混凝土施工技术在市政路桥施工中的应用
2021-11-15黄虎
黄 虎
(安徽水安建设集团股份有限公司,安徽 合肥 230000)
路桥质量的好坏,会决定工程的使用寿命和安全。保证质量和安全是工程建设的第一要则,因此需要对混凝土的质量进行严格的把控。明确混凝土调配、浇筑、原材料选择上的常见问题,对此类问题采取针对性的优化。
1 市政路桥混凝土施工中的问题
现在工程建设中,由于施工技术、工艺、设备、环境天气等因素,会对工程建设产生不同程度的影响,也会损害建筑的质量,如导致路桥出现裂缝、影响路桥整体结构的稳定等,引发安全隐患。当前市政路桥混凝土施工中常见问题。
1.1 混凝土适应力较差
建筑工程普通混凝土路桥结构,普遍的抗压强度都在7.5MPa-60MPa的承载范围内,只要按照国家规定的安全施工标准来设计,都会有较高的抗压性能。如果混凝土配料中加入适当的添加剂,其强度还会有一定的提升。但是一般普通的混凝土结构的弹性能力较差,如果遇到车辆超载,路桥长期受到巨大的外部载荷力的情况下,由于路面受力不均,荷载力不能均匀分散于路面上时,就会导致混凝土结构遭受破坏,路面出现裂缝、凹陷等问题。
1.2 抗拉力较弱
通常情况下,路桥混凝土的材料多是用水泥灰、碎石、砂砾等材料混合配置而成。加入适量的碎石和砂砾可以对混凝土起到良好的支撑作用,是作为混凝土骨架一般的存在,同时也能防止后期水泥硬化后产生大面积的收缩效应。当水泥浆被填充到骨料空隙或者对骨料形成一层覆盖后,经过硬化可以起到良好的润滑作用,并且分散的骨料粘和成为一个坚固的整体,从而来加强混凝土拌合物的性能[1]。但是从物质特性上来看,碎石、砂砾等材料具有较高的脆性,本身所具备抗拉力较弱,所以如果路桥混凝土结构在受到内外应力、外部荷载力的影响,发生弯曲、拉伸的情况,那么所形成的拉应力可能就会造成混凝土开裂。
1.3 裂缝问题
裂缝是路桥工程中最为常见的质量问题,一般形成裂缝的原因都是因为多方面的因素,除去水泥产生了收缩、荷载力超过限度外,路桥混凝土结构所面临的环境、温度、地形等都可能会导致混凝土发生形变问题,结构内部产生应力,而应力大于混凝土抗拉力后,就会产生裂缝。
2 路桥混凝土施工需要注意的事项
2.1 施工前的准备
通常路桥施工用混凝土,其原料主要是利用水泥、石子、砂砾等。在进行混合搅拌是,要保证原料的质量、配比都可以满足设计标准,砂砾、石子的大小直径一般要根据情况来进行控制,在0.3cm-3cm左右。施工的需求不同,原材料的选择也会不同,原料选择和质量都需要控制在标准规定以内,确保其中不会加入其他的一些杂质材料;在进行混凝土施工之前,还需要对混凝土进行原材料质量检测,确定其符合质量规定时,还需要根据工程方案需求来对混凝土的配比进行确定。不同标号的混凝土即使使用在不同的位置处,其配比也会有一定的差异。
2.2 施工时温度的控制
混凝土配比、浇筑时,需要考虑温度应力的问题,要采取一定的措施控制混凝土内部的温度。一般可以采用控制温度或者改善约束条件的方法,来对施工现场的混凝土温度进行控制。
2.3 对裂缝问题提前进行预防
混凝土荷载问题考虑不周全可能会导致后期使用时出现裂缝问题。而混凝土施工后产生裂缝的诱因主要是因为直接应力裂缝和应力裂缝问题。产生直接应力裂缝的问题,多是由于在设计阶段过程中参数、模型设计计算不合理,没有精确计算到混凝土结构的安全系数问题,导致安全系数设计过低、设计中对于结构的处置不妥当;混凝土的具体荷载定量在设计时出现漏算问题,导致出现结构刚度不足、推算结构受力、断面设计等出现问题。
2.4 混凝土浇筑技术
浇筑混凝土作为施工中的关键环节,需要把控好混凝土的送料,保证在混凝土初步凝结时送料到位,然后逐车来测量混凝土塌落度。此外,路桥中进行分层浇筑时,也要控制好每层的厚度。浇筑前对工程进行详细的验收,合格之后才能进行浇筑作业。
3 路桥混凝土施工的技术应用要点
3.1 施工前混凝土原料的把控
目前的建筑工程施工中,常用的混凝土水泥原料多为硅酸盐水泥,因此在具体的施工过程中要把控好水泥的具体强度,同一类项目作业中要保证使用同类型的水泥,防止由于材料强度不同造成承载力不均的问题;对于混凝土骨料的选择方面,需要遵循使用技术标准,选择碎石料是,需要选择强度高、级配好、受力均匀等特单,还要控制选择骨料的粒径,通常是在0.3-3cm内,根据不同的需求,粒径大小也会有所调整。同时还需要将骨料的含泥量也控制在1%以内;加入骨料前要对其中的杂质进行清除;如果需要添加一些外加剂,则需要依照水泥的级别标号,挑选合适的减水剂,同时再具体结合工程的需求,来保证参入量适合。
3.2 防止温度裂缝的技术措施
如果浇筑的混凝土体积量大,混凝土之后所形成的内外部温差也会增大,而温差过大的地方就非常容易出现裂缝。分析其中的原理,因为面积和体积较大的混凝土浇筑块在吸收热量之后会产生水化现象,而水化之后的热量不易扩散,往往又会聚集到混凝土的内部,就会导致混凝土内部的温度上升。但是由于混凝土外部与空气接触面积大,散热速度较快,由此混凝土内外部温度就会形成巨大的差值。经过热胀冷缩的原理之后,混凝土中就会形成拉应力,如果内部的拉应力大于外部,造成拉应力不均衡,就会在混凝土的表面产生裂缝。这种由于温度应力所产生的裂缝往往又是没有规律可循的,治理难度较大,同时由于温度差值,裂缝产生的大小也会不同。
所以针对这种温度应力产生的裂缝,就需要做好施工前的预防工作。首先从选材方面考虑,水泥要选择450kg/m3以下的普通硅酸盐水泥,而粗骨料则可以选择一般的碎石块或者卵石。细骨料就需要选择中砂,要细度小、颜色淡、含碳量低、质量可以保证长时间稳定的I级粉煤灰或者木盖减水剂,通过适当的材料搭配,可以一定程度上缓解在混凝土早期所形成的水化热现象,同时保证后期的混凝土强度。混凝土在搅拌的过程中还需要适当加入缓凝剂,可以延长混凝土的凝固时间,降低水热的过度集中。在混凝土的搅拌中加入一些纤维材料或者是钢筋也可以在减少温度裂缝的产生。
3.3 钢纤维混凝土应用
钢纤维混凝土时近些年刚刚诞生而来的新型工程材料,对于路桥工程建设有一定的积极作用。路桥工程中,通过将钢纤维材料加入到普通的混凝土当中,可以有效提升混凝土的强度和承载力,可以有效分散外部受到的压力,加强了路桥混凝土结构的使用寿命。此外,加入钢纤维混凝土的路桥结构,表面厚度会有所减少,同时减少的还有纵向和横向的收缩缝[2]。钢纤维混凝土的性质也使得其具备了良好的冻融性和耐磨性,承载力大大增强的情况下,加强了路桥整体结构的强度,也减少了自重,这样也减少了路桥由于重力缘故而产生的形变。考虑到这些有点,路桥混凝土施工中可以适当采用加入钢纤维,当然需要注意的要点是:保证钢纤维在混凝土中的均匀分布,钢纤维在加入到混凝土搅拌机之前,就需要将其作以一定的分散处理。钢纤维的加入量根据需要浇筑的水泥体积情况来判断,通常在普通混凝土的截面增加1%-1.2%的钢纤维,就能使得路面的厚度降低35%左右,同时也会减少横向收缩缝。
3.4 混凝土配比的技术应用
混凝土配比技术需要考虑的指标,一般包含为初凝时间、坍落度、骨料以及参合料的性能因素等。严格把控好混凝土的配合比,控制成型之后混凝土的坍落度,以此来减少在工程中对于泌水问题的发生。对于混凝土的初凝时间也应该尽量控制在7个小时以内,水泥材料的选择尽量选择标号高、质量性能较好的,而且根据施工路段的地形、土质等问题的不同[3],还需要变换不同型号的水泥以应对不同的情况;骨料质量由于会直接影响到路桥结构的整体强度和承载力,因此骨料的选择配比要控制好其中的含泥量,工程设计前,需要对这些参数严格的审核,确保无误后才能使用。
3.5 路桥混凝土养护技术应用
混凝土在浇筑完成后,还需要进行一定时间的养护作业。养护的过程中,需要对混凝土的硬化程度进行一定的考虑。在混凝土凝固过程中,防止混凝土表层出现水分的过度流失,以此来保证混凝土在凝固完成后达到足够的刚度。混凝土的养护作业需要根据现场的环境进行不同程度的养护,如温度高、日照较为强烈的情况下,需要根据水分的蒸发情况,定时对混凝土进行洒水养护和降温。拆模的过程中还需要保证混凝土达到一定的强度。模板拆除后,对混凝土表面进行覆盖处理,防止水分过度蒸发流失,而产生裂缝。
4 结语
由于混凝土在价格、性能等方面的诸多优势,其成为了现代工程建筑中最为重要的建设材料,并被广泛的运用到各个领域。当时由于混凝土在工程建设中会受到原材料质量、施工技术工艺、设备等多方面因素的影响,混凝土的最终质量也会参差不齐。而面对诸如混凝土裂缝、抗拉力、强度等问题,相关建设单位必须要认真重视此类问题,这会极大影响到路桥工程的最终质量。