季冻区结构混凝土外观质量控制技术分析

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  摘要:季冻区,通俗的来说就是季节冻土的分布区域。季冻区结构的混凝土由于季节和天气等的原因,会受到冰盐腐蚀以及冰冻和融合等的影响,使得混凝土在实际的使用过程中出现比如脱落等现象,这种情况大约会在混凝土使用后的2-3年内最为频繁,这使得其使用的寿命比较短,造成维护和管理的成本上升。因此,要对混凝土的原材料进行严格的把控,并且对其的配置过程进行完善,加强施工工艺的管理,这样才能够提升混凝土的外观质量。
  关键词:季冻区;混凝土;外观质量;控制技术
  当前随着社会经济的快速发展,城市化进程不断加快,使得建筑行业得到了空前的繁荣。这也造就了建筑行业的竞争比较激烈。而随着社会对于建筑安全等方面的持续关注,使得建筑行业的企业越来越重视工程的质量。季冻区对于混凝土的外观质量有着比较大的影响,这使得要采取一定的措施和技术来提升季冻区结构混凝土的外观质量。
  1工程的概况
  某高速公路的某段正处在吉林省的通化市境内,该区域是典型的温带大陆性季风气候,具有鲜明的温带大陆性季风气候的特征;春季比较干燥,降雨量稀少;夏季比较炎热干燥;冬季寒冷且漫长[1]。其夏季大概是6- 8月,这个时间也是通化市的雨季,年平均的降水量大概达到620 -865. 6mm左右。而冬季较为寒冷,其平均降雪量约为320-750mm。
  该高速公路的全长为110. 230km,水泥的混凝土路面大概是109万m?;通道有51处,并有29座大桥、22座中桥以及3座小桥。
  2影响混凝土外观质量的因素
  2.1内部的因素
  就混凝土的内部因素来说也是有许多的方面的,首先,是原材料对于混凝土的外观质量的影响[2]。而混凝土的原材料包括了碎石、砂子、水泥以及减水剂等。这就需要保证砂石材料的质量,挑选出优质的水泥品种并进行固定化,保证减水剂的质量;其次就是制造混凝土所采用的施工工艺;最后就是原材料的配合比,这其中包括了水泥的量、减水剂的量等等,是一个比较系统和复杂的问题。
  2.2 外部的因素
  ①模板的因素
  模板是浇筑混凝土成型用的必要工具,模板系统由模板、支撑件和紧固件等组成。要求它能够保证结构和构件尺寸及形状准确;并且有足够的刚度、强度和稳定性;装拆方便并且可多次使用;接缝严密不漏浆等。目前常用的模板有包括木模板、定型组合模板、大型工具式的大模板、爬模、滑升式模板、隧道模板、台模(飞模、桌模等)永久式模板等等。模板在混凝土施工中有着极其重要的作用。如果混凝土的模板质量不过关,并且对于模板的处理不能够符合相关部门给出的规定和要求,那么对于混凝土的质量影响是比较直接的,会导致混凝土的表面出现褶皱、不平等情况,这会严重影响混凝土的外观质量。
  ②脱模剂的使用因素
  脱模剂是一种在模板和成型混凝土之间的一种功能性物质,脱模剂在与不同树脂的化学成分接触时不能被溶解,并且不能被分解及磨损。脱模剂粘合到模板上不被转移到混凝土上,不妨碍模板的二次使用,随着建筑业的发展,脱模剂的使用也在大幅提高。但是在当前,我国很多的建筑施工单位在对混凝土进行晾晒后,为了使硬化后的混凝士能够在与模板脱离的过程中比较简单方便,会在混凝土的模板表面上涂刷一些废弃的机油作为脱模剂,虽然这会使脱离的工作比较简单方便,最大限度内避免在这个过程中对混凝土造成伤害,但是这会对混凝土结构的表面造成一定的污染,使得混凝土结构的外观质量受到很大的影响,必须想办法控制。
  ③混凝土的施工过程不规范因素
  由于建筑行业的发展比较快,在这个过程中由于迅速的发展使得对于内部的施工人员的培训力度不够,而施工人员的素质也参差不齐,其责任意识相当的匮乏[3]”。这使得在施工的过程中,很多的方面都存在违反国家规定和标准的情况和现象,这使得混凝土结构的外观难以有保障,出现坑洞、麻面、不平等,严重影响了混凝士的使用。
  ④后期的养护和管理工作不到位的因素
  很多施工单位对于混凝土结构的养护工作都存在很大的问题,在养护过程中,用于湿润的水太浑浊,这对混凝土结构会造成一定的污染,造成水流的痕迹;或者由于养护的时间不足,甚至有些企业没有进行养护的工作,造成混凝土出现结构性的裂缝等;在养护时间不足的情况下,过早的开启下一工序,使得混凝土的表面容易出现损坏[4]。这些都会对混凝土的外观质量造成破坏。
