CN102587422A - 严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，包括步骤：一、粘结层施工：沥青加热至完全熔融脱水后均匀涂刷在被处理混凝土结构物基础外表面上，冷却成膜后获得粘结层；二、防冻胀层施工，施工过程如下：201、防冻胀层混合料熬制：沥青加热至完全熔融脱水后加入石棉粉搅拌均匀，再加入滑石粉搅拌均匀获得防冻胀层混合料，沥青、石棉粉和滑石粉的质量比为1.0±0.01∶0.34±0.02∶0.11±0.02；202、防冻胀层混合料涂抹；三、基础回填。本发明处理方法步骤简单、投入成本低、施工方便且防冻处理效果好、防冻胀质量易于保证，能有效减缓或消除冻胀力对结构物基础的破坏作用，并提高结构物的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于严寒地区混凝土结构物施工技术领域，尤其是涉及一种严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法。
背景技术
目前在我国许多地区，部分混凝土结构物基础由于受冻胀、溶沉等影响，导致混凝土结构物变形、位移、损坏，并影响或丧失结构物使用功能，甚至发生安全事故，从而给国家和人民造成极大损失。因而，解决好混凝土结构物基础防冻胀问题，减轻或消除因冻胀引起的混凝土结构物损坏变形，可有效提高和增强混凝土结构物的安全和使用性能，具有重大的科学价值和现实意义。近年来，在严寒地区的混凝土结构物设计中，虽然对基础防冻胀问题有所提出，但对使用材料、配制方法等均无具体规定和量化指标要求，多采用沥青油渣涂刷方式进行防冻胀处理。因而现如今，开发一种适合于多年冻土区混凝土结构物基础的防冻处理方法十分必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其处理方法步骤简单、投入成本低、施工方便且防冻处理效果好、防冻胀质量易于保证，能有效减缓或消除冻胀力对结构物基础的破坏作用，并相应提高结构物的稳定性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、粘结层施工：先在100℃～150℃温度条件下对沥青进行加热，直至被加热沥青完全熔融脱水；之后，采用涂刷设备将熔融脱水后的沥青均匀涂刷在被处理混凝土结构物基础的外表面上，待涂刷在被处理混凝土结构物基础外表面上所涂刷的沥青冷却成膜后，则获得施工完成的粘结层；
所述沥青为25℃条件下针入度为10～15(0.1mm)、15℃条件下延度不小于1.5cm且软化点不小于95℃的沥青材料；
步骤二、防冻胀层施工，其施工过程如下：
步骤201、防冻胀层混合料熬制：先在100℃～150℃温度条件下对沥青进行加热，直至被加热沥青完全熔融脱水并获得纯热沥青；之后，在100℃～150℃温度条件下向所述纯热沥青中加入石棉粉并搅拌均匀，获得加有石棉粉的沥青混合料；随后，在100℃～150℃温度条件下向所述加有石棉粉的沥青混合料中加入滑石粉并搅拌均匀，再将加热温度调整并保持在80℃～90℃，获得防冻胀层混合料；
本步骤中，所述沥青为25℃条件下针入度为10～15(0.1mm)、15℃条件下延度不小于1.5cm且软化点不小于95℃的沥青材料；且所述沥青、石棉粉和滑石粉的质量比为1.0±0.01∶0.34±0.02∶0.11±0.02；
步骤202、防冻胀层混合料涂抹：采用涂抹工具将步骤201中所述防冻胀层混合料均匀涂抹在步骤一中所述的粘结层上，并获得一层厚度为10mm～15mm的防冻胀层；
步骤三、基础回填：待步骤202中所述防冻胀层冷却至常温后，按照常规混凝土结构物基础回填方法进行基础回填。
上述严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征是：步骤一中进行粘结层施工时，先在130℃～150℃温度条件下对沥青进行加热，且保温30min±5min后，被加热沥青完全熔融脱水；
