王修桂
江西省核工業(yè)地質局二六七大隊 江西九江 332000
由于路面混凝土一般為素混凝土,施工時沒有外加荷載,混凝土邊施工邊凝結成型,所以混凝土斷板應該是混凝土在凝固過程中形成的強度不同,應力差不均勻所致。造成強度和應力差不一致的根本原因是混凝土的不均勻、由于內外溫差造成混凝土凝結時間不一致和水灰比的差別不同造成,混凝土不均勻可能是由于混凝土攪拌或前后拌料不一致所致;水灰比不同應該有兩方面的原因,一為施工攪拌和運輸造成的,另外為施工振搗工藝性造成。
由于混凝土產生時發(fā)生水化熱和外界氣候干擾,極易產生內外溫差,造成混凝土內外凝結時間不一致,產生應力差,所以冬季施工時,應防止外層混凝土受凍,加保溫措施,加快施工進度,已經(jīng)成型混凝土應及時切割成板,在天黑之前保證混凝土防滑槽完成,并及時覆蓋保溫膜,防止混凝土受凍;夏季施工應防止外層混凝土爆曬,完成防滑槽施工后,應及時覆蓋遮陽布和灑水降溫。
由于減水劑的使用,混凝土能大大減少水的用量(特別是高效減水劑,如聚羧酸減水劑),當外加劑作用時間失效后,混凝土凝結時間大大減少,加快混凝土的凝結,從而減少由于溫差,凝結時間不同,混凝土應力差造成的斷板。這就是為什么《公路水泥混凝土路面施工技術細則》新舊規(guī)范嚴格規(guī)定控制用水量,混凝土必須加減水劑才能達到規(guī)定用水量的原因,是施工控制的關鍵要素[1]。
混凝土強度分為前期強度和最終強度,前期強度由于凝結時間不同,各個面和內外強度并不一致,前期強度不同是造成施工時斷板的根本原因;水灰比是決定后期強度的決定因素,所以應嚴格控制施工水灰比,施工現(xiàn)場應盡量采用計量式強制攪拌機,保證混凝土的均勻一致和前后一致性,防止混凝土的后期斷板發(fā)生。
由于斷板的原因有多種,本文闡述的重點為由于混凝土用水量不當造成的斷板作一重點分析?;炷潦┕r,由于振搗、滾軸抹平和離析作用,水會從內部向外溢出,造成內外水灰比不同,凝結時間不同,內外強度不同、最后形成內外應力不同,這個過程不與人的意志而改變;根據(jù)多年配合比設計和施工經(jīng)驗,嚴格控制用水量比控制水灰比更重要,這是因為用水量是凝結時間的決定因素,水灰比只是強度的決定因素,所以控制用水量是控制混凝土早期斷板的關鍵因素。
用水量除了必須嚴格執(zhí)行《公路水泥混凝土路面施工技術細則》JTG/TF30-2014 外,還必須根據(jù)現(xiàn)場施工實際情況作出必要調整,現(xiàn)場標準為混凝土振搗無水溢出、滾軸抹面無多余水、多余水的標準是肉眼看有“鏡像”產生,沒有多余水的混凝土,混凝土的顏色只有一種反射,有多余水的混凝土有兩種反射,一種是混凝土“基體”本身的反射,另外一種是多余水的反射,多余水會在混凝土表面形成一層薄面或水積坑,肉眼仔細看會有人影或旁邊物體影像,表面有發(fā)亮的感覺,為了充分表達這種現(xiàn)象,我們稱這種水為“鏡像水”。由于“鏡像水”的產生,從而在混凝土的表面形成低水灰比和混凝土凝結時間延長現(xiàn)象,造成內外凝結時間差、強度差和應力差。
混凝土施工時,由于混凝土振搗密實,混凝土孔隙率減小,水分從混凝土空隙溢出,我們借助土工飽和度相關概念,就是混凝土內部空隙已經(jīng)被水飽和,水飽和度大于混凝土孔隙率,從而水多余溢出,所以實驗室內部做配合比時,混凝土在振動臺振動密實過程中,混凝土表面應該不應出現(xiàn)“鏡像水”為準,混凝土在振動臺振動開始時間應該以現(xiàn)場施工一致,即混凝土開始攪拌至混凝土運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場入模時的時長作為混凝土振動開始的時間,而不是以簡單的坍落度為準,以這個時間混凝土振動沒有“鏡像水”產生為準,再以這個基準相應的混凝土坍落度作為現(xiàn)場控制的標準。如果當以坍落度為基礎,混凝土坍落度滿足規(guī)范要求,并不一定能保證現(xiàn)場混凝土“鏡像水”的產生。
現(xiàn)場用水量必須以防止“鏡像水”產生為準,沒有“鏡像水”產生才能保證混凝土內外凝結時間一致和水灰比一致,強度一致,應力差一致[2]。
要防止混凝土早期斷裂(一般指混凝土凝固時間),就必須保證混凝土各個面同時或漸變式凝固,所以現(xiàn)場施工時必須根據(jù)季節(jié)和日夜溫差變化,對混凝土采取保溫和降溫措施,加快施工進度。冬季施工拉槽完成后及時覆蓋保溫膜,施工應僅可能白天完成;夏季拉槽完成后及時覆蓋遮陽布,防止混凝土爆曬,并在遮陽布上曬水降溫,僅可能防止混凝土內外溫差產生。
由于混凝土形成過程中,水化熱產生是由于水泥跟水反應產生,所以必須嚴格保證每方或每拌混凝土的水泥用量一致,只有混凝土用量一致,才能保證水化熱一致,水化反應一致,混凝土溫度一致,凝結時間一致。
混凝土斷板的根本原因是混凝土應力超出混凝土極限應力,施工期間斷板是由于混凝土水灰比不一致、用水量不一致、凝結時間不一致、強度不一致、造成應力差而斷板,后期斷板是由于外加荷載超出設計荷載或施工質量缺陷所致,所以防止混凝土斷板應由兩方面控制,一種是施工質量控制,一種是通車超荷載控制[3]。