  3混凝土原材料的控制
  3.1粗细骨料
  粗细骨料是混凝土组成的重要原料,总量占混凝土体积的65%-75%,正确选择粗细骨料,是配置混凝土的基础。它们的级配、用量影响到混凝土的和易性、工作性等。对于混凝土的粗骨料来说,要选用一些诸如玄武岩等一些中基性的岩石,不能够用花岗岩来作为混凝土的粗骨料,并且要保证岩石的质地比较均匀,表面干净整洁,不允许含有泥块,这样会影响混凝土的质量[5]。而对于细骨料来说,则要挑选一些质地比较坚硬、表面比较结晶的河砂或者按照相关的需求和规定由专门的部门生产出来的人工砂,可以保证细骨料的质量。
  3.2水泥
  水泥的质量问题的好坏直接影响到水泥凝胶的组分,所以水泥的石毛细孔和水泥凝胶形成小孔的形状、大小、个数的多少都有着非常大的关联,会影响到混凝土干缩性、内外温度差、抗拉强度的最大值与最小值和堿骨料反应。因此配置混凝土所需要的水泥是有一定的要求的,要对水泥的质量进行严格的把控,采购的品种要固定下来,必须要旋窑生产出来的水泥,才能够保证混凝土水泥原材料的质量。
  3.3减水剂
  减水剂是一种在维持混凝土坍落度不变的条件下,能减少拌合用水量的混凝土外加剂。能改善其工作性,减少单位用水量,改善混凝土拌合物的流动性;或减少单位水泥用量,节约水泥。混凝土的一个关键部分就是水和胶凝材料的比例,其比例越高,混凝土的性能就越好,施工过程就比较简单和轻松,但是这会使得硬化混凝土的强度下降。为了解决这个两难问题,问题,才发明了减水剂,这样能够保证混凝土的施工便利以及其自身的强度。   4对混凝土的配合比设计和使用进行强化
  4.1粗骨料级配以及砂率的确定
  ①密实骨架堆积法分析
  由于混凝土原材料必定有所差异,这使得密实骨架堆积法的实施要能够根据实际情况来进行分析和考虑,这样才能够使密实骨架堆积方法的实施具有很强的可操作性。要采用两级配碎石,在2挡粗骨料的最大容重当中来找出最小的空隙率,并且通过将曲线进行拟合从而能够得出2挡骨料之间的最合适的比例,这样才能够满足相关的规定和要求。
  ②最大紧方密度法分析
  首先,是要选择细度模数满足相关要求和规定的中砂,按照不同的比例如37%、38%等于粗骨料进行模拟的填充,试验的过程要按照相关文件和条例的要求以及规定,采用紧装密度测量的方式来进行堆积密度的测量,在容量筒的容积为定值的情况下,混合料堆积密度的最大值是比较容易确定的,并且还要能够对应砂率值[6]。需要注意的是,砂率值虽然确认了,但是还是需要通过试拌混凝土来进行小幅度的调节。
  4.2混凝土引气过程中需要注意的事项
  对于混凝土的引气来说,采用的方法都需要遵循“先消泡后引气”的原则,混凝土要想能够在季冻区不被破坏,就需要掺用引气剂,具体的掺量应该根据实际的情况或者实验得出的结果来进行确立。就当前一些实验得出的数据来看,松香树脂类的引气剂常用的掺量为0. 004%-0.014%: 皂荚类的引气剂常用的掺量大约为0. 15%-0. 255%; 而其他的引气剂的常用掺量大约在0.23%-0.45%。气泡特征的参数应该满足相关文件的要求。
  5对混凝土的施工工艺进行强化
  5.1结合设计的实际要求来选择模板控制模板的质量
  对于不同部位的施工,所要采取的模板也是不同的,尤其在季冻区来说,混凝土的模板质量一定要进行严格的把控[7]。混凝士的模板应该采用钢模、定型钢模等质量极佳并且效果优越和突出的模板,在一定程度上能够保证混凝土的外觀质量。就混凝土的模板来说,应该尽量不选用竹胶板。
  5.2使用比较高效的脱模剂
  脱模剂主要的作用是能够在不破坏混凝士的情况下,将混凝土与模板进行分离,起到的是润滑和隔离的作用。使用脱模剂最主要的是保证混凝土的结构和物质不受破坏,当前使用的脱模剂大致可以分为3类:第一类是无机物的脱模剂,主要是利用滑石粉作为配置脱模剂的主要成分;第二类是有机物的脱模剂,如脂肪酸、石蜡等等;第三类则是高聚物的脱模剂,如硅油、低分子聚乙烯等。高聚物的脱模剂与有物的脱模剂相比较来说,效果和稳定性都要更加优越出众。