步骤201中进行防冻胀层混合料熬制时，先在130℃～150℃温度条件下对沥青进行加热，且保温30min±5min后，被加热沥青完全熔融脱水并获得纯热沥青；之后，在130℃～150℃温度条件下向所述纯热沥青中加入石棉粉并搅拌均匀，获得加有石棉粉的沥青混合料；随后，在130℃～150℃温度条件下向所述加有石棉粉的沥青混合料中加入滑石粉并搅拌均匀，再将加热温度调整并保持在80℃～90℃，获得防冻胀层混合料。
上述严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征是：步骤一中和步骤201中所述的沥青均为10号建筑石油沥青。
上述严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征是：步骤201中所述沥青的质量为20kg～30kg。
上述严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征是：步骤一中和步骤201中对沥青进行加热时，采用铁锅进行加热。
上述严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征是：步骤201中所述沥青、石棉粉和滑石粉的质量比为1.0∶0.34∶0.11。
上述严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征是：步骤202中将所述防冻胀层混合料均匀涂抹在步骤一中所述的粘结层上时，所述防冻胀层混合料的温度不得低于60℃。
上述严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征是：步骤三中待步骤202中所述防冻胀层冷却至常温后，按照常规混凝土结构物基础回填方法进行基础回填之前，需先沿被处理混凝土结构物基础的四周侧围填一层厚度为10cm～20cm的围填层对所述防冻胀层进行保护；所述围填层采用较细填料或中粗砂进行围填，所述较细填料为粒径≤20mm且粒径＞2mm颗粒的质量超过总质量50％的细砾土。
上述严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征是：步骤202中所述的涂抹工具为铁抹子，实际涂抹时，先用铁制抹泥板端挑步骤201中已熬制好的防冻胀层混合料，再用铁抹子涂抹于所述粘结层上。
上述严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征是：步骤一中所述被处理混凝土结构物基础的外表面上洁净、干燥且无水渍；步骤三中进行进出回填之前，还需采用步骤201中所述的防冻胀层混合料，对步骤202中所述防冻胀层上存在的缺陷部位进行补涂和增厚处理。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、防冻处理方法步骤简单、实现方便且投入成本低。
2、方便施工，施工效率高且施工周期短。
3、使用效果好，具有施工操作快捷、易于成型、无流痕流沟、均质性良好、防冻胀厚度易于保证等诸多显著优点，经过测试本发明所采用防冻胀层混合料在85℃时的坍落率为10.4％，，冻胀率为1.3％，对结构物混凝土基础可起到很好的防冻胀效果。同时，防冻胀层厚度为一般大于10mm左右，能起到有效减缓或消除冻胀力对结构物基础的破坏作用，并相应提高结构物的稳定性。
4、所使用材料易于采购且价格较低，推广应用前景广阔。
综上所述，本发明处理方法步骤简单、投入成本低、施工方便且防冻处理效果好、防冻胀质量易于保证，能有效减缓或消除冻胀力对结构物基础的破坏作用，并相应提高结构物的稳定性。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的防冻处理方法流程框图。
具体实施方式
如图1所示的一种严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，包括以下步骤：
步骤一、粘结层施工：先在100℃～150℃温度条件下对沥青进行加热，直至被加热沥青完全熔融脱水；之后，采用涂刷设备将熔融脱水后的沥青均匀涂刷在被处理混凝土结构物基础的外表面上，待涂刷在被处理混凝土结构物基础外表面上所涂刷的沥青冷却成膜后，则获得施工完成的粘结层。
