初探道橋快速修補商品混凝土的制備論文

　　【摘要】

　　根據混凝土道橋修補工程的需要,開發(fā)了道橋快速修補商品混凝土制備技術,提出了該特種混凝土在拌制、運輸及澆筑施工中的技術要求,實現了水泥基快凝快硬類混凝土由現場攪拌到商品供應的轉變。

　　【關鍵詞】

　　道橋快速修補混凝土、道路建設

　　現代化城市建設和經濟發(fā)展的速度越快,給交通運輸業(yè)帶來的壓力越大。近些年來,公路、高速公路、城市立交橋、市區(qū)街道及環(huán)城公路等新建工程接連不斷;并且,隨著車速加快及大型車輛的增多,原有路面損壞加速、加重,維修工程量相當繁重。以往,對于損壞的混凝土路(橋)面,一次性修補面積多為幾平米到數十平米,混凝土方量較小,一般使用具有快凝快硬、早強高強的水泥基材料,現場拌制混凝土、人工澆筑。但現在情況不同了,出于環(huán)境保護的要求,特別在市區(qū)交通要道改造工程中,常常不允許現場堆積砂、石、水泥,不允許現場拌制混凝土,無論混凝土用量多少,必須考慮供應商品混凝土;而且,社會效益第一,要求在不阻斷交通或短時間阻斷交通的條件下進行搶修,4~6h實現開放交通。這樣,就必須解決三項關鍵技術,即:膠結材料必須有可靠的小時力學性能;商品混凝土在運達現場的過程中,必須足以阻止凝結與保持足夠的坍落度;混凝土運達現場后,必須迅速恢復快凝快硬性能而且保證有足夠的澆筑操作時間。通過大量的試驗研究,我們開發(fā)了道橋快速修補商品混凝土制備技術,在冬季與春季兩種環(huán)境溫度下施工,獲得良好效果。

　　一、主要組分

　　道橋快速修補混凝土是特種混凝土,與普通混凝土的共同之處在于使用相同的砂、石、水拌制,但其區(qū)別卻是根本性的,它使用的膠結材料與化學外加劑均具有特殊性和專用性。在膠結材料方面,它使用雙組分水泥,以高強度等級的快硬硫鋁酸鹽水泥為主要組分,硅酸鹽水泥為輔助組分;在力學性能方面,它要求4h或6h強度;在工作性能方面,坍落度損失要低,并需要分階段調整凝結時間。

　　(1)膠結材料。以混凝土道橋快速修補材料為基礎,進行改性研究,將其分解為“膠結材料-低坍損緩凝泵送劑-促凝增強劑”三個部分,以突破其凝結時間較短(20~30min)及只能現場拌制混凝土的局限性。

　　膠結材料以快硬硫鋁酸鹽水泥為主要組分,并含有少量的硅酸鹽熟料。二者性能互補,前者提供早期強度、微膨脹、抗鹽類侵蝕等性能,后者提供后期強度、提高堿度、避免表面起砂等性能。按JC933-2003快硬硫(鐵)鋁酸鹽水泥檢驗,初凝時間不低于20min,終凝時間不大于0min;1d與3d抗壓強度應分別大于42MPa與52.5MPa。

　　在拌制快速修補混凝土時,不主張使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料。

　　(2)SFP-Ⅱ低坍損緩凝泵送劑。將減水劑、保塑劑、緩凝劑與引氣劑復合成專用粉狀“低坍損緩凝泵送劑”,在拌制商品混凝土時按規(guī)定量加入,依施工環(huán)境溫度的不同,應使混凝土初凝時間延緩至60~150min;考慮到運距與塞車的影響,1h的坍落度損失應低于15%;而且,這種緩凝作用在現場加入促凝增強劑后,應能迅速停止或破壞,并且對快凝快硬性能的恢復以及早期強度的發(fā)揮不產生有害影響。

　　(3)SFP-Ⅳ促凝增強劑。混凝土運至現場后,往攪拌運輸車中加入一定量的液態(tài)SFP-Ⅳ促凝增強劑,快速攪拌3min,在10min之內將料卸完。開始卸料時的坍落度控制指標為150~180mm,初凝時間依工程實際情況及施工方要求可縮短至30~60min,在保證達到可靠的4h或6h強度的前提下,盡可能保證有較充裕的混凝土澆筑、抹平等操作時間。

　　(4)防凍劑。冬季施工時,選用非早強性防凍劑,摻量2.5%,與SFP-Ⅱ共同加入,不導致凝結時間和坍落度的明顯變化。由于SFP-Ⅳ有足夠的早強、增強與促凝性能,不主張在拌制混凝土時使用早強性防凍劑。如施工條件許可,也可將GD-1制備成液態(tài)防凍劑,在現場與SFP-Ⅳ共同加入。

　　二、如何制備道橋快速修補商品混凝土

　　1、混凝土配合比。應通過試配確定實用的混凝土配合比,強度指標應滿足設計要求,混凝土4h與6h抗壓強度應分別高于25MPa與28MPa,4h與6h抗折強度應分別高于3.5MPa與4.0MPa。當要求4h抗折強度高于4.0MPa時,應適當降低W/B及提高SFP-Ⅳ加入量,混凝土澆筑操作時間縮短至20~30min。

　　2、混凝土工作性能。根據試驗室試驗及現場施工的經驗教訓,提出依施工季節(jié)不同所使用的混凝土工作性能控制指標,如表1所列�；炷�土攪拌機的卸出料稱為新拌混凝土,運至工地加入SFP-Ⅳ促凝增強劑后稱為現場混凝土。在環(huán)境溫度條件下,新拌混凝土坍落度、凝結時間應大于表中數值;現場混凝土坍落度、初凝時間應大于表中數值,終凝時間應小于表中數值。

　　3、攪拌站用于制備道橋快速修補混凝土的所有設備,包括水泥散裝車、水泥儲倉、螺旋輸送機、攪拌機、攪拌運輸車等,均須予先清掃或清洗干凈,避免特種水泥膠結材料與普通水泥混放,避免該特種混凝土與普通混凝土混雜。不得使用清洗普通混凝土運輸車后的高堿性水清洗裝運該特種混凝土的運輸車。

　　4、質量控制

　　對膠結材料進行物理與力學性能全項檢驗。每一個工程所使用的混凝土配合比,必須預先進行試配,依環(huán)境溫度的變化調整化學外加劑用量,務必使凝結時間與坍落度損失等指標符合施工要求。每班檢驗一次新拌混凝土初始坍落度及60min坍落度保留值。每2班檢驗一次混凝土的4h、6h及1d抗壓強度。開始拌制混凝土前,對設備、計量裝置及運輸車輛進行全面檢查,必須符合拌制和運輸該特種混凝土的要求。

　　利用以快硬硫鋁酸鹽水泥為主要組分的膠結材料及SFP-Ⅱ低坍損緩凝泵送劑、SFP-Ⅳ促凝增強劑,可以成功制備道橋快速修補商品混凝土。該技術的開發(fā),完成了水泥基道橋快速修補材料因快凝快硬一般由現場拌制混凝土、單次施工面積較小到供給商品混凝土、可以較大面積施工的轉變。

　　道橋快速修補混凝土的商品化,對于混凝土公路、橋梁及城市路面的搶建、搶修具有重要的推廣應用意義,可以實現不斷交或短時間斷交施工,開放交通快,利于環(huán)境保護,經濟效益與社會效益顯著。

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