水工混凝土施工技術的進展與養護方法探討

張立楠　康代林

摘要:根據多年的施工經驗筆者總結了當前水工混凝土施工技術的最新進展,并對混凝土養護方法進行了對比分析。

關鍵詞:混凝土;施工技術;進展;養護;方法

1 目前水工混凝土施工技術的主要進展

1.1 優先使用散裝水泥

目前,我國的水工混凝土規定優先使用散裝水泥。在水工混凝土中使用散裝水泥可以方便施工、降低成本、改善環境、滿足大規模的批量需求,是一項技術成熟、可靠性高的施工新技術。

1.2 水工混凝土中摻合料的使用

水工混凝土通常由膠凝材料、骨料、砂和水等組成,隨著工程的需要,摻合料已成為水工混凝土中不可缺少的第五部分。混凝土中摻入摻合料后,可以降低水化熱,抑制堿骨料反應,節約水泥,降低成本,綜合效益非常顯著。常見摻合料有粉煤灰(也有用作膠凝材料)、凝灰巖、硅粉、氧化鎂、陶瓷、金屬或非金屬礦渣等。

1.3 水工混凝土中外加劑的使用

近10多年來,混凝土外加劑技術飛速發展,品種越來越多,性能越來越好,技術也越來越完善,為此,規定在混凝土中必須摻外加劑。目前常用的外加劑有:引氣劑、普通減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑、高效減水劑、緩凝高效減水劑、緩凝劑、泵送劑等。在水工混凝土中摻入外加劑后,能夠改善混凝土和易性,調整凝結時間,提高各項物理力學性能和耐久性,增強混凝土適應環境的能力等。

1.4 混凝土運輸條碼識別

在多品種混凝土同時運輸的情形下,需要對其正確識別,傳統的方法是在車輛的前部顯著位置設置標志,然而這種方法易于出錯。其工作原理為:當調度發布運行指令后,紅燈轉為綠燈,即裝有條碼識別牌的車輛可以通行。車輛在行進中觸發安裝在入口處的紅外開關,微機檢測到該信號后,指令安裝在識別棚上方的攝像裝置和圖像采集卡進行采樣,對采集到的數據進行圖像識別處理,獲取該車需運輸的混凝土品種即秤桿號信息。根據每座拌和樓的生產狀況,按照優化調度的原則,在識別棚出口處前方的顯示牌指示車輛要去的樓號。同時,通知拌和樓按指定秤桿生產混凝土。整個處理過程大約在1秒鐘左右全部自動完成。

1.5 混凝土保溫技術

混凝土的側面永久保溫,已由過去的掛草席、布簾改為具有良好保溫性能的化工產品。當采用拆模后外掛(或外粘)施工方法時,多選用適當厚度的聚乙烯卷材,為增加卷材強度,可在卷材兩面覆上彩條布。當采用在立模后內貼施工方法時,多選用聚苯乙烯板材,拆模后保溫材料就留在混凝土表面。當采用拆模后在混凝土表面噴涂施工方法時,則選用雙組份發泡聚氨酯材料。這些新的保溫技術,均比傳統保溫方法工效高,效果好,無污染,現場文明美觀。

1.6 其它

除上述各項之外,還在陡坡與垂直運輸設備、倉面五小機等技術方面取得了明顯的進展。另外在預埋冷卻水管的材料和方法、預埋件的施工工藝、大升層(3m)混凝土澆筑、施工縫面采用低一級配的混凝土或同一級配的富漿混凝土替代鋪砂漿以及混凝土溫控、養護等方面均取得了進展,這里不再一一詳述。

2 水工混凝土養護方法研究與應用

2.1 養護方法

水工混凝土養護是混凝土生產中周期最長的工藝過程,養護時間視當地氣候條件及水泥品種而定,一般養護從混凝土澆筑完畢12～18h開始,并持續21～28d。多采用灑水進行自然養護,還有噴涂薄膜養護和塑膜包裹養護方法,使混凝土表面保持濕潤,實現養護目的。

