CN107881894A - 严寒地区混凝土伸缩缝施工养护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于建筑技术领域的一种严寒地区混凝土伸缩缝施工养护方法。具体包括如下五方面的措施：(1)混凝土浇注前伸缩缝底部清洁程度保障措施；(2)新拌混凝土的入模温度保障措施；(3)浇注入模混凝土的保温养护措施；(4)浇注入模混凝土的加热养护措施；(5)养护设施移除方法；本发明采用的严寒地区混凝土伸缩缝施工养护的五项措施，有效的克服严寒条件下的混凝土伸缩缝施工面临的技术挑战：(1)低温导致的混凝土冻融破坏；(2)强度发展缓慢；(3)开挖的伸缩缝基础部位积雪、冰块或异物导致的施工缺陷；有效的提升严寒地区混凝土伸缩缝的制备水平，保证施工进度和路桥质量。
Description
技术领域
本发明属于建筑技术领域，特别涉及一种严寒地区混凝土伸缩缝施工养护方法。
背景技术
对混凝土伸缩缝施工而言，严寒是指混凝土养护期间，周围的环境温度低于4摄氏度；因此，凡是冬季气温低于4摄氏度的地区，对于混凝土伸缩缝的施工而言，都是严寒地区。混凝土伸缩缝施工是指使用混凝土将钢制伸缩缝固结在路面上的过程。混凝土伸缩缝的养护，是指对浇注到伸缩缝中的混凝土采取适宜的措施(保水和保温等)，防止外界环境因素(气温、风力、雨雪)对混凝土产生冻融破坏，保障混凝土的水化进程，使得混凝土尽早获得期望的强度。伸缩缝是指固结于两段分离的路面上、由可以发生相互位移的两部分金属构件组成的设施，其功能是在承受车辙荷载的同时，消除路面温度变化产生的形变可能导致的温度应力。
严寒地区混凝土伸缩缝施工，常见的工程问题如下：不适宜的养护措施导致的早期混凝土的冻融破坏，以及混凝土强度发展速率缓慢阻碍交通的开放通行。其中，不适宜的养护措施通常是由于新拌混凝土入模温度低、混凝土泌水、对混凝土进行洒水养护和保温措施不当产生的，混凝土强度发展速率缓凝通常是由于新拌混凝土入模温度低、混凝土配合比设计不当、保温措施不当所产生的。
针对严寒地区常见的混凝土工程施工质量问题，已有研究尝试从外加剂、保温、加热的角度来进行应对。柳满庆,骆发江,赵耀,等在“建筑施工”(2014,36(9):1076-1077.)上发表的“寒冷地区冬期混凝土结构养护质量的保证措施”论文中提到，通过在混凝土中掺入防冻剂、提高新拌混凝土的入模温度和火炉加热的方法来保障寒冷地区冬期混凝土结构养护质量，以及刘春龙，朱瑞强的“浅谈寒冷地区水泥混凝土路面的施工养护技术”(黑龙江科技信息,2011(30):304-304.)上提出使用快硬水泥、掺入引气剂、提升新拌混凝土温度、在新浇注入模的混凝土表面喷涂养生剂的方法来保障寒冷地区水泥混凝土路面的施工质量。欧阳旋宇的“严寒地区900t预制箱梁冬期混凝土养护控制技术”(国防交通工程与技术[J],2010,08(06):68-70.)提出采用蒸汽供热和暖棚相结合的方法来保障工程现场浇注的预制箱梁强度发展历程。美国的ACI 306R-2016规范中，对新拌混凝土的温度保障方法、混凝土浇注前基层和模板的温度、混凝土成熟度的衡量方法提出了指导。上述研究成果或标准虽针对具体工程提出了相应的工程措施，或针对冬季混凝土施工提出了通则，但针对严寒地区混凝土伸缩缝施工养护措施，尚待建立系统、具体、可行的操作方法。
