摘 要:引气剂对混凝土的各项性能均有较大影响,引气剂加入会使混凝土中粗大不规则的空隙减小,这些空隙中的微气泡加大了混凝土拌和物中细颗粒的含量,而且由于球形微小气泡的表面张力在混凝土拌和、浇筑、振捣过程中能起到类似于滚珠的作用,因此对改善混凝土的流动性,提高混凝土的抗冻性能也会起到一定作用。参考国内外摊铺机摊铺路缘石混凝土施工过程中遇到的问题,针对摊铺混凝土使用材料(关键材料引气剂)、粗细集料和水泥对混凝土性能的影响对混凝土的制作和摊铺技术进行分析。
关键词:滑模摊铺混凝土;引气剂;粗细集料;施工技术
滑模摊铺混凝土适应于路缘石、中央隔离带墩等线性结构物,不需大量的模板去人工安装与支设,其模板安装在机器上(本工程购买德国WTGEN产品)。机器在运行中完成混凝土的浇筑,在混凝土摊铺机运行中完成了铺料、振捣、简单钢筋布置、混凝土的挤压等工序。可以广泛运用到各种线性、各种形式的结构物施工中。摊铺混凝土除满足设计强度、施工和易性、耐久性的要求外,摊铺的混凝土还需具有良好的触变性能。
1 引气剂原理及其对水泥混凝土集料的影响
1)引气剂作用原理。引气剂对混凝土的各项性能均有较大影响,加入引气剂,使混凝土中粗大不规则的空隙减小,即每立方米数亿个微小、稳定均布而且互不连通的微小气泡,这些微小气泡加大了混凝土拌和物中细颗粒的含量,而且由于球形微小气泡的表面张力在混凝土拌和、浇筑、振捣
过程中能起到类似于滚珠作用,改善混凝土的流动性,互不连通的气泡对混凝土的抗冻性能也是有益的。反之,过多空气存在,影响混凝土空隙比,使混凝土强度降低。因此,在混凝土中掺入引气剂,是改善混凝土性能的关键所在,但必须适量。引气剂不仅引气,而且具有减水剂的性能,提高混凝土的匀质性,改善和易性,防止泌水、离析。引气剂所引气在混凝土中增大水泥浆所占比表面积,可提高富浆率,平稳表面。引气剂所引气泡与振捣不密实引起的气泡有本质不同。
2)细集料对混凝土和易性的影响。砂率越大,混凝土和易性越好,但砂率大,水泥用量增加,经济性较差。
3)引气剂与细集料的关系。许多资料表明:在细集料细度模数相同,引气剂掺量一定时,含气量随砂率增加而线性增大。若所用砂的细度模数增大,则含气量减小。砂率越大,引气量也随着细度模数降低而降低的越多。国外资料表明:粒经范围在0·625~0·15 mm的砂裹气作用较强,也就说明了中等颗粒砂较多时,细度模数适中,引气效果较好。
4)粗集料对混凝土和易性的影响。有关资料表明随着混凝土粗集粒径增加含气量迅速减小,最大粒径越小,含气量增大越明显。另外随着粗细集料的含泥量增加,含气量减小,如图1所示。
5)水泥与引气剂关系。①水泥品种。混凝土施工中使用不同品种的引气剂掺量不同,要达到相同效果,粉煤灰水泥需引气剂掺量最大。矿渣水泥次之,硅酸盐水泥最小。②水泥细度越大,所需引气剂掺量越大。③水泥用量。一般稠度混凝土中,混凝土的含气量随着水泥用量的增加而减小,在低坍落度(0~3 cm)混凝土中,水泥用量在很大和很小时,含气量均偏小,水泥用量适中时(320 kg)含气量最大,即混凝土中所含微气泡最大,如图2所示。
2 外部因素对混凝土的影响
1)搅拌。混凝土的含气量通过强烈的搅拌作用撕开水泥浆包裹,携带进入产生溶胶性微气泡,越是充分强烈的搅拌,引气速度越快,气泡的分散性、均匀性越好。但是超出最优搅拌时间,又会将气泡搅破而降低气含量,尤其是超出最优搅拌时间的强搅拌,因此在混凝土罐车出料时应尽量慢
放。同一种搅拌机,搅拌锅容量越大,含气量越大,也就是说搅拌要充分,搅拌混凝土的量与拌合机额定拌和量相符。
2)运输过程影响。在运输过程中一般要损失,在卸料过程中,相当于新拌混凝土重塑,也会损失含气量,但不太大,过长的运输时间对所有的混凝土都会造成坍落度的过分损失,加引气剂混凝土也不例外,尤其是低坍落度混凝土,更值得注意,否则会给施工造成不便。
3)摊铺及振捣。路缘石摊铺与振捣是同时进行的。路缘石机以每秒1~2 m速度行走,模板在混凝土侧压力作用下挤压混凝土,形成路缘石。新拌混凝土受振动时间越长,含气量损失越大,持续振捣3 min后,含气量可损失50%。混凝土引气一定要防止过振捣,低坍落度混凝土振捣时,含气量损失小,路缘石摊铺机在施工路缘石时,调整好模板内的插入式振捣棒位置。一般做几米试验段,视效果逐渐调整至最佳位置,在行走过程中匀速前进,这样的振捣效果比人工振捣效果好。但应经常检查机内振捣棒是否正常工作。
3 混凝土摊铺过程中注意事项
混凝土摊铺中应注意:①混凝土摊铺过程中要注意防雨工作。②当摊铺路线竖曲线或坡度较大时,应由低向高铺筑。③摊铺时,摊铺位置放样准确,轴线位置正确,标高不超过路基结构层标高误差范围。④摊铺超高段时,路缘石摊铺机应行走在验收后的结构层上,摊铺效果更佳。⑤混凝土拌
和站、运输车辆应与摊铺速度相匹配。否则会影响混凝土的含气量,降低触变性能,导致摊铺失败。⑥在摊铺实验段时,摊铺速度不得超过1m/min,当设置线形钢筋时,应派专人检查钢筋的布置情况,防止将已埋入混凝土中的钢筋拉出。⑦当摊铺机作业时,尤其是晚间,要有足够的照明设施,并对新摊铺完的混凝土结构派专人进行保护。⑧对混凝土进行养护,初凝后用塑料布或涂刷养生剂,直到混凝土强度达到设计强度。⑨对混凝土结构进行轴线、标高等检查验收。对成品进行保护,直到交工使用。
4 严格施工工艺与规程
要达到控制施工过程中各因素对混凝土质量的不利影响,只有严格执行混凝土拌和制度,确定并执行好在混凝土运输、摊铺及振捣、抹面各工艺环节的操作规程。尽量降低施工过程中的含气量损失。当排除不利因素不便时,亦可适当加大引气剂的掺量,将施工中损失含气量补偿回来,达到
预期含气量数值。
5 混凝土含气量的检测方法及控制目标
混凝土含气量检测方法很多种,在亚环路工程中曾用过几种,但最终体积法(滚动或搅动)成为成熟的实验方法,但误差很难避免,此法只有在做混凝土配合比时才应用,在施工过程中关键还是检查成品质量。混凝土含气量控制目标及技术指标参考《混凝土外加剂应用技术规范》。
6 结束语
在现代化施工中,施工工艺及相应配套设施的紧密配合对工程质量有决定性的影响,因此,在实践工作中不断积累经验,总结不足,在优化工序的同时提高工程质量。
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