所述沥青为25℃条件下针入度为10～15(0.1mm)、15℃条件下延度不小于1.5cm且软化点不小于95℃的沥青材料。
实际进行粘结层施工时，先在130℃～150℃温度条件下对沥青进行加热，且保温30min±5min后，被加热沥青完全熔融脱水。本实施例中，在130℃～150℃温度条件下对沥青进行加热，且保温30min后，被加热沥青完全熔融脱水，还可根据具体需要对上述加热温度和保温时间进行相应调整。
同时，进行粘结层施工之前，还需对被处理混凝土结构物基础的外表面进行预处理，使得被处理混凝土结构物基础的外表面洁净、干燥且无水渍。
步骤二、防冻胀层施工，其施工过程如下：
步骤201、防冻胀层混合料熬制：先在100℃～150℃温度条件下对沥青进行加热，直至被加热沥青完全熔融脱水并获得纯热沥青；之后，在100℃～150℃温度条件下向所述纯热沥青中加入石棉粉并搅拌均匀，获得加有石棉粉的沥青混合料；随后，在100℃～150℃温度条件下向所述加有石棉粉的沥青混合料中加入滑石粉并搅拌均匀，再将加热温度调整并保持在80℃～90℃，获得防冻胀层混合料。
本步骤中，所述沥青为25℃条件下针入度为10～15(0.1mm)、15℃条件下延度不小于1.5cm且软化点不小于95℃的沥青材料；且所述沥青、石棉粉和滑石粉的质量比为1.0±0.01∶0.34±0.02∶0.11±0.02。
实际对防冻胀层混合料进行熬制时，先在130℃～150℃温度条件下对沥青进行加热，且保温30min±5min后，被加热沥青完全熔融脱水并获得纯热沥青；之后，在130℃～150℃温度条件下向所述纯热沥青中加入石棉粉并搅拌均匀，获得加有石棉粉的沥青混合料；随后，在130℃～150℃温度条件下向所述加有石棉粉的沥青混合料中加入滑石粉并搅拌均匀，再将加热温度调整并保持在80℃～90℃，获得防冻胀层混合料。
本实施例中，对防冻胀层混合料进行熬制时，先在130℃～150℃温度条件下对沥青进行加热，且保温30min后被加热沥青完全熔融脱水并获得纯热沥青；还可根据实际具体需要，对上述加热温度进行相应调整。
本实施例中，步骤201中所述沥青、石棉粉和滑石粉的质量比为1.0∶0.34∶0.11。实际施工时，还可根据具体需要，对所述沥青、石棉粉和滑石粉的质量比进行相应调整。
步骤202、防冻胀层混合料涂抹：采用涂抹工具将步骤201中所述防冻胀层混合料均匀涂抹在步骤一中所述的粘结层上，并获得一层厚度为10mm～15mm的防冻胀层。
本实施例中，将所述防冻胀层混合料均匀涂抹在步骤一中所述的粘结层上时，所述防冻胀层混合料的温度不低于60℃。
本实施例中，步骤一中和步骤201中所述的沥青均为10号建筑石油沥青。且步骤一中和步骤201中对沥青进行加热时，采用铁锅进行加热，加热沥青过程中应持续搅拌防止加热不均引起锅内起火，且沥青熔融过程应选在较为背风处。实际施工时，也可以根据实际需要选择其它型号的沥青材料。
实际施工时，由于施工现场的混凝土结构物基础一般分布都较为分散，难予集中量使用防冻胀层混合料，配制时可选用选用原始的现场加热、搅拌方法进行。同时，对防冻胀层混合料进行配制时，施工操作人员应配有必要的安全防护用品，如防护服、口罩、手套等。配制人员在沥青熬制中应处在上风口进行搅拌操作。
所述10号建筑石油沥青为玉门炼化厂生产的10号建筑石油沥青，且对该10号建筑石油沥青的主要指标测试结果见表1：
表1玉门炼化厂10号建筑石油沥青主要指标测试结果
| 检测项目 | 标准规定值 | 检测结果 |
| 针入度(0.1mm，25℃) | 10～25 | 15 |
| 延度(5cm/min，15℃，cm) | ≮1.5 | 2.8 |
| 软化点(℃) | ≮95 | 98 |
