CN110004823A - 超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法，包括如下步骤：S1：对超高性能混凝土进行收缩率测定试验，并从该试验得到超高性能混凝土的塑性收缩期，自收缩期和养护结束时间点2：将超高性能混凝土铺装浇筑完毕后，对应塑性收缩期对超高性能混凝土进行增湿养护，并振捣和抹压超高性能混凝土S3：待超高性能混凝土终凝后，对应自收缩期对超高性能混凝土进行泡水养护S4：在养护结束时间点之后，结束泡水养护。本发明通过测定试验得到超高性能混凝土的塑性收缩期自收缩期和养护结束时间点，在后续实际施工中结合计时和观察终凝情况来判断超高性能混凝土到达的时期判断准确，以避免假凝现象引起的误判。

Description

超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，尤指一种超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法。

背景技术

正交异性钢桥面具有质量轻，架设方便等特点而应用广泛，但在钢桥面上进行传统的沥青铺装存在应力集中引起疲劳开裂等问题。研究发现超高性能混凝土具有高强高刚度等优良的力学性能，通过在钢桥面上进行高性能混凝土铺装可解决传统的沥青铺装存在的问题，而且还能减小铺装厚度，降低桥面重量，还能提高桥面局部刚度，延长铺装与钢桥面板的疲劳寿命。

在钢桥面铺装普通混凝土的施工中，由于存在混凝土收缩现象，一般需要进行混凝土的自然养护。混凝土收缩是指在混凝土凝结初期或硬化过程中出现的体积缩小现象。自然养护指利用平均气温高于5摄氏度的自然条件，用适当的材料对混凝土表面加以覆盖并浇水，使混凝土在一定的时间内保持水泥水化作用所需要的适当温度和湿度条件正常增长强度。

超高性能混凝土与普通混凝土的收缩相似，分为塑性收缩、自收缩、温度收缩和干燥收缩。其中，塑性收缩是由于超高性能混凝土终凝前水化反应激烈，分子链逐渐形成出现的体积减缩现象，它发生在混凝土终凝前。自收缩是指超高性能混凝土在密封(与外界无水分交换)条件下，因水泥水化反应而产生的自身体积变形。它发生在超高性能混凝土的早期水化过程中。温度收缩是指超高性能混凝土由于温度下降(在0℃以上)而发生的收缩变形。它发生在混凝土降温阶段。干燥收缩是混凝土干燥时的体积改变，是由于混凝土中水分在新生成的水泥石骨架中的分布变化、移动及蒸发引起的。它基本伴随整个施工期。

但是，超高性能混凝土胶凝材料量较大，其凝结时间和普通混凝土相比存在明显差异(凝结时间有初凝与终凝之分，自加水起至水泥浆开始失去塑性、流动性减小所需的时间称为初凝时间，自加水时起至水泥浆完全失去塑性、开始有一定结构强度所需的时间称为终凝时间)。超高性能混凝土自由水含量极低，在塑性期容易水分过快蒸发引起假凝现象(假凝现象是指水泥的一种不正常的早期固化，发生在水泥用水拌合的头几分钟内)容易误判凝结时间，难以得到准确的超高性能混凝土的凝结时间来指导各个时期的养护施工，从而养护不当易引起裂缝的质量问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法，解决现有技术中超高性能混凝土胶凝材料量较大自由水含量极低，在塑性期容易水分过快蒸发引起假凝现象，容易误判凝结时间，难以得到准确的超高性能混凝土的凝结时间来指导各个时期的养护施工，从而养护不当易引起裂缝的质量问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供一种超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法，包括如下步骤：

S1：对超高性能混凝土进行收缩率测定试验，并从该试验得到超高性能混凝土的塑性收缩期，自收缩期和养护结束时间点；

S2：将超高性能混凝土铺装浇筑完毕后，对应所述塑性收缩期对所述超高性能混凝土进行增湿养护，并振捣和抹压所述超高性能混凝土；

S3：待所述超高性能混凝土终凝后，对应所述自收缩期对所述超高性能混凝土进行泡水养护；以及

S4：在养护结束时间点之后，结束所述泡水养护。

本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的进一步改进在于，步骤S1包括：

S11：提供试模，向所述试模内浇筑超高性能混凝土，且所述超高性能混凝土的顶面与所述试模的顶面之间留设一设定距离；

S12：在所述试模上安装传感器，并将所述传感器与测试仪器电连接；

S13：将所述试模放入安装有温度控制器的箱体内，并在箱体内倒入密封油，所述密封油的液面标高高于所述试模的顶部标高，通过所述温度控制器使得所述密封油的温度保持设定温度；

S14：开启所述测试仪器，监测所述超高性能混凝土于恒温的所述密封油中的收缩率。

本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的进一步改进在于，所述增湿养护包括：

在超高性能混凝土布料后进行第一遍洒水；

在超高性能混凝土整平过程中振捣所述超高性能混凝土后，进行第二遍洒水；

在超高性能混凝土整平完成后，进行第三遍洒水；以及

在所述超高性能混凝土上覆盖薄膜后，在所述薄膜上进行第四遍洒水。

本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的进一步改进在于，所述泡水养护包括：

向所述超高性能混凝土的表面和所述薄膜之间灌水，并完全覆盖所述超高性能混凝土的表面。

本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的进一步改进在于，

在泡水养护的过程中进行至少一次换水。

本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的进一步改进在于，在泡水养护的过程中进行多次换水，且每次换水的时间间隔为24h。

本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的进一步改进在于，所述超高性能混凝土的表面灌水的厚度保持1cm以上。

本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的进一步改进在于，还包括步骤：

在所述超高性能混凝土进入自收缩期后，进行所述超高性能混凝土的温度测定试验，得到超高性能混凝土的降温时间点；以及

在养护时，从所述降温时间点开始对所述超高性能混凝土进行保温养护。

本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的进一步改进在于，进行超高性能混凝土的温度测定试验，包括：

通过所述温度控制器的测温功能测定所述超高性能混凝土进入自收缩期后的连续时间段内的温度，并记录温度数据，根据所述温度数据得到温度到达峰值所对应的时间点为降温时间点。

本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的进一步改进在于，所述保温养护包括在所述土工布上覆盖棉被和/或草甸。

本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的有益效果：

本发明通过根据超高性能混凝土的收缩率测定试验得到超高性能混凝土的塑性收缩期，自收缩期和养护结束时间点，从而在后续实际施工中结合计时和观察终凝情况来判断超高性能混凝土到达的时期，判断准确，以避免假凝现象引起的误判。

对应塑性收缩期对超高性能混凝土进行增湿养护，并振捣和抹压超高性能混凝土以消除在超高性能混凝土的原始裂纹。

对应自收缩期对超高性能混凝土进行泡水养护，解决现有技术中超高性能混凝土发生水化反应引起自收缩容易导致裂缝的问题。此外，泡水养护同样能解决现有技术中伴随着水化反应的进行放出大量水化热，钢桥面铺装用的超高性能混凝土厚度较薄且存在上下两个放热面保温养护难度很大的问题。

附图说明

图1为本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的收缩率变化曲线图。

图2为图1的A部分的放大图。

图3为本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的温度变化曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，显示了本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的收缩率变化曲线图。图2为图1的A部分的放大图。结合图1至图2所示，以时间为横坐标x，单位为小时，收缩率为纵坐标y(国际单位制词头μ)制成的收缩率变化曲线图。本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法包括如下步骤：

