浅谈高温气候下水泥混凝土道路施工的质量控制.pdf

2 0 1 0年第 l 期 2月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PR0DUCTS 2 01 0 No1 F e b r u a r y 浅谈高温气候下水泥混凝土道路施工的质量控制 彭先兵 ( 苏州混凝土水泥制品研究院， 2 1 5 0 0 4 ) 摘要 ： 通过工程实例 ， 分析和阐述了高温气候下水泥混凝土道路施工质量管理 的重点 和难 点 ， 归纳了每个施工步骤 的要点 ， 并针对工程 中碰 到的问题 ， 提 出了解决方法和预防措施。 关键词 ： 水泥混凝土道路 ； 混凝土施 工； 质量 管理 A b s t r a c t ：T h r o u g h t h e a c t u a l p r o j e c t i n s t a n c e ，t h e e mp h a s e s a n d d i f f i c u l t i e s o f q u a l i t y m a n a g e me n t o f t h e c e m e n t c o n c r e t e r o a d c o n s t r u c t i o n u n d e r t h e t r o p i c c l i ma t e h a v e b e e n a n a l y z e d T h e k e y p o i n t s f o r e v e r y p h a s e h a v e b e e n c o n c e n t r a t e d ，a n d t h e wa y s o f s o l u t i o n s a n d p r e v e n t i v e me a s u r e s o f t h e p r o b l e m s h a p p e n e d i n t h i s p r 0 j e c t h a v e b e e n p r o p o s e d Ke y w o r d s ： C e m e n t c o n c r e t e r o a d ；C o n c r e t e c o n s t r u c t i o n ； Qu a l i t y ma n a g e m e n t 中图分类号 ： TU 5 2 8 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7( 2 0 1 0 ) 0 1 - 1 9 - 0 3 1 工程简 介 工程为一境外 新建工 厂 ，厂 区内外 行车道路均为 水泥混凝 土路 面板 ， 宽 度为 6 - 1 2 m， 厚 度为 2 0 0 mm， 总 长度约 l O k m，共 计用混凝 土约 2万 珊 。施 工要求严 格 ，施工质量控制 和验收均采用美 国 A C I 和 A s T M 标 准 。 该地区属热带沙漠型气候 ， 道路施工期又正值高温 季节 ， 中午最高气温时 ， 环境温度达 4 O 5 0 ， 晚问为 2 0 o C - 3 0 C， 施工环境十分恶劣 。 同时 ， 当地市场无法 提 供粉煤灰或矿粉等掺合材料 。 2质量控制 2 1 路基工程 一 般情 况下 ，路基工程可分 为挖 土石方和填土石 方两类施工 ， 本工程绝大部分 为挖土石 方工程 ， 对于需 要进行填筑 的部分 ，采取 了以挖 作填 ，就近调配的原 则 。