目前，严寒条件下的混凝土伸缩缝施工，面临的技术挑战如下：(1)低温导致的混凝土冻融破坏；(2)强度发展缓慢；(3)开挖的伸缩缝基础部位积雪、冰块或异物导致的施工缺陷。
发明内容
本发明的目的是提出一种严寒地区混凝土伸缩缝施工养护方法，其特征在于，所述严寒地区混凝土伸缩缝施工养护是以提升严寒地区混凝土伸缩缝的制备水平为目的，具体包括如下五方面的措施：(1)混凝土浇注前伸缩缝底部清洁程度保障措施；(2)新拌混凝土的入模温度保障措施；(3)浇注入模混凝土的保温养护措施；(4)浇注入模混凝土的加热养护措施；(5)养护设施移除方法。
(1)伸缩缝底部清洁程度保障措施
1.1伸缩缝基础开挖前，施工周界范围内不得有明水；如果存在积水现象，需通过排水措施进行移除；
1.2避免在降雨或降雪的天气中进行伸缩缝基础的开挖；
1.3伸缩缝基础开挖前，在划设的伸缩缝开挖范围周边1米外，使用粘土设立围挡，其作用是阻止外界水分或杂物落入开挖后的伸缩缝基础中；
1.4伸缩缝基础开挖过程中产生的包括沥青、钢筋、碎石、粘土一类的挖出物要清运出围挡之外。
1.5对开挖完成的伸缩缝基础进行彻底的清理，确保无积雪、冰块和杂物；
1.6进行金属伸缩缝的焊接安装；
1.7用塑料膜对伸缩缝进行覆盖，防止杂物落入伸缩缝基础中。
(2)新拌混凝土的入模温度保障措施
2.1拌合过程中使用热水，使得搅拌后的出机温度不低于18摄氏度；
2.2使用罐体有保温套的罐车将新拌混凝土运输至施工现场，运输期间新拌混凝土温度不得有显著的降低；
2.3新拌混凝土的入模温度不得低于17摄氏度；
2.4对浇注入模的新拌混凝土使用振动棒进行振捣，保障成型的密实度；
2.5通过调节砂率和减水剂掺量来调整混凝土工作性能，使得新拌混凝土在浇注成型和振捣的过程中不产生离析和泌水现象。
(3)浇注入模混凝土的保温养护措施
新拌混凝土在浇注入模并振捣密实后，应采取如下措施进行保温养护：
3.1新拌混凝土浇注成型并振捣密实后，应随即使用钢抹刀对表面进行找平，然后用木抹刀对表面进行打毛，以获得期望的路面粗糙度；
3.2使用塑料薄膜对打毛的混凝土表面进行覆盖，以阻止水分的散失，塑料薄膜的外侧要比浇注的伸缩缝宽40厘米；然后用50mm厚的聚苯板对塑料薄膜进行覆盖，聚苯板的外侧要比浇注的伸缩缝宽40厘米；然后在聚苯板上覆盖一层棉被，棉被的外侧要比聚苯板的外侧宽20厘米；最后，在棉被上覆盖一层塑料薄膜，塑料薄膜的外侧要比棉被的外侧宽20厘米。
(4)浇注入模混凝土的加热养护措施
当外界环境气温在1天内有低于负18摄氏度的时段，或出于尽快开放交通的目的时，应对浇注入模的混凝土实施加热养护，其方法是在上述保温养护措施的基础上，在最底层的覆盖混凝土的塑料薄膜和聚苯板之间增设电热毯，利用电热毯产生的热量向混凝土中的迁移，促进混凝土的水化进程，提升混凝土强度的发展速率。
(5)养护设施移除方法
使用回弹仪测试混凝土伸缩缝中混凝土的强度，当到达混凝土配制强度的70％后，采用分层移除的方法来移除上述(4)的养护措施：首先，移除最上层的塑料薄膜和棉被，24小时后，移除聚苯板和最底层的塑料薄膜。
所述保温养护措施(3)中在使用塑料薄膜进行覆盖的基础上进一步使用聚苯板进行覆盖，旨在利用聚苯板优异的保温能力，其聚苯板的保温系数在0.03-0.04W/mK之间，阻止新拌混凝土中的热量向空气中散失，达到防止早期混凝土的抗压强度达到3.5MPa之前产生冰冻破坏的目的；其次，聚苯板上覆盖棉被旨在利用棉被的保温能力消除聚苯板之间的接缝产生的热量散发，至此，聚苯板和棉被形成的联合保温能力，在阻止新拌混凝土热量散发的同时，还会保持胶凝材料水化过程中释放的热量，维系混凝土水化历程的进行；在棉被上再覆盖塑料薄膜，其目的是阻止空气中的水分向棉被中的迁移和凝结，防止棉被保温能力的下降。
所述保温养护措施(5)中采用分层移除的方法来移除上述(4)的养护措施，防止不适宜的保温措施拆除方法导致的温度收缩开裂，对养护措施的分层移除，旨在使得移除最上层的塑料薄膜和棉被后，伸缩缝中混凝土在24小时内的温降小于20摄氏度。
所述严寒地区混凝土伸缩缝施工养护结构为：在两段原有沥青/混凝土路面1之间浇注的混凝土2，金属伸缩缝3通过金属伸缩缝上的销钉4固定在浇注的混凝土2中间，底层塑料薄膜5、聚苯板6、棉被7、上层塑料薄膜8依次盖在混凝土伸缩缝上面。
本发明的有益效果是采用的严寒地区混凝土伸缩缝施工养护的五项措施，有效的克服严寒条件下的混凝土伸缩缝施工面临的技术挑战：(1)低温导致的混凝土冻融破坏；(2)强度发展缓慢；(3)开挖的伸缩缝基础部位积雪、冰块或异物导致的施工缺陷；有效的提升严寒地区混凝土伸缩缝的制备水平，保证施工进度和路桥质量。
附图说明
图1为严寒地区混凝土伸缩缝施工养护结构示意图。
具体实施方式
本发明的目的是提出一种严寒地区混凝土伸缩缝施工养护方法，所述严寒地区混凝土伸缩缝施工养护是以提升严寒地区混凝土伸缩缝的制备水平为目的，具体包括如下五方面的措施：(1)混凝土浇注前伸缩缝底部清洁程度保障措施；(2)新拌混凝土的入模温度保障措施；(3)浇注入模混凝土的保温养护措施；(4)浇注入模混凝土的加热养护措施；(5)养护设施移除方法。
下面结合附图予以说明。
图1所示为严寒地区混凝土伸缩缝施工养护结构示意图。所述严寒地区混凝土伸缩缝施工养护结构为：在两段原有沥青/混凝土路面1之间浇注的混凝土2，金属伸缩缝3通过金属伸缩缝上的销钉4固定在浇注的混凝土2中间，底层塑料薄膜5、聚苯板6、棉被7、上层塑料薄膜8依次盖在混凝土伸缩缝上面。
(1)伸缩缝底部清洁程度保障措施
1.1伸缩缝基础开挖前，施工周界范围内不得有明水；如果存在积水现象，需通过排水措施进行移除；
1.2避免在降雨或降雪的天气中进行伸缩缝基础的开挖；
1.3伸缩缝基础开挖前，在划设的伸缩缝开挖范围周边1米外，使用粘土设立围挡，其作用是阻止外界水分或杂物落入开挖后的伸缩缝基础中；
1.4伸缩缝基础开挖过程中产生的包括沥青、钢筋、碎石、粘土一类的挖出物要清运出围挡之外。
1.5对开挖完成的伸缩缝基础进行彻底的清理，确保无积雪、冰块和杂物；
1.6进行金属伸缩缝的焊接安装；
1.7用塑料膜对伸缩缝进行覆盖，防止杂物落入伸缩缝基础中。
(2)新拌混凝土的入模温度保障措施
2.1拌合过程中使用热水，使得搅拌后的出机温度不低于18摄氏度；
2.2使用罐体有保温套的罐车将新拌混凝土运输至施工现场，运输期间新拌混凝土温度不得有显著的降低；
2.3新拌混凝土的入模温度不得低于17摄氏度；
2.4对浇注入模的新拌混凝土使用振动棒进行振捣，保障成型的密实度；
2.5通过调节砂率和减水剂掺量来调整混凝土工作性能，使得新拌混凝土在浇注成型和振捣的过程中不产生离析和泌水现象。
(3)浇注入模混凝土的保温养护措施
新拌混凝土在浇注入模并振捣密实后，应采取如下措施进行保温养护：
3.1新拌混凝土浇注成型并振捣密实后，应随即使用钢抹刀对表面进行找平，然后用木抹刀对表面进行打毛，以获得期望的路面粗糙度；
3.2使用底层塑料薄膜5对打毛的混凝土2表面进行覆盖，以阻止水分的散失，底层塑料薄膜5的外侧要比浇注的伸缩缝宽40厘米；然后用50mm厚的聚苯板6对底层塑料薄膜5进行覆盖，聚苯板6的外侧要比浇注的伸缩缝宽40厘米,其聚苯板的保温系数在0.03-0.04W/mK之间，阻止新拌混凝土中的热量向空气中散失，利用聚苯板优异的保温能力，达到防止早期混凝土的抗压强度达到3.5MPa之前产生冰冻破坏的目的；然后在聚苯板6上覆盖一层棉被7，棉被7的外侧要比聚苯板6的外侧宽20厘米；最后，在棉被7上覆盖上层塑料薄膜8，上层塑料薄膜8的外侧要比棉被7的外侧宽20厘米；聚苯板上覆盖棉被旨在利用棉被的保温能力消除聚苯板之间的接缝产生的热量散发，至此，聚苯板和棉被形成的联合保温能力，在阻止新拌混凝土热量散发的同时，还会保持胶凝材料水化过程中释放的热量，维系混凝土水化历程的进行；在棉被上再覆盖塑料薄膜，其目的是阻止空气中的水分向棉被中的迁移和凝结，防止棉被保温能力的下降。
(4)浇注入模混凝土的加热养护措施
当外界环境气温在1天内有低于负18摄氏度的时段，或出于尽快开放交通的目的时，应对浇注入模的混凝土实施加热养护，其方法是在上述保温养护措施的基础上，在最底层的覆盖混凝土的底层塑料薄膜5和聚苯板6之间增设电热毯，利用电热毯产生的热量向混凝土中的迁移，促进混凝土的水化进程，提升强度的发展速率。
(5)养护设施移除方法
使用回弹仪测试混凝土伸缩缝中混凝土的强度，当到达混凝土配制强度的70％后，采用分层移除的方法来移除上述(4)的养护措施：首先，移除最上层的塑料薄膜和棉被，24小时后，移除聚苯板和最底层的塑料薄膜。防止不适宜的保温措施拆除方法导致的温度收缩开裂，对养护措施的分层移除，旨在使得移除最上层的塑料薄膜和棉被后，伸缩缝中混凝土在24小时内的温降小于20摄氏度。
Claims (4)
1.一种严寒地区混凝土伸缩缝施工养护方法，其特征在于，所述严寒地区混凝土伸缩缝施工养护是以提升严寒地区混凝土伸缩缝的制备水平为目的，具体包括如下五方面的措施：(1)混凝土浇注前伸缩缝底部清洁程度保障措施；(2)新拌混凝土的入模温度保障措施；(3)浇注入模混凝土的保温养护措施；(4)浇注入模混凝土的加热养护措施；(5)养护设施移除方法；具体步骤如下：
(1)伸缩缝底部清洁程度保障措施
1.1伸缩缝基础开挖前，施工周界范围内不得有明水；如果存在积水现象，需通过排水措施进行移除；
1.2避免在降雨或降雪的天气中进行伸缩缝基础的开挖；
1.3伸缩缝基础开挖前，在划设的伸缩缝开挖范围周边1米外，使用粘土设立围挡，其作用是阻止外界水分或杂物落入开挖后的伸缩缝基础中；
1.4伸缩缝基础开挖过程中产生的包括沥青、钢筋、碎石、粘土一类的挖出物要清运出围挡之外；
1.5对开挖完成的伸缩缝基础进行彻底的清理，确保无积雪、冰块和杂物；
1.6进行金属伸缩缝的焊接安装；
1.7用塑料膜对伸缩缝进行覆盖，防止杂物落入伸缩缝基础中；
(2)新拌混凝土的入模温度保障措施
2.1拌合过程中使用热水，使得搅拌后的混凝土出机温度不低于18摄氏度；
