论文部分内容阅读
摘要：在高蒸发量、低湿度及水资源极其匮乏的戈壁地区，为确保混凝土施工质量，混凝土的养护非常重要。文章从补水、保湿、减少蒸发量等方面着手，通过试验研究对比分析了滴灌养护、养护剂养护、节水养护膜养护三种养护措施的不同效果，以满足高性能混凝土的养护要求，以及沙漠戈壁区铁路工程混凝土的浇筑质量。
关键词：沙漠戈壁；道床板；混凝土养护；滴灌养护；养护剂；节水养护膜
中图分类号：U216 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0088-02
由中铁十一局承建的兰新铁路的甘青段（LXS-16标段），地处甘肃省瓜州县境内极旱沙漠戈壁区。该地区夏季干燥炎热，冬季严寒漫长，即使在4至10月份，气候依然呈现昼夜温差大、干旱缺水、异常干燥（如年平均降水量为52.2mm，年平均蒸发量为2567.3mm）。特殊环境条件下的混凝土性能是内因和外因综合作用的结果，不仅需要材料选用和配比方面的针对性，还需辅之有效的养护措施和工艺流程。沙漠戈壁环境对混凝土的养护方式及工艺有更高要求，如受高蒸发量、低湿度及水资源匮乏的影响，常规覆盖湿润土工布的养护方式需增加洒水次数，成本较大；大温差会使混凝土中心和表面间的温度梯度加大，易产生温度裂缝。另外，冬季的严寒要求混凝土在养护期间应注意保温，避免混凝土发生冻胀开裂。针对上述情况，文章从补水、保湿、减少蒸发量等方面着手，通过试验研究对比分析滴灌养护、养护剂养护、节水养护膜养护三种养护措施的不同效果，确立本工程正线施工的养护措施和工艺流程。
1 备选养护措施概述
混凝土的养护方式有自然养护、蒸汽养护、滴灌养护、节水养护膜养护和养护剂养护等。除蒸汽养护不适用于大面积混凝土养护外，其余几种养护措施广泛适用于各种混凝土结构。本文沙漠戈壁地区无砟轨道道床板混凝土养护措施拟从后三种养护措施中选取，试验段的养护时间均为14d。
1.1 滴灌养护
滴灌养护主要是针对干旱、严重缺水的自然环境，为节约用水，从自然洒水养护的基础上加以改进而来。方法为：将水桶置于3m高的钢管架上，水桶引出的软管接上阀门，再由三通接上4根直径10cm的硬质PVC管，PVC管事先进行穿孔处理，穿孔原则是近端孔稀远端孔密，近端孔小远端孔大，保证整个混凝土面的滴灌效果均匀有效。硬质PVC管置于土工布上，均匀垫上小方木，滴灌系统完成后，盖上一层塑料布，起到保温、保湿、防风、防蒸发的功效。道床板混凝土终凝后开始养护，养护频率以始终保持混凝土面湿润为依据。前几次滴管养护时需将塑料布掀开，确保整片土工布均匀充分吸湿并保证砼表面充分湿润。
1.2 覆盖节水养护膜养护
混凝土节水保湿养护膜是以新型可控分子材料为核心，以塑料薄膜为载体，粘附可吸收自身重量200倍水分的高分子材料。该材料吸收膨胀后变成透明的晶状体，把液体水变成固态水，然后通过毛细管作用，源源不断地向养护面渗透，同时又不断吸收养护体在混凝土水化热过程中的蒸发水。因此在一个养护期内养护膜能保证养护体表面保持湿润，相对湿度≥90%。方法为：在混凝土终凝后，洒水至混凝土表面游离水厚度为3～4mm，打开产品包装，将有孔的一面紧贴混凝土养护面，开始滚动养护膜卷，进行摊铺，一次性覆盖，接处用透明胶带粘牢，搭摊铺后使膜内高分子吸收材料充分吸水，至厚度5～10mm。摊铺后，如发现膜内空气较多，应及时赶走空气，使养护膜紧贴混凝土表面。