為了檢驗不同養護方法適應范圍及實際效果,對具有壁薄、外形坡面與直立面多、表面積大、水分極易蒸發、施工水源遠而不便等特點的成型混凝土構筑物。起初按慣例采用自然養護法,若在工程環境炎熱、氣候干燥的條件下,需在混凝土脫模后便開始養護工作.且草簾遮蓋加灑水養護與無遮蓋灑水養護要同時進行,養護時間21～28d,澆水次數根據氣候情況和覆蓋物的保濕能力決定,以保證混凝土有足夠的濕潤,固定專人養護.實踐表明,遮蓋加灑水養護的混凝土比無遮蓋灑水養護的強度增長更快,28d強度回彈平均值前者高于設計10%以上,后者在設計值左右變動,后者混凝土表面有不規則的干縮裂紋和起沙現象.分析其原因認為構筑物表面持水性差,水源不便,養護質量易失控,達不到養護要求,嚴重影響到構筑物混凝土質量.在無風或風小的情況下可采用塑料膜覆蓋養護方法,以不透水汽的塑料膜來保持混凝土中的水,滿足混凝土強度增長的需求,但是養護效果檢驗認為,這種方法存在較多的具體問題,不能滿足混凝土強度均勻的要求,保證率低。

因此,混凝土養護劑便成為混凝土養護方法中的新寵。最初是靠引進國外的養護劑,后因為成本過高,我國便自行生產了混凝土養護劑,并達到了國外同類產品的標準。其中甘肅生產的JD混凝土養護劑,就能夠保證混凝土早期強度的增長以及各部位強度的均勻性,滿足混凝土養護質量要求和技術要求,消除了自然養護和塑料膜覆蓋養護方法難以管理、不能保證養護效果的缺陷,成為施工單位樂于使用的養護方法。

2.2 混凝土養護劑使用的經濟分析

混凝土澆搗密實成型后,逐漸凝結硬化,具有一定的強度和耐久性,這個過程主要是由水泥的水化作用來實現的.水泥的水化作用好壞與快慢與混凝土的環境溫度、濕度及養護效果有密切的關系,尤其是早期養護,如果養護時間短或養護期內不能經常保持在濕潤狀態,混凝土內的水分會迅速蒸發,混凝土表面因干縮而產生裂縫或形成毛細網透氣滲水,使混凝土的抗滲性急劇降低.采用養護劑養護,由于保證了良好的水化熱作用,生成晶態或膠態水化物,阻塞混凝土的毛細管道,降低混凝土內部的空隙率,增強混凝土的密實性,從而獲得良好的抗滲性、抗凍性及耐久性.在一般工程環境條件下,要較好養護現澆混凝土,無論采用哪一種方法,只要能夠按照相應的養護要求去做,從理論上是完全可以的,然而現實中往往做不到,特別是在炎熱、干旱環境下,自然養護說來簡單,做法明了,但要在混凝土養護期保持濕潤狀態卻非常不容易,難在用水不便,有的結構難以覆蓋與灑水,一般不便于監督,易習慣地進行象征性養護,養護次數與保濕程度不夠,要真正達到自然養護的各項標準,其代價高于其它任何一種現場養護方法.塑料膜包裹或覆蓋法,原理成立,但不能很好地貼在混凝土表面,一般條件下不易做到天衣無縫.混凝土中水分蒸騰,吸附于塑料膜下面,混凝土養護保證率低,難以達到應有效果。

同強度等級混凝土試塊采用不同養護方法效果與經濟性比較表明:養護劑養護的試塊28d強度接近或基本達到標準養護強度值;塑料膜包裹養護的試塊28d強度,最高值與最低值相差較大,均勻性較差;無覆蓋灑水養護的試塊28d強度值最低.可以認為,養護劑養護的混凝土質量均勻,各組試件強度差異小,保證率大,是最有效的養護方法。

根據廣泛的實踐經驗分析與總結,混凝土養護劑養護與其他各種現場養護方法相比,具有以下優點:施工操作簡便,現場清潔,交叉作業干擾小;有效降低混凝土養護成本和勞動強度,節約費用50%以上;養護后的混凝土構筑物表面水泥色澤加深,觀感良好;便于檢查與控制養護質量,從而有效提高養護質量的保證率;對難以用灑水及覆蓋方法養護及在干旱缺水地域的混凝土結構具有事半功倍的效果;節約工程用水,避免浪費水資源。