  造成混凝土出现裂缝和脱落的因素比较多,所以这是一个难以控制的内问题。就当前来说,不论是实验室还是实际的工程施工中,利用废弃机油作为脱模剂,都会对混凝土表面造成污染,使得混凝土表面的颜色不均匀,气孔的数量比较多,容易出现脱落,造成破坏。这种情况主要是因为斜坡面中的气泡排除的难度比较大,在斜坡处容易进行聚集,使得混凝土脱模后表面气孔大且多,会对混凝土的外观产生比较大的影响,也会缩短混凝土的使用寿命。
  而该高速公路项目中,其运用的不是传统的机油,而是使用了清水混凝土的脱模剂,这对于混凝土的外观质量改善有着极其重要的帮助。这是由于清水混凝土的脱模剂属于高分子的材料,将其涂抹在混凝土的模板上,配置好混凝土以后,会将其进行一个晾晒的过程, 待混凝土成型后,脱模剂也硬化成为了一层膜,其能够防止腐蚀,这不仅能够帮助混凝土的脱模工作变得简单,还能够对混凝土形成滋养的作用,使得混凝土的光泽比较高,表面平整不会有起伏和褶皱,这是当前的脱模剂所无法实现和达到的[8]。该高速公路项目工程使用清水混凝土的脱模剂是一大改变,能够在很大程度上解决对混凝土外观要求比较苛刻的混凝土工程。
  季冻区的混凝由于要加强其耐冻性都参加了引气剂、粉煤灰等,这在很大程度上加强了其黏聚性,但是也使得其实际的运用效果比较差,很容易产生气泡和裂缝以及表面的颜色不均匀等等。从本质上来看,造成这种现象的原因是由于混凝土中存在水分,在泌出的过程中会使得水泥以及一些颗粒的迁移。如果混凝土已经成型了,那么就将这些多余的水分进行去除,在去除水分的过程中,如果能够减少或者防止水泥以及颗粒的迁移,就能够最大程度土的上降低混凝土的水胶比,提升混凝土的强度和耐久性。利用透水性比较好的模板布就能够在很大程度上解决水分流失和水泥以及颗粒的迁移,提升混凝土的使用寿命,解决上述问题,从而保证混凝土的外观质量。
  5.3 使用透水性较好的模板布
  ①透水模板布在混凝土外观中起到的作用
  透水模板布基本是过滤层和透水层构成的一种织物, 其又许多的微孔。在具体的使用过程中,是将其在混凝土模板的内侧进行粘贴,在完成对混凝土的浇筑工作后,利用透水模板布能够将混凝士表面层的水分和气泡进行排除,这样就能够避免水泥以及颗粒的迁移和流失,这不仅能够减少混凝土表面的气泡,也能够在很大程度上控制混凝土表面的水胶比,在提升混凝土表面密实度的基础上降低混凝土表面的裂缝产生的可能性,以此达到提升其强度、耐冻性和抗腐蚀性的能力。
  ②在透水模板布施工过程中需要注意的方面
  首先,在将透水模板布粘贴在混凝土模板内侧的过程中要保证其平整,不能够有褶皱和出棱。钢模板的连接处要填补密实,不然混凝土的表面会容易留下印记,对其整体的外观造成影响。透水模板布最为主要的作用是能够改善混凝土外观的质量,减少表面不平整、气孔以及裂缝等问题。透水模板的模壳主要是由于普通的模板上刻取导水槽,并钻取小孔作为过滤的通道。由于细纺布与混凝土是直接接触的,其比较细密,能够在很大程度上避免水泥颗粒的流失,同时其透气性又比较出众,这样能够挥发出混凝土表层的水和空气,从而起到排水和排气的作用。
  5.4强化混凝土的施工工艺
  在对混凝土进行运输的过程中,要严格的把控混凝土的质量,保证混凝土的质量不会有缺陷。而混凝士的浇筑工作也是一个比较重要的方面,在进行浇筑前,应该根据实际情况来制定出相关的方案,在浇筑的过程中不能够随意进行更改;在浇筑的过程中,要按照一定的顺序来进行浇筑,不能够随意留下施工的缝隙;在进行混凝土的浇筑工程中,应该错开高温或者多风的天气,如果实在不能够避开,就要采取一定的措施来进行养护: 在浇筑期间,要有专门的人和部门进行监督,并做好养护的工作;适当延长混凝土的维护周期,这样能够在很大程度上避免混凝土的裂缝问题;对于混凝土的养护要进行集中预制,由于季冻区的气候特点,加强混凝土的耐冻性才是最为主要的。
  结束语
  通过对某高速公路的某段的结构混凝土施工的情况进行深入的分析和研究发现,在对其外部环境进行分析的前提下,对于混凝土的质量进行严格的把控,具体可以从其原材料、浇筑和运输的过程来入手,并选择合适的施工工艺并进行强化,这对于季冻区结构混凝士的外观质量有着极其重要的作用。需要特别提出的是,在该项目中,使用的清水混凝土的脱模剂是一种新型的方式,应该在混凝土的工程中加以推广和应用。
  参考文献
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