1.3 喷涂养护剂养护
2 试验方案
按照正线施工图施作三段道床板试验段，分别采用滴灌养护、养护剂养护、节水养护膜养护14d，采用JMZR2000自动综合测试系统测试养护期道床板内部湿度、温度和应变，以此确立正线施工时道床板混凝土的养护措施，包括养护方式的选取，是否需要增设降温或保温措施等。
3 试验结果
3.1 道床板湿度分析
滴管养护和喷涂养护剂养护的道床板内部湿度接近，且均高于节水养护膜养护的道床板内部湿度。说明与节水养护膜养护相比，滴管养护和喷涂养护剂养护均能更好地提高道床板混凝土的内部湿度，延长混凝土的水化时间，提高混凝土水化程度，宜作为该工程正线施工的备选养护方式。
计算滴管养护和喷涂养护剂养护的成本情况，成本分析按养护剂10000元/吨，滴灌养护PVC管2元/m，水每吨15+0.96×7=21.72元（含运费），人工费150元/d计算，滴管养护每延米费用30.5元，喷涂养护剂养护每延米费用21.4元。
综合上述三类养护方式的养护效果和成本，本工程正线宜选用喷涂养护剂的养护方式。针对工程气候特点，在外喷养护剂的基础上铺设防蒸发薄膜和一层土工布，当昼夜温差超过20℃时，再在浇筑初期增设防护养护棚加保温、防风、防蒸发措施，即喷涂养护剂+“两布一膜”的养护方式。
4 施作工艺
4.1 主要机具设备
（1）喷枪或农用喷雾器、备用喷头等，用于道床顶面养护剂喷涂。
（2）板刷、铁桶等，用于道床侧面及大风天气。
4.2 作业条件
（1）道床分段（节）浇筑完毕，最后一次收面完成，表面无缺陷。
（2）养护剂材料、喷涂（或刷涂）工具已准备齐全，经试用，能满足施工需要。
（3）操作人员经技术培训，可以上岗操作。
4.3 基本操作工艺
（1）道床混凝土浇筑后，在不见浮水，用手指轻按无指印、不粘手时喷时进行养护剂喷涂，侧面于脱模后及时进行。
（2）喷（刷）涂用喷枪或喷雾器由一端到另一端、自上而下均匀连续喷洒在混凝土表面上，喷头距表面30cm左右，操作人员站在上风处、按顺序逐行喷洒，向前推进。一般喷两遍，每遍互相搭接，厚薄一致，无漏喷（刷）、透底等情况。
厚度不小于0.2mm，厚薄要求均匀。人工涂刷时，刷涂先横刷一遍，再竖直从上往下涂刷，要刷轻刷快，以做到均匀、厚度一致，不带刷痕，每遍一气呵成，无流淌、漏刷等现象。
（4）工作完毕后应将设备及工具清理干净，避免腐蚀、堵塞。喷雾器所用喷头采用单喷头，避免多向喷洒是污染轨枕等，养护剂喷涂过程中间停歇时将喷头浸泡于净水中防止其堵塞。
4.4 施工注意事项
（2）溶液喷洒涂刷后会很快形成薄膜，应加强保护，防止硬物在表面拖拉碰撞损坏。
（3）混凝土未达到要求强度75%前，不得在其上行驶车辆或临时堆放材料。
（4）喷（刷）涂时应掌握合适时间，过早会影响薄膜与混凝土表面的结合；过晚则混凝土中的水分蒸发过多，影响水化作用。
（5）养护剂在未形成封闭薄膜前，如遇雨，混凝土表面会出现麻点，待雨停后，需重新喷洒；施工过程中，如发现已喷（刷）涂薄膜损坏，应及时补喷养
护液。
（6）轨枕周围及轨枕角属于应力集中部位，容易出现裂纹，应增加养护剂喷涂剂量。
（7）养护剂有毒、作业人员须配备口罩等防护用品，同时养护剂易燃，操作要有防火措施和设施。
4.5 混凝土养护时间
养护及喷涂完成，覆盖土工布，并适当洒水润湿土工布，遮阳、降温，确保养护效果，覆盖时间不少
于7d。
5 结论