由表1中的测试结果可看出：从标准规定值和检测结果看，10号建筑石油沥青的软化点高且其针入度与延度均较小，且在常温下为固体状态，加热熔化后用于涂刷其可塑性较好，能满足涂刷厚度10mm的要求，故适用于防冻胀层混合料的配制。虽然上述10号建筑沥青用于防冻胀层配制较为经济合理，但如单纯用10号建筑沥青做防冻胀层，在熔融后涂刷要达到10mm厚度，也是难以做到的，并且在沥青冷却后收缩脆裂严重，因而从施工工艺和技术性能的角度考虑还应掺入一定附加材料，以增加成型后的防冻胀层的柔韧性和抗冷脆性能。本实施例中，所加入的附加材料为石棉粉和滑石粉，由于石棉粉与滑石粉质轻体大，混入纯热沥青中后旋浮其中，不易沉淀，并能起到一定的引气作用，从而有效地提高了防冻胀层混合料的可塑性和柔韧性，对防冻胀十分有利，同时也便于施工操作。所加入石棉粉和滑石粉能有效提高防冻胀层混合料可塑性和柔韧性的主要机理在于：沥青中掺入纤维质石棉粉后会形成较大的孔隙，但其不足之处是均匀程度不够，且多数为开口孔隙；此时再掺入一定量较为细腻的滑石粉，能使沥青油渣混合料中的孔隙分布较为均匀，且多呈现为闭口孔隙，从而提高了防冻胀层混合料的憎水性，使防冻胀层如同一个封闭的气囊层裹覆于混凝土结构物基础表面，增强了混凝土结构物基础的耐久性能。
步骤202中所述的涂抹工具为铁抹子，实际涂抹时，先用铁制抹泥板端挑步骤201中已熬制好的防冻胀层混合料，再用铁抹子涂抹于所述粘结层上。
本实施例中，步骤201中所述沥青的质量为20kg～30kg。因而，熬制防冻胀层混合料时，一次熬制的沥青量不宜太多，一般宜为20～30kg，可根据施工情况同时支架2口铁锅循环操作熬制，待沥青完全熔融脱水后，按比例先加入石棉粉，搅拌均匀，再加入滑石粉拌匀、撤火，并使其温度保持在80～90℃之间为宜。施工中沥青油渣混合料涂抹温度不宜低于60℃。
步骤三、基础回填：待步骤202中所述防冻胀层冷却至常温后，按照常规混凝土结构物基础回填方法进行基础回填。实际施工时，挖的基坑和坑槽四周做好基础后留下的空隙就是基础回填。
本实施例中，进行进出回填之前，还需采用步骤201中所述的防冻胀层混合料，对步骤202中所述防冻胀层上存在的缺陷部位进行补涂和增厚处理，上述缺陷部位为查检出的发生脱落或厚度不够等缺陷处。
本实施例中，步骤三中待步骤202中所述防冻胀层冷却至常温后，按照常规混凝土结构物基础回填方法进行基础回填之前，需先沿被处理混凝土结构物基础的四周侧围填一层厚度为10cm～20cm的围填层对所述防冻胀层进行保护；所述围填层采用较细填料或中粗砂进行围填，所述较细填料为粒径≤20mm且粒径＞2mm颗粒的质量超过总质量50％的细砾土。
步骤三中按照常规混凝土结构物基础回填方法进行基础回填后，形成常规基础回填结构，所述围填层位于步骤202中所述防冻胀层与所述常规基础回填结构之间；所述围填层采用较细填料或中粗砂进行围填。
所述中粗砂为粒径≤2mm且粒径＞0.5mm颗粒的质量超过总质量50％的粗砂、粒径≤0.5mm且粒径＞0.25mm颗粒的质量超过总质量50％的中砂或由所述粗砂和中砂混合后形成的混合砂。实际施工时，也可按照细度模数选择中粗砂，所述中粗砂为细度模数为3.7～2.1的砂类土。
综上，实际施工时，待步骤202中所述防冻胀层冷却后即可进行基础回填，回填时应对靠近所述防冻胀层10cm～20cm范围先行用较细填料或中粗砂围填，以保护所述防冻胀层，之后再全面用常规填料填筑夯实。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、粘结层施工：先在100℃～150℃温度条件下对沥青进行加热，直至被加热沥青完全熔融脱水；之后，采用涂刷设备将熔融脱水后的沥青均匀涂刷在被处理混凝土结构物基础的外表面上，待涂刷在被处理混凝土结构物基础外表面上所涂刷的沥青冷却成膜后，则获得施工完成的粘结层；
所述沥青为25℃条件下针入度为10～15(0.1mm)、15℃条件下延度不小于1.5cm且软化点不小于95℃的沥青材料；
步骤二、防冻胀层施工，其施工过程如下：
步骤201、防冻胀层混合料熬制：先在100℃～150℃温度条件下对沥青进行加热，直至被加热沥青完全熔融脱水并获得纯热沥青；之后，在100℃～150℃温度条件下向所述纯热沥青中加入石棉粉并搅拌均匀，获得加有石棉粉的沥青混合料；随后，在100℃～150℃温度条件下向所述加有石棉粉的沥青混合料中加入滑石粉并搅拌均匀，再将加热温度调整并保持在80℃～90℃，获得防冻胀层混合料；
