水工混凝土施工技术的进展与养护方法探讨

张立楠　康代林

摘要:根据多年的施工经验笔者总结了当前水工混凝土施工技术的最新进展,并对混凝土养护方法进行了对比分析。

关键词:混凝土;施工技术;进展;养护;方法

1 目前水工混凝土施工技术的主要进展

1.1 优先使用散装水泥

目前,我国的水工混凝土规定优先使用散装水泥。在水工混凝土中使用散装水泥可以方便施工、降低成本、改善环境、满足大规模的批量需求,是一项技术成熟、可靠性高的施工新技术。

1.2 水工混凝土中掺合料的使用

水工混凝土通常由胶凝材料、骨料、砂和水等组成,随着工程的需要,掺合料已成为水工混凝土中不可缺少的第五部分。混凝土中掺入掺合料后,可以降低水化热,抑制碱骨料反应,节约水泥,降低成本,综合效益非常显著。常见掺合料有粉煤灰(也有用作胶凝材料)、凝灰岩、硅粉、氧化镁、陶瓷、金属或非金属矿渣等。

1.3 水工混凝土中外加剂的使用

近10多年来,混凝土外加剂技术飞速发展,品种越来越多,性能越来越好,技术也越来越完善,为此,规定在混凝土中必须掺外加剂。目前常用的外加剂有:引气剂、普通减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、高效减水剂、缓凝高效减水剂、缓凝剂、泵送剂等。在水工混凝土中掺入外加剂后,能够改善混凝土和易性,调整凝结时间,提高各项物理力学性能和耐久性,增强混凝土适应环境的能力等。

1.4 混凝土运输条码识别

在多品种混凝土同时运输的情形下,需要对其正确识别,传统的方法是在车辆的前部显著位置设置标志,然而这种方法易于出错。其工作原理为:当调度发布运行指令后,红灯转为绿灯,即装有条码识别牌的车辆可以通行。车辆在行进中触发安装在入口处的红外开关,微机检测到该信号后,指令安装在识别棚上方的摄像装置和图像采集卡进行采样,对采集到的数据进行图像识别处理,获取该车需运输的混凝土品种即秤杆号信息。根据每座拌和楼的生产状况,按照优化调度的原则,在识别棚出口处前方的显示牌指示车辆要去的楼号。同时,通知拌和楼按指定秤杆生产混凝土。整个处理过程大约在1秒钟左右全部自动完成。

1.5 混凝土保温技术

混凝土的侧面永久保温,已由过去的挂草席、布帘改为具有良好保温性能的化工产品。当采用拆模后外挂(或外粘)施工方法时,多选用适当厚度的聚乙烯卷材,为增加卷材强度,可在卷材两面覆上彩条布。当采用在立模后内贴施工方法时,多选用聚苯乙烯板材,拆模后保温材料就留在混凝土表面。当采用拆模后在混凝土表面喷涂施工方法时,则选用双组份发泡聚氨酯材料。这些新的保温技术,均比传统保温方法工效高,效果好,无污染,现场文明美观。

1.6 其它

除上述各项之外,还在陡坡与垂直运输设备、仓面五小机等技术方面取得了明显的进展。另外在预埋冷却水管的材料和方法、预埋件的施工工艺、大升层(3m)混凝土浇筑、施工缝面采用低一级配的混凝土或同一级配的富浆混凝土替代铺砂浆以及混凝土温控、养护等方面均取得了进展,这里不再一一详述。

2 水工混凝土养护方法研究与应用

2.1 养护方法

水工混凝土养护是混凝土生产中周期最长的工艺过程,养护时间视当地气候条件及水泥品种而定,一般养护从混凝土浇筑完毕12～18h开始,并持续21～28d。多采用洒水进行自然养护,还有喷涂薄膜养护和塑膜包裹养护方法,使混凝土表面保持湿润,实现养护目的。

为了检验不同养护方法适应范围及实际效果,对具有壁薄、外形坡面与直立面多、表面积大、水分极易蒸发、施工水源远而不便等特点的成型混凝土构筑物。起初按惯例采用自然养护法,若在工程环境炎热、气候干燥的条件下,需在混凝土脱模后便开始养护工作.且草帘遮盖加洒水养护与无遮盖洒水养护要同时进行,养护时间21～28d,浇水次数根据气候情况和覆盖物的保湿能力决定,以保证混凝土有足够的湿润,固定专人养护.实践表明,遮盖加洒水养护的混凝土比无遮盖洒水养护的强度增长更快,28d强度回弹平均值前者高于设计10%以上,后者在设计值左右变动,后者混凝土表面有不规则的干缩裂纹和起沙现象.分析其原因认为构筑物表面持水性差,水源不便,养护质量易失控,达不到养护要求,严重影响到构筑物混凝土质量.在无风或风小的情况下可采用塑料膜覆盖养护方法,以不透水汽的塑料膜来保持混凝土中的水,满足混凝土强度增长的需求,但是养护效果检验认为,这种方法存在较多的具体问题,不能满足混凝土强度均匀的要求,保证率低。

因此,混凝土养护剂便成为混凝土养护方法中的新宠。最初是靠引进国外的养护剂,后因为成本过高,我国便自行生产了混凝土养护剂,并达到了国外同类产品的标准。其中甘肃生产的JD混凝土养护剂,就能够保证混凝土早期强度的增长以及各部位强度的均匀性,满足混凝土养护质量要求和技术要求,消除了自然养护和塑料膜覆盖养护方法难以管理、不能保证养护效果的缺陷,成为施工单位乐于使用的养护方法。

2.2 混凝土养护剂使用的经济分析

混凝土浇捣密实成型后,逐渐凝结硬化,具有一定的强度和耐久性,这个过程主要是由水泥的水化作用来实现的.水泥的水化作用好坏与快慢与混凝土的环境温度、湿度及养护效果有密切的关系,尤其是早期养护,如果养护时间短或养护期内不能经常保持在湿润状态,混凝土内的水分会迅速蒸发,混凝土表面因干缩而产生裂缝或形成毛细网透气渗水,使混凝土的抗渗性急剧降低.采用养护剂养护,由于保证了良好的水化热作用,生成晶态或胶态水化物,阻塞混凝土的毛细管道,降低混凝土内部的空隙率,增强混凝土的密实性,从而获得良好的抗渗性、抗冻性及耐久性.在一般工程环境条件下,要较好养护现浇混凝土,无论采用哪一种方法,只要能够按照相应的养护要求去做,从理论上是完全可以的,然而现实中往往做不到,特别是在炎热、干旱环境下,自然养护说来简单,做法明了,但要在混凝土养护期保持湿润状态却非常不容易,难在用水不便,有的结构难以覆盖与洒水,一般不便于监督,易习惯地进行象征性养护,养护次数与保湿程度不够,要真正达到自然养护的各项标准,其代价高于其它任何一种现场养护方法.塑料膜包裹或覆盖法,原理成立,但不能很好地贴在混凝土表面,一般条件下不易做到天衣无缝.混凝土中水分蒸腾,吸附于塑料膜下面,混凝土养护保证率低,难以达到应有效果。

同强度等级混凝土试块采用不同养护方法效果与经济性比较表明:养护剂养护的试块28d强度接近或基本达到标准养护强度值;塑料膜包裹养护的试块28d强度,最高值与最低值相差较大,均匀性较差;无覆盖洒水养护的试块28d强度值最低.可以认为,养护剂养护的混凝土质量均匀,各组试件强度差异小,保证率大,是最有效的养护方法。

根据广泛的实践经验分析与总结,混凝土养护剂养护与其他各种现场养护方法相比,具有以下优点:施工操作简便,现场清洁,交叉作业干扰小;有效降低混凝土养护成本和劳动强度,节约费用50%以上;养护后的混凝土构筑物表面水泥色泽加深,观感良好;便于检查与控制养护质量,从而有效提高养护质量的保证率;对难以用洒水及覆盖方法养护及在干旱缺水地域的混凝土结构具有事半功倍的效果;节约工程用水,避免浪费水资源。