冬季混凝土道路施工面層起砂原因及解決方法

大慶油田采油一廠

冬季混凝土道路施工面層起砂原因及解決方法

沈麗軍大慶油田采油一廠

在油田產能建設中，站內混凝土道路的施工通常是在9-11月份，由于受氣溫條件的影響，許多混凝土道路面層常出現起粉、露砂等現象。混凝土道路面層起砂原因是因為混凝土基層上表面薄弱，在外力的帶動下薄弱的部分脫落基層，導致混凝土面層失去光澤，若長期不治理還會出現面層缺損、露骨料等現象。為提高混凝土的抗凍能力，尤其是施工和養護階段的質量控制，應從混凝土的原材料選擇、水灰比、澆筑和養護4個環節著重考慮：首選硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，摻入抗凍效果明顯的外加劑；混凝土的水灰比一般不宜超過0.6；混凝土攪拌一般采用機械攪拌，在澆搗時避免過振與漏振，嚴禁出現分層離析泌水現象；混凝土鋪筑后，采用蓄熱法保溫養生。通過對某工程冬季混凝土道路施工面層起砂原因進行分析，對原來的常規混凝土施工工藝進行了改進，提出了新的冬季混凝土路面施工工藝：混凝土拌和（加入防凍劑）→攤鋪、提漿、整平→吸水、磨光→初抹面兩遍→保溫→抹面→壓紋→保溫養生→切縫→保溫。

混凝土道路；路面起砂；溫度；水灰比；澆筑；養護

在油田產能建設中，站內的道路多為混凝土路面，根據設計及規范要求，面層混凝土工程要求平整、美觀、耐磨，而且不起灰、不跑砂。但是在油田產能建設中道路的施工通常是在整個工程的后期，即9-11月份，由于受氣溫條件的影響，許多混凝土道路面層常會出現起粉、露砂等現象。雖然混凝土面層的起粉、露砂并不影響其抗壓強度等級，但會影響混凝土路面的美觀性、耐磨性和抗滲性等，引起用戶投訴，對工程交付及后期評優有重大影響。

1經濟損失

以某工程為例，因混凝土路面質量問題所導致的直接經濟損失總計達到了10萬余元。

間接經濟損失：混凝土道路施工時間為2010年10月13日，于2010年10月18日，混凝土路面發生了大面積的面層起砂現象，此時路面混凝土已經全部施工完畢。經多方論證研究，需拆除起砂混凝土重新澆筑，但由于當時環境溫度已經降到-5℃，不易進行混凝土澆筑施工，最終決定延期半年后再進行問題處理。因道路質量問題導致總工期延長半年，且還需承擔甲方的索賠，造成的間接經濟損失和對企業的信譽影響是不可估量的。混凝土路面起砂情況見圖1。圖2為混凝土路面切割掉重新施工現場。

圖1 混凝土路面起砂

圖2 混凝土路面切割后重新施工現場

2起砂原因分析

混凝土道路面層起砂原因是因為混凝土基層上表面薄弱，在外力的帶動下薄弱的部分脫落基層，導致混凝土面層失去光澤，若長期不治理還會出現面層缺損、露骨料等現象。

由于大慶有較長的寒冷季節，受工期制約，許多工程的混凝土道路在冬季施工是不可避免的。冬季混凝土路面施工時的環境溫度日平均通常在5℃以下，當環境溫度降到5℃時，由于混凝土強度增強主要靠水化作用，當水結冰時，水化作用停止，而且水結冰時體積會膨脹，促使混凝土結構松散破壞。根據規范要求[1]，當晝夜平均氣溫低于-5℃時，應停止施工；當晝夜平均氣溫在-5～5℃之間時，應采取措施加以保護方能施工。

3解決方法

為提高混凝土的抗凍能力，尤其是施工和養護階段的質量控制，應從混凝土的原材料選擇、水灰比、澆筑和養護4個環節著重考慮。

3.1 混凝土原材料的選擇

（1）選用抗凍性好的水泥。在冬季混凝土路面施工中，應首選硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。

（2）摻入抗凍效果明顯的外加劑。如摻入抗凍劑、減水劑、早強劑、速凝劑等。

（3）水和粒料都需加熱。拌制混凝土時，把水加熱到70～80℃，或者把水和石砂料一齊加熱到60～70℃，保證混凝土拌和溫度不超過40℃，攤鋪后的溫度不低于15℃。同時為防止降溫過快，運輸距離不宜太遠，且應事先將前、后臺各種機具準備好。

3.2 混凝土的水灰比

水灰比對混凝土的抗凍性有顯著的影響。水化反應所需用水量只占水泥重量的25%～30%，但為滿足施工要求，用水量一般加大到40%～60%，甚至更大，遠遠超過水化反應的實際用水量。

水越多孔隙就越多，密實度越小，會降低混凝土的抗凍能力，使混凝土抹面工作難以進行。因此冬季施工時，水灰比一般不宜超過0.6。

3.3 混凝土的澆筑

混凝土攪拌一般采用機械攪拌，同時要保證攪拌均勻一致，以增加混凝土的強度和抗凍性。在澆搗時避免過振與漏振，嚴禁出現分層離析泌水現象，同時準備好排水措施。

3.4 混凝土的養護

冬季澆筑混凝土，由于氣溫低，水化反應緩慢，致使最后抹面工序通常在振搗作業后很長時間才能進行。為避免混凝土道路表面結冰，需做好混凝土道路的養護工作。

3.4.1 改變澆筑時間

利用晚間澆筑混凝土，振搗作業完畢后立刻進行初抹面兩遍。壓砂整平后蓋上保溫層，待白天氣溫升高到0℃以上時再進行最后的抹面和壓紋工序。

3.4.2 采用蓄熱法保溫養生

混凝土鋪筑后，采用蓄熱法保溫養生。由于水泥的水化作用釋放出的熱量使混凝土集料溫度上升，用塑料布和草苫子覆蓋路面可蓄保水化熱量，以減少路面熱量的失散。對剛澆筑抹面的混凝土，將塑料布放到底層，以防止草粘到混凝土妨礙最后一遍抹面壓紋。

在適宜的溫度下硬化達到一定的強度時（一般在早上8點之后）就可以進行最后一遍抹面壓紋工作，之后再凝固一會，在晚上8點之前蓋好保溫層。

為防雨雪天氣將草苫子濕透而失去保溫作用，宜把苫子蓋在底層，塑料布蓋在上層。特別值得注意的是，因鋼模板散熱快，致使混凝土兩側結冰，因此，在混凝土的四邊一定要加厚蓋好，減少空氣對流。

3.4.3 密切注意天氣變化

如果遇到陰雪天氣，應暫停混凝土道路的施工作業，待氣溫回升后再進行施工。

4結論

通過對某工程冬季混凝土道路面層起砂原因進行分析后，對原來的常規混凝土施工工藝進行了改進，提出了新的冬季混凝土路面施工工藝：混凝土拌和（加入防凍劑）→攤鋪、提漿、整平→吸水、磨光→初抹面兩遍→保溫→抹面→壓紋→保溫養生→切縫→保溫。

[1]冷發光．混凝土質量控制標準：GB50164—2011[S]．北京：中國建筑工業出版社，2011：7-8．

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.8.040

沈麗軍：工程師，1985年畢業于黑龍江電視大學電子專業，現任大慶油田采油一廠基建管理中心副主任。

（0459）5810511、shenlijun@petrochina.com.cn

2015-05-07