本步骤中，所述沥青为25℃条件下针入度为10～15(0.1mm)、15℃条件下延度不小于1.5cm且软化点不小于95℃的沥青材料；且所述沥青、石棉粉和滑石粉的质量比为1.0±0.01∶0.34±0.02∶0.11±0.02；
步骤202、防冻胀层混合料涂抹：采用涂抹工具将步骤201中所述防冻胀层混合料均匀涂抹在步骤一中所述的粘结层上，并获得一层厚度为10mm～15mm的防冻胀层；
步骤三、基础回填：待步骤202中所述防冻胀层冷却至常温后，按照常规混凝土结构物基础回填方法进行基础回填。
2.按照权利要求1所述的严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征在于：步骤一中进行粘结层施工时，先在130℃～150℃温度条件下对沥青进行加热，且保温30min±5min后，被加热沥青完全熔融脱水；
步骤201中进行防冻胀层混合料熬制时，先在130℃～150℃温度条件下对沥青进行加热，且保温30min±5min后，被加热沥青完全熔融脱水并获得纯热沥青；之后，在130℃～150℃温度条件下向所述纯热沥青中加入石棉粉并搅拌均匀，获得加有石棉粉的沥青混合料；随后，在130℃～150℃温度条件下向所述加有石棉粉的沥青混合料中加入滑石粉并搅拌均匀，再将加热温度调整并保持在80℃～90℃，获得防冻胀层混合料。
3.按照权利要求1或2所述的严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征在于：步骤一中和步骤201中所述的沥青均为10号建筑石油沥青。
4.按照权利要求1或2所述的严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征在于：步骤201中所述沥青的质量为20kg～30kg。
5.按照权利要求1或2所述的严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征在于：步骤一中和步骤201中对沥青进行加热时，采用铁锅进行加热。
6.按照权利要求1或2所述的严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征在于：步骤201中所述沥青、石棉粉和滑石粉的质量比为1.0∶0.34∶0.11。
7.按照权利要求1或2所述的严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征在于：步骤202中将所述防冻胀层混合料均匀涂抹在步骤一中所述的粘结层上时，所述防冻胀层混合料的温度不得低于60℃。
8.按照权利要求1或2所述的严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征在于：步骤三中待步骤202中所述防冻胀层冷却至常温后，按照常规混凝土结构物基础回填方法进行基础回填之前，需先沿被处理混凝土结构物基础的四周侧围填一层厚度为10cm～20cm的围填层对所述防冻胀层进行保护；所述围填层采用较细填料或中粗砂进行围填，所述较细填料为粒径≤20mm且粒径＞2mm颗粒的质量超过总质量50％的细砾土。
9.按照权利要求1或2所述的严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征在于：步骤202中所述的涂抹工具为铁抹子，实际涂抹时，先用铁制抹泥板端挑步骤201中已熬制好的防冻胀层混合料，再用铁抹子涂抹于所述粘结层上。
10.按照权利要求1或2所述的严寒地区混凝土结构物基础防冻处理方法，其特征在于：步骤一中所述被处理混凝土结构物基础的外表面上洁净、干燥且无水渍；步骤三中进行进出回填之前，还需采用步骤201中所述的防冻胀层混合料，对步骤202中所述防冻胀层上存在的缺陷部位进行补涂和增厚处理。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |