骨料中含有比較多的條狀及片狀骨料時,或骨料的品質差,存在較多的孔隙時,其抗滲性均會降低。
2)抗凍性。當混凝土處于吸水飽和狀態時,承受多次反復凍融循環后,內部分子結構仍不受破壞,同時也不降低性能時,將這一能力稱為混凝土的抗凍能力。抗凍等級是采用齡期28 d 的試塊在吸水飽和后,承受反復凍融循環,以抗壓強度下降不超過25%,并且質量損失不超過5%時所能承受的最大凍融循環次數來確定的。通常在含氣量、水灰比、飽水狀態以及集料質量不佳的情況下都會導致混凝土抗凍性差。
3)抗侵蝕能力,個別城市由于工業污染嚴重,時常出現酸雨的,而酸雨具有腐蝕性,會對混凝土產生侵蝕作用,從而降低其強度,隨著酸雨雨量的增加和時間的推移,其腐蝕程度會愈來愈大[2]。
混凝土材料的成分比例對其整體性能和質量有決定性的作用,因此,工作人員在配制混凝土時,必須嚴格按照相關原則和規范把控好各材料的用量及拌和程度,穩定、有序地開展混凝土材料配比工作。混凝土配合比需要多次試驗和經驗的積累才能確定符合施工要求的混凝土配合比。在此基礎上,在進行混凝土原材料配比的過程中還需要注意以下要點:
1)水泥的價格和用量。水泥是混凝土的核心材料,并且價格十分低廉,在市面上可以購買,但也存在個別以次充好的情況。因此,采購人員在選擇水泥供應商時,必須親自實地考察供應商的水泥生產過程和質量,盡可能選擇信譽好、知名度大的大型水泥生產廠,以便保證水泥的質量。確定水泥供應商后,對于購買的水泥要進行詳細、全面的檢查,確保購買的水泥各項指標達標,保障水泥的質量、強度以及各方面性能都符合混凝土配比的要求。
2)選擇骨料時,粗細不同的骨料會對混凝土的抗水性產生決定性作用。工作人員一般選擇致密性強、結構完善并且質地堅硬的骨料,要嚴格把控骨料的密度和粒徑,避免骨料過粗或過細而影響混凝土的抗腐蝕性和抗滲水能力,嚴禁將有毒有害的骨料摻加到混凝土中。
3)選擇添加劑時,要根據施工項目的需求選擇添加劑的種類,盡可能選擇防凍、防熱、防腐蝕的功能性添加劑。選擇施工用水時,采取就近原則,對施工現場附近的自來水和地下水進行勘察與檢測,檢驗水的成分是否存在有害物質、大量的雜質以及礦物質成分等,相關指標都達到施工標準后即可投入使用。
在混凝土拌和與施工開始之前,工作人員必須選擇好拌和與施工工具,并且對材料制作和施工所使用的工具和設備進行詳細、全面的檢查,檢查工具是否出現破損、報廢的情況。從目前的施工狀況來看,為了降低人工勞動壓力,避免因人工操作而出現重大誤差,實現混凝土精準拌和,可以選擇智能化的自動拌和機器,實現混凝土拌和自動化。在準備工作完成后,工作人員必須選取少量材料進行預先拌和,對拌和后的混凝土成品進行檢查,如果材料符合施工標準,可以增加材料用量開展大規模的原材料攪和工作;若試驗混凝土的質量不達標,需要率先檢查材料的配比,如水泥比、水灰比及骨料比等,進行材料比例的調整后再次試驗,直到試驗成功才可大規模地開展工作。在正式的混凝土拌和中,工作人員要控制好環境溫度和濕度,避免空氣中的水分過多而增加混凝土中水的含量,影響混凝土的配合比。選擇在露天環境進行混凝土拌和時,還要考慮室外天氣的影響,避免惡劣天氣影響整個拌和工作。
拌和工作結束后,可以將混凝土材料運輸到現場進行檢驗使用,整個運輸過程中,運輸車輛的選擇至關重要。車廂內部要噴涂隔熱保護劑,避免在運輸過程中因路面顛簸而摩擦生熱影響混凝土的質量,確保混凝土材料在運輸過程中的質量穩定。在駕駛過程中,駕駛人員要保持車速穩定,時刻觀察路面情況,在非必要情況下禁止出現緊急剎車、急速轉彎操作,避免因慣性作用而導致混凝土出現噴灑的情況。
在道路橋梁的施工階段,混凝土施工技術具體包括澆筑和振搗兩大操作:
1)在澆筑過程中,工作人員要明確混凝土的初步凝固和最終凝固時間,確保混凝土表層和內部的充分混合,避免混凝土在成型后出現嚴重的分層情況。
2)澆筑完成后,工作人員需要采用專業設備對混凝土進行充分的振搗,減少氣泡。由于混凝土表面氣泡的存在會影響整個工程項目觀感的質量,并且可以從側面反映混凝土存在質量問題,會對混凝土的氣密性產生影響,因此,當混凝土表面產生過多氣泡時,工作人員需要注意查找原因并解決。產生氣泡的原因有多種,主要包括粗骨料存在質量問題,粗顆粒過多、粒型不好等。對此,可以采取加強配合比試驗管理、選擇合理砂率以及嚴格把控所有質量等措施[3]。
混凝土施工技術不僅在道路橋梁工程中有重要的地位,對于其他類型建筑工程的質量也有決定性的作用,混凝土施工技術的運用和把控直接影響著整個工程的質量和行人出行的安全性與便利性。因此,在混凝土施工過程中,必須對材料選用、配比、拌和、澆筑以及養護等工序進行嚴格把控,確保混凝土的質量滿足施工要求。