按设计 图纸 ，夯实路基 上共 分布 3层 ，最 下层为 3 0 0 mm厚 的级配砂石基层 ， 中间层为 l O O mm厚 的粗砂 找平层 ， 最 上层为 2 0 0 ram厚 的 C 3 0钢筋混凝土面板 。 2 1 1 路基 的质量控制 土石方挖至需要标高后 ，应用平地机和推土机进 行 大面积找平 ， 再采用 1 8吨以上的重型振动压路机压 实 。 压实前路基找平层 土需洒水 至最佳含水量 ， 并且路 基填土需严格按设计和规范要求 的土质取用 。 零填及 挖方路 段顶 面以下 0 3 0 0 ram 范 围内的压 实度不小于 9 5 。路基填 土高 度小于 8 0 0 ra m时 ， 其压 实度 不小于 9 5 ； 路 基填土高 度大 于 8 0 0 m m时 ， 其压 实度不小于 9 4 t” 。路基压实完毕后 ， 按设 计图纸要求 检查路基 的平 整度 、 高度 、 宽度 、 纵横坡 、 边坡等指标 。 2 1 2 级配砂石基层的质量控 制 应仔细填补 及压实夯 实路基上 的低洼 和坑洞 ； 应 刮除底层上 的搓板和辙槽 ； 松散处应耙松 、 洒水并重新 碾压 ； 碾压时应做好基层 的标 高测 量 ， 在基层边缘处设 指示桩 ， 并标 明设计 标高 ， 直线段 每 1 5 - 2 0 m设 一 桩 ， 平 曲线 段每 1 0 1 5 m设一桩 。碾 压全过程均应 随碾压 随洒水 ， 使其保持最佳含水量 ， 直到碾压达 到要求 的密 实度 。碾压 中若局部有“ 软弹 ” 、 “ 翻浆 ” 现 象 ， 应立 即停 止碾压 ，等翻松晒干或换含水量合适 的碎石 材料 后再 行碾压 。 2 2 混凝 土面板工程 2 2 1 混凝 土质量控制 混凝土原材料和混凝 土配合 比的试验至少应在施 工前一个月进 行。因道路 混凝 土把抗折强度作为检测 指标 之一 ， 故原材料 的选取一定要 本着高质 、 高适用性 的原则来进行 ， 尤其是水泥 和外加 剂的选 取 ， 对新拌混 凝 土 的适用 性和 硬化 混凝 土 的耐久性 都有 极 大 的影 响。混凝土配合 比应根据实际试验 和使用情 况反复进 行优化 ， 确定适用于不同施工时问 、 不 同施 工方式的最 佳配合 比。配制 出的混凝土应具有 收缩 性小 、耐磨性 好 、水灰 比和抗压强度 以及抗压 和抗折 强度之 间有 良 好的线性规律等性能 。 ( 1 ) 水 泥 道路混凝 土用 水泥应尽量选用 硅酸盐水泥和普通 硅酸盐水泥 ， 强度等级不低 于 4 2 5级 。除核对 水泥进 场时 的产 品合格证 和化验单外 ，还应对 其常规的性能 进行 复测 ， 尤其是凝结时 间和早期强度 发展情况 。 本工 程选 用阿曼 R a y s u t 公司 4 2 5级普 通硅 酸盐 水泥 ， 其常规性能试验结果见表 1 。 表 1 水泥 常规性 能试验结果 一 1 9 2 0 1 0年第 1 期 混凝 土与水 泥制 品 总第 1 7 1 期 ( 2 ) 粗骨料 碎石应选用质地坚硬 、 耐磨性好 的岩矿 ， 最大粒径 不 大于 4 0 m m。其它各项 指标应符合生产和验 收规范 的要求 。 本 工程碎 石试验标 准参照 美 国 AS T M C 3 3规 范 ， 根据 当地市场供应情 况 ， 选 用 5 - 1 0 m m和 1 0 2 5 m m两 个粒级 的复配粗骨料。根据筛分试验确定复配 比例为 1 ： 1 5 ， 复 配后 粗骨 料的表 观密度 为 2 6 3 1 k m ， 吸水 率 0 7 2 ，含 泥量 0 8 ，压碎指 标 2 1 5 2 ，针 状含 量 1 3 6 ， 片状含量 1 0 1 。 ( 3 ) 细骨料 细骨料应选 用坚硬 、 洁净 、 符合规 定级配 、 细度模 数 2 5以上 的中粗砂。当无法取得中粗砂 时， 应在细砂 中掺加一定 比例的人工砂进行复配 。 本工程采用超 细天然砂加人工砂复配 ，经筛分试 验确定 复配 比例 为 2 ： 1 。复配后细骨料 的细度模数 为 2 6 ， 含泥量 2 9 ， 表观密度 2 6 3 4 k m 。 ， 吸水率 1 1 。 ( 4 ) 外加剂 外加剂的选用 应根据水泥类型 、 气候环境 、 施工环 境 、 施工方式等因素来决定 。 一般情况下减水剂可起到 提 高混凝 土强度 、 改善 和易性 、 减少水 泥用量等作 用。 对于特定气温或环境下施工 的混凝土 ，还可 以选用缓 凝剂 、 早强剂 、 引气 剂、 泵送剂等其它类型的添加剂 。 根据本工程存 在气温 高 、 砂石吸水率较大 、 无掺合 料 、泵 送施 工 等客 观条 件 ，选用 了 B A S F公 司产 的 L D 8 0 缓凝 型高效减 水剂 ， 减水率 在 1 5 2 0 之间 ， 大 大减少 了用水量和水泥用量 ， 节约 了成本 ； 初凝和终凝 时间均延长了 2 3 h， 为及时施工创造 了条件 。 ( 5 ) 配合 比设计 混凝土配合 比应保证新拌混凝土的施工适应性和 硬化混凝土的耐磨 、 耐久及稳定性 。 根据 现场气候环境 和施工工艺情况 ， 确定新拌混凝土 的性能 目标设计值 。 确定水灰 比与抗压强度 、抗压强度与抗折强度之间 的 线性关系 ， 并 以抗折 强度作 为检验对象 。 分析工程现场实际情 况 ，总结 出以下影响混凝土 质量 的不利因素 ： 天 然砂为超 细砂 ， 需水量 大 ， 保水 性差 ， 新拌混凝土易离析和泌水 ， 硬化混凝土表 面会 出 现“ 翻砂 ” 现象 。 气温高 ， 阳光直射时 间长 ， 新拌混凝 土坍落度损失大 ， 入模混凝 土表面水分蒸发快 ， 对施工 效率要求高 ， 容易产生早期 塑性收缩裂缝 。 无粉煤灰 或矿粉等矿物掺合料 ， 水 泥用量高 ， 发热量大 ， 混凝土 收缩性大 。施工队伍多 ， 水平 良莠不齐 ， 对新拌混凝 土的施工适应性要求高。 针对 以上不利因素 ， 对原材料 的选取 、 各施工适应 性 目标值 的确定 、硬化混凝土的性能等都做 了综合的 对 比和试验 ， 得出的合适施工配合 比， 其混凝土 的基本 一 2 0一 性 能为： 水灰 比 0 5 6 ， 出机坍 落度 1 5 0 m m， 坍 落度损 失 3 0 m m h ， 初凝时间 4 5 h ， 终凝 时间 7 h ， 泌水率 4 ， 含气 量 1 8 ， 3 d抗压强度 2 0 5 MP a ， 7 d抗压强 度 2 7 6 MP a ， 2 8 d抗压强度 3 4 8 MP a 。 2 2 - 2 现场施工质量控制 ( 1 ) 模板 和钢筋 道路施工应尽量使用槽钢模板 ，其高度与混凝 土 板厚度应一致 ， 减少木模 的使用量。 模板 的支立需准确 稳 固，严禁倾斜 ，模板顶面的标高应符合设 计标高要 求 。模板接头处应 紧密 、 平顺 ， 不得有前后上下的交错 或缝隙 。 混凝 土浇注前应在模板上刷废机油或脱模剂 。 钢筋网片的铺设要平整 ， 不得随易踩踏 ； 弯起或翘 起处需处理平直 ， 砂浆或混凝土垫块应 有序放 置 ， 确保 钢筋 网片处于混凝土板 的中间位置 。钢筋网片上设横 向托筋 固定传力杆 ， 使其与板面路面中心线平行。 传力 杆不在混凝 土中的一端需刷沥青 ，并上套管 ，允许 滑 动 。 ( 2 ) 混凝土浇注 按施工使用 的不 同摊铺振捣机具 ，道路 混凝 土施 工大致可分为以下三类 ： 人工摊铺 ， 插入式振捣器振 捣 。 振动梁摊铺 ， 结合插入式振捣 器振捣 。 摊铺 机 摊铺 ， 结合插入式振捣器振捣。 本工程 中因施工 队伍多 、施工设备不足等特殊情 况 ， 以上三种施工工艺都采用了。 从施工质量和效率来 看 ， 后两种施工工 艺明显优于第一种施 工工艺 ， 故着 重 介绍后两种工艺的施工要点 。 a 振动梁摊铺施工工艺 因混凝 土路 面板的厚度一般都 大于等 于 2 0 0 mm， 为达 到充分振捣的效果 ，振动梁的电机功率不能小于 2 2 k W， 主梁要笔 直 、 光滑 、 易于拉动。混凝 土布料要 尽 量均匀 ， 混凝土的布料厚度应是松铺厚度 ， 经验的松铺 系数为 1 0 5， 可根据现场实际情 况确定 。 使用插入式振 捣器时 ， 应遵照慢起快落 的原则垂直插入混凝土 ， 严 禁 拖拉着前进 ， 振捣时间和振捣半径应符合规范要求。 对 于振捣完毕后高起 或下 陷的板面部分 ，先用人工铲平 或补平 ， 然后用振动梁振捣拖平 ， 直至混凝土表面泛出 水泥浆 ，完全平整 为止 。如果表 面泛浆不足或不够平 整 ，可再用圆柱形 的钢滚筒或大 口径 的钢管再一次来 回表 面整平 ， 以减轻后续 的密实饰面工作。 静置 0 5 h后 ， 可开始 第一 遍的 密实饰 面 ， 此次 操 作应采用木抹子和铁抹子结合 的方式进行 。工人应在 横梁 ( 板 ) 上完成找平作 业 ， 不得直 接踏入混凝 土混合 料 中， 严禁用纯水 泥砂浆进行找平填补 。初凝时 ， 用铁 抹子进行第二次密实饰面， 这 次应基本把面压抹光。终 凝前 的第三次饰 面很重要 ， 应用力地压实抹平 ， 对于出 现细裂纹 的地方 ， 应先用 木抹子拍打 ， 来 回反 复压 抹 ， 彭先兵 浅谈 高 温气候 下水 泥混凝 土 道路施 工 的质量 控制 将混凝土表面拉毛 ， 最后再用铁抹子压平 、 抹光。最后 一 次饰面完成后 ， 便应 立即用压缝滚拉纹 ， 压缝滚需具 有一 定的 自重 ，能在混凝 土板面 留下 l - 2 mm 的防滑 纹 。 拉纹时要 注意随时清理滚上残 留的混凝土 ， 以免将 路 面板拉毛或拉花。 混凝土的养护可视混凝 土强度发展情况 和气 温情 况来进行 ，尽 量防止 因高气温 出现 的塑性 收缩裂 缝或 风裂。 一般 的养护方法有覆盖洒水养护 、 塑料薄膜 养护 和 围堰注水养 护。 湿养需进行 2周 ， 待混凝 土板体 强度 达到 2 5 时 ， 方可拆 除模 板 ； 强度达 到设计强度 后 ， 才 能允许开放交通 。 b 摊铺机摊铺施 工工艺 采用摊铺机 时，应严格按照摊铺机的操作规程进 行 ， 作业 单元 长度 宜 控制 在 3 0 m左 右 ， 先按 “ 前进 振 动 、 后退静滚 ” 方 式作业 2 - 3 遍 后 ， 再进 行“ 前后 静滚 ” 整平作业 。 不允许用“ 后退振动” 作业 ， 振动遍数不宜过 多 ， 以免混凝土表 面提 浆过多 ， 产生混合料 分层 现象 。 振动后应及时整平 ， 以消除偏心轴振过后形成 的浆条 。 振动摊平后按前述的密实饰 面步骤进行操作 。 ( 3 ) 接缝施工 按设计图纸， 胀缝 间距为 3 0 m，上部 浇灌填缝 料 ， 下部设 胀缝板 ； 缝 与路 面 中心线垂 直 ， 前后 宽度一致 ， 中间不得连浆 。填缝板采用经 防腐处理 的质 软而有弹 性 的木板或预制沥青 混合料板等 。 横 向缩缝 间距不得 超过 5 m，一般 采用切 割法施 工 ， 切割的深度 为 3 5 m m。注意切割机 的行 径应尽量 笔直 ， 切 割时间不 宜太晚 ， 当强度达 到 2 5 3 0 时便 可进行 1 。施工缝应尽量和胀缝或缩缝重合。 混凝土养护期满后 ，应对胀缝 和施 工缝及 时进行 填缝 。填缝料应选择粘结 、 防水 、 耐温 、 弹性好 的材料 。 填缝时缝隙 内应干燥 、 干净 。 高温气候时填缝料的高度 应与板面一致 ，低 温气候 时填缝料 的高度应 比板 面稍 低 。 2 3 工程中出现的问题 与解决措施 施工初期 ， 上午浇筑的混凝土在拉纹后 1 h左右局 部板 面上 出现 了裂纹 ，裂纹的发展方向为垂直或平行 于 防 滑纹 ， 见 图 1 。 由图 l可见 ， 这是一 条典 型的早期 塑性 收缩裂缝 ， 经过对现场情况的考察 和分析 ，总结 了以下 可能形成 图 1 混凝土表面裂缝 裂缝 的原 因 ： ( 1 )上午浇筑 的混凝 土塑化期在 1 0 ： 0 0 - 1 4 ： 0 0期 间 ，在这个时 区里气温最 高 ，混凝 土表面水分迅速蒸 发 ， 导致混凝 土收缩很快 ， 表 面张力很大 ， 如果此 时混 凝 土的强度发展不足 以抵抗表 面张力 ， 便产生 了裂缝 。 ( 2 ) 混凝土 因水分蒸发快 ， 易在表 面或上 层形成假 凝 ，这种假凝层易误导施工人员对混凝 土强 度发展 的 认识 ， 从而缩短 了密实饰面时 间。待拉纹完 成后 ， 混凝 土远未达到终凝阶段 ，此时混凝土具有 的抗拉强度 不 足 以抵抗因快速收缩而产生的表面张力 ， 而形成裂缝 。 ( 3 ) 部分路 段的振 捣不佳 ， 有拖动振捣和振捣不充 分的情况 ；部 分施工人员 为图轻松减少 了密实饰 面的 次数。 为解决这 一问题 ， 召开了设计 人员 、 昆 凝土技术员 和施工 现场工 程师的联合会 ， 制定 了以下措施 ： ( 1 ) 将上午 的施工 时间提前 ， 尽 量让混凝土 的塑化 期避开高温时 区。 ( 2 ) 适 当减少混凝土 l- ) J u 剂掺量 ， 缩短 混凝 土凝结 时间。 ( 3 ) 加强混凝土施工管理 ， 包括混凝土 浇筑前 的准 备工作 、 浇筑工作 、 浇筑后的后续工作等 。严格监 督混 凝土 的振捣和密实饰面工作 ， 混凝土 的振 捣严禁 拖动 前进 ， 严禁漏振和过振 ； 混凝 土 的密实饰面应 根据 混凝 土强度发展情况和表面水分蒸发情况适 时进行 ，三次 抹面应 有序进 行。混凝 土浇 筑前应 先将地面浇透但不 应有积水 ， 拉纹完成后 的混凝 土应 马上用麻袋片覆盖 ， 阻止强光 的直 射 ， 减少 水分蒸发 ， 覆盖后 3 - 4 h 便 可洒 水养护 。 采取这一 系列措施后 ，混凝土表 面局 部裂纹 的问 题得到 了有效控制 ， 整体工程质量 良好 ， 受 到 了外方业 主和监理 的一致好评 。 3结束语 因道路混 凝土 长期受 到车辆 的挤 压和磨蚀 作用 ， 其耐久性显 得尤为重要。 除了抗压 、 抗折这类基本 的属 性外 ， 硬化混凝 土的耐磨性 、 抗冻 融循环性 、 稳定性 、 抗 渗性 等一系列综合性 能需得 到更 进一步的关注 。水泥 混凝 土道路 的施工是一个整体性 、 连续性的工作 ， 在遵 守标 准规范 和设计要求 的同时 ，还应 根据现场施工 的 实 际情况进行合理 的监督 和控制 。 参考文献 ： 1 徐启友 ， 薛佩 钿， 龚新思 ， 汪银 华 水泥 混凝 土路面施工 及验收 规 范 北京 ： 中国计划出版社 ， 2 0 o 0 8 收稿 日期 ： 2 0 0 9 - 1 1 - 2 9 作者简介 ： 彭 先兵( 1 9 8 2 一) ， 男 ， 助理工程师。 通 讯地址 ： 苏 州市三香路 7 1 8号 E- ma i l ： pe ng x ian bingy e ah ne t 一 21