2.2使用罐体有保温套的罐车将新拌混凝土运输至施工现场，运输期间新拌混凝土温度不得有显著的降低；
2.3新拌混凝土的入模温度不得低于17摄氏度；
2.4对浇注入模的新拌混凝土使用振动棒进行振捣，保障成型的密实度；
2.5通过调节砂率和减水剂掺量来调整混凝土工作性能，使得新拌混凝土在浇注成型和振捣的过程中不产生离析和泌水现象；
(3)浇注入模混凝土的保温养护措施
新拌混凝土在浇注入模并振捣密实后，应采取如下措施进行保温养护：
3.1新拌混凝土浇注成型并振捣密实后，应随即使用钢抹刀对表面进行找平，然后用木抹刀对表面进行打毛，以获得期望的路面粗糙度；
3.2使用塑料薄膜对打毛的混凝土表面进行覆盖，以阻止水分的散失，塑料薄膜的外侧要比浇注的伸缩缝宽40厘米；然后用50mm厚的聚苯板对塑料薄膜进行覆盖，聚苯板的外侧要比浇注的伸缩缝宽40厘米；然后在聚苯板上覆盖一层棉被，棉被的外侧要比聚苯板的外侧宽20厘米；最后，在棉被上覆盖一层塑料薄膜，塑料薄膜的外侧要比棉被的外侧宽20厘米；
(4)浇注入模混凝土的加热养护措施
当外界环境气温在1天内有低于负18摄氏度的时段，或出于尽快开放交通的目的时，应对浇注入模的混凝土实施加热养护，其方法是在上述保温养护措施的基础上，在最底层的覆盖混凝土的塑料薄膜和聚苯板之间增设电热毯，利用电热毯产生的热量向混凝土中的迁移，促进混凝土的水化进程，提升混凝土强度的发展速率；
(5)养护设施移除方法
使用回弹仪测试混凝土伸缩缝中混凝土的强度，当到达混凝土配制强度的70％后，采用分层移除的方法来移除上述(4)的养护措施：首先，移除最上层的塑料薄膜和棉被，24小时后，移除聚苯板和最底层的塑料薄膜。
2.根据权利要求1所述一种严寒地区混凝土伸缩缝施工养护方法，其特征在于，所述保温养护措施(3)中在使用塑料薄膜进行覆盖的基础上进一步使用聚苯板进行覆盖，旨在利用聚苯板优异的保温能力，其聚苯板的保温系数在0.03-0.04W/mK之间，阻止新拌混凝土中的热量向空气中散失，达到防止早期混凝土的抗压强度达到3.5MPa之前产生冰冻破坏的目的；其次，聚苯板上覆盖棉被旨在利用棉被的保温能力消除聚苯板之间的接缝产生的热量散发，至此，聚苯板和棉被形成的联合保温能力，在阻止新拌混凝土热量散发的同时，还会保持胶凝材料水化过程中释放的热量，维系混凝土水化历程的进行；在棉被上再覆盖塑料薄膜，其目的是阻止空气中的水分向棉被中的迁移和凝结，防止棉被保温能力的下降。
3.根据权利要求1所述一种严寒地区混凝土伸缩缝施工养护方法，其特征在于，所述保温养护措施(5)中采用分层移除的方法来移除上述(4)的养护措施，防止不适宜的保温措施拆除方法导致的温度收缩开裂，对养护措施的分层移除，旨在使得移除最上层的塑料薄膜和棉被后，伸缩缝中混凝土在24小时内的温降小于20摄氏度。
4.根据权利要求1所述一种严寒地区混凝土伸缩缝施工养护方法，其特征在于，严寒地区混凝土伸缩缝施工养护结构为：在两段原有沥青/混凝土路面(1)之间浇注的混凝土(2)，金属伸缩缝(3)通过金属伸缩缝上的销钉(4)固定在浇注的混凝土(2)中间，底层塑料薄膜(5)、聚苯板(6)、棉被(7)、上层塑料薄膜(8)依次盖在混凝土伸缩缝上。
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