按照喷涂养护剂+“两布一膜”的养护方式进行正线混凝土道床板的养护，轨道精调期间混凝土表面均未发现开裂现象，上述养护措施有效、可靠，满足高性能混凝土的养护要求，本工程混凝土的浇筑质量满足规范和设计要求。
关键词：沙漠戈壁；道床板；混凝土养护；滴灌养护；养护剂；节水养护膜
中图分类号：U216 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0088-02
由中铁十一局承建的兰新铁路的甘青段（LXS-16标段），地处甘肃省瓜州县境内极旱沙漠戈壁区。该地区夏季干燥炎热，冬季严寒漫长，即使在4至10月份，气候依然呈现昼夜温差大、干旱缺水、异常干燥（如年平均降水量为52.2mm，年平均蒸发量为2567.3mm）。特殊环境条件下的混凝土性能是内因和外因综合作用的结果，不仅需要材料选用和配比方面的针对性，还需辅之有效的养护措施和工艺流程。沙漠戈壁环境对混凝土的养护方式及工艺有更高要求，如受高蒸发量、低湿度及水资源匮乏的影响，常规覆盖湿润土工布的养护方式需增加洒水次数，成本较大；大温差会使混凝土中心和表面间的温度梯度加大，易产生温度裂缝。另外，冬季的严寒要求混凝土在养护期间应注意保温，避免混凝土发生冻胀开裂。针对上述情况，文章从补水、保湿、减少蒸发量等方面着手，通过试验研究对比分析滴灌养护、养护剂养护、节水养护膜养护三种养护措施的不同效果，确立本工程正线施工的养护措施和工艺流程。
1 备选养护措施概述
混凝土的养护方式有自然养护、蒸汽养护、滴灌养护、节水养护膜养护和养护剂养护等。除蒸汽养护不适用于大面积混凝土养护外，其余几种养护措施广泛适用于各种混凝土结构。本文沙漠戈壁地区无砟轨道道床板混凝土养护措施拟从后三种养护措施中选取，试验段的养护时间均为14d。
1.1 滴灌养护
滴灌养护主要是针对干旱、严重缺水的自然环境，为节约用水，从自然洒水养护的基础上加以改进而来。方法为：将水桶置于3m高的钢管架上，水桶引出的软管接上阀门，再由三通接上4根直径10cm的硬质PVC管，PVC管事先进行穿孔处理，穿孔原则是近端孔稀远端孔密，近端孔小远端孔大，保证整个混凝土面的滴灌效果均匀有效。硬质PVC管置于土工布上，均匀垫上小方木，滴灌系统完成后，盖上一层塑料布，起到保温、保湿、防风、防蒸发的功效。道床板混凝土终凝后开始养护，养护频率以始终保持混凝土面湿润为依据。前几次滴管养护时需将塑料布掀开，确保整片土工布均匀充分吸湿并保证砼表面充分湿润。
1.2 覆盖节水养护膜养护
混凝土节水保湿养护膜是以新型可控分子材料为核心，以塑料薄膜为载体，粘附可吸收自身重量200倍水分的高分子材料。该材料吸收膨胀后变成透明的晶状体，把液体水变成固态水，然后通过毛细管作用，源源不断地向养护面渗透，同时又不断吸收养护体在混凝土水化热过程中的蒸发水。因此在一个养护期内养护膜能保证养护体表面保持湿润，相对湿度≥90%。方法为：在混凝土终凝后，洒水至混凝土表面游离水厚度为3～4mm，打开产品包装，将有孔的一面紧贴混凝土养护面，开始滚动养护膜卷，进行摊铺，一次性覆盖，接处用透明胶带粘牢，搭摊铺后使膜内高分子吸收材料充分吸水，至厚度5～10mm。摊铺后，如发现膜内空气较多，应及时赶走空气，使养护膜紧贴混凝土表面。
1.3 喷涂养护剂养护
2 试验方案
按照正线施工图施作三段道床板试验段，分别采用滴灌养护、养护剂养护、节水养护膜养护14d，采用JMZR2000自动综合测试系统测试养护期道床板内部湿度、温度和应变，以此确立正线施工时道床板混凝土的养护措施，包括养护方式的选取，是否需要增设降温或保温措施等。
3 试验结果
3.1 道床板湿度分析
滴管养护和喷涂养护剂养护的道床板内部湿度接近，且均高于节水养护膜养护的道床板内部湿度。说明与节水养护膜养护相比，滴管养护和喷涂养护剂养护均能更好地提高道床板混凝土的内部湿度，延长混凝土的水化时间，提高混凝土水化程度，宜作为该工程正线施工的备选养护方式。
计算滴管养护和喷涂养护剂养护的成本情况，成本分析按养护剂10000元/吨，滴灌养护PVC管2元/m，水每吨15+0.96×7=21.72元（含运费），人工费150元/d计算，滴管养护每延米费用30.5元，喷涂养护剂养护每延米费用21.4元。
综合上述三类养护方式的养护效果和成本，本工程正线宜选用喷涂养护剂的养护方式。针对工程气候特点，在外喷养护剂的基础上铺设防蒸发薄膜和一层土工布，当昼夜温差超过20℃时，再在浇筑初期增设防护养护棚加保温、防风、防蒸发措施，即喷涂养护剂+“两布一膜”的养护方式。
4 施作工艺
4.1 主要机具设备
（1）喷枪或农用喷雾器、备用喷头等，用于道床顶面养护剂喷涂。
（2）板刷、铁桶等，用于道床侧面及大风天气。
4.2 作业条件
（1）道床分段（节）浇筑完毕，最后一次收面完成，表面无缺陷。
（2）养护剂材料、喷涂（或刷涂）工具已准备齐全，经试用，能满足施工需要。
（3）操作人员经技术培训，可以上岗操作。
4.3 基本操作工艺
（1）道床混凝土浇筑后，在不见浮水，用手指轻按无指印、不粘手时喷时进行养护剂喷涂，侧面于脱模后及时进行。
（2）喷（刷）涂用喷枪或喷雾器由一端到另一端、自上而下均匀连续喷洒在混凝土表面上，喷头距表面30cm左右，操作人员站在上风处、按顺序逐行喷洒，向前推进。一般喷两遍，每遍互相搭接，厚薄一致，无漏喷（刷）、透底等情况。
厚度不小于0.2mm，厚薄要求均匀。人工涂刷时，刷涂先横刷一遍，再竖直从上往下涂刷，要刷轻刷快，以做到均匀、厚度一致，不带刷痕，每遍一气呵成，无流淌、漏刷等现象。
（4）工作完毕后应将设备及工具清理干净，避免腐蚀、堵塞。喷雾器所用喷头采用单喷头，避免多向喷洒是污染轨枕等，养护剂喷涂过程中间停歇时将喷头浸泡于净水中防止其堵塞。
4.4 施工注意事项
（2）溶液喷洒涂刷后会很快形成薄膜，应加强保护，防止硬物在表面拖拉碰撞损坏。
（3）混凝土未达到要求强度75%前，不得在其上行驶车辆或临时堆放材料。
（4）喷（刷）涂时应掌握合适时间，过早会影响薄膜与混凝土表面的结合；过晚则混凝土中的水分蒸发过多，影响水化作用。
（5）养护剂在未形成封闭薄膜前，如遇雨，混凝土表面会出现麻点，待雨停后，需重新喷洒；施工过程中，如发现已喷（刷）涂薄膜损坏，应及时补喷养
护液。
（6）轨枕周围及轨枕角属于应力集中部位，容易出现裂纹，应增加养护剂喷涂剂量。
（7）养护剂有毒、作业人员须配备口罩等防护用品，同时养护剂易燃，操作要有防火措施和设施。
4.5 混凝土养护时间
养护及喷涂完成，覆盖土工布，并适当洒水润湿土工布，遮阳、降温，确保养护效果，覆盖时间不少
于7d。
5 结论
按照喷涂养护剂+“两布一膜”的养护方式进行正线混凝土道床板的养护，轨道精调期间混凝土表面均未发现开裂现象，上述养护措施有效、可靠，满足高性能混凝土的养护要求，本工程混凝土的浇筑质量满足规范和设计要求。