S1：对超高性能混凝土进行收缩率测定试验，并从该试验得到超高性能混凝土的塑性收缩期，自收缩期和养护结束时间点；

S2：将超高性能混凝土铺装浇筑完毕后，对应所述塑性收缩期对所述超高性能混凝土进行增湿养护，并振捣和抹压所述超高性能混凝土；

S3：待所述超高性能混凝土终凝后，对应所述自收缩期对所述超高性能混凝土进行泡水养护；以及

S4：在养护结束时间点之后，结束所述泡水养护。

作为本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的一较佳实施方式，步骤S1包括：

S11：提供试模，向所述试模内浇筑超高性能混凝土，且所述超高性能混凝土的顶面与所述试模的顶面之间留设一设定距离；

S12：在所述试模上安装传感器，并将所述传感器与测试仪器电连接；

S13：将所述试模放入安装有温度控制器的箱体内，并在箱体内倒入密封油，所述密封油的液面标高高于所述试模的顶部标高，通过所述温度控制器使得所述密封油的温度保持设定温度；

S14：开启所述测试仪器，监测所述超高性能混凝土于恒温的所述密封油中的收缩率。

在本实施例中，提供的试模的高度为10cm，超高性能混凝土浇筑高度为6cm，超高性能混凝土放置于试模内后，不完全填满试模。

向所述试模内浇筑超高性能混凝土之前，还包括：

提供反射靶，将所述反射靶相对的立设于所述试模内，所述反射靶的顶部有部分位于试模外，且所述反射靶之间与所述试模围合形成所述超高性能混凝土浇筑的空间；

将所述反射靶与试模对应的侧壁弹性连接；

在安装传感器时，将所述传感器固设于所述试模上并将所述传感器的传感头与所述反射靶露出所述试模的顶部相对设置，进而通过所述传感头检测所述反射靶的位移变化。

提供填满密封油(食用油亦可)的箱体，将放有超高性能混凝土的试模放在该箱体内，确保油液高度没过混凝土的表面，从而利用密封油将超高性能混凝土与外界完全隔离，制造一个绝湿的试验环境。

利用GB 50082非接触法混凝土收缩变形测定仪来测定超高性能混凝土的收缩率。启动测试程序，根据实际工程需要实时测试连续时间段内的超高性能混凝土的收缩率。结合图1和图2所示，以初凝时间为横坐标初始值，制得以时间为横坐标，收缩率为纵坐标的收缩率变化曲线图。具体地，时间的单位为h，收缩率的纵坐标的正值代表超高性能混凝土收缩，负值代表超高性能混凝土膨胀。

如图2所示，分析所述实验数据并查找出超高性能混凝土于恒温的密封油中发生震荡波动与均匀变化的分界点。可从收缩率变化曲线图读出的信息有，在前期0-28h内曲线震荡波动，收缩率有增大有减小。在28h-48h内，收缩率减小到最小值后开始上升。结合图2所示，48h-1200h内收缩率一直上升，1200h之后收缩率逐渐到达稳定状态。说明终凝时间点在28h左右，则0-28h是塑性收缩期，28h-1200h是自收缩期，1200h是养护结束时间点。满足一般不低于14天的养护要求。

由于超高性能混凝土胶材用量很大，其根据环境变化导致的凝结时间和普通混凝土差异明显，利用超高性能混凝土收缩率测试得到中收缩率变化曲线图和收缩率震荡和稳定变化的分界点，指导工程中超高性能混凝土的养护施工，以消除超高性能混凝土出现裂纹的隐患。

作为本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的一较佳实施方式，所述增湿养护包括：

在超高性能混凝土布料后进行第一遍洒水；

在超高性能混凝土整平过程中振捣所述超高性能混凝土后，进行第二遍洒水；

在超高性能混凝土整平完成后，进行第三遍洒水；以及

在所述超高性能混凝土上覆盖薄膜后，在所述薄膜上进行第四遍洒水。

具体施工中，在钢桥面混凝土铺装浇筑完毕后执行四遍洒水进行增湿养护。由于超高性能混凝土自由水含量极低，在塑性收缩期要防止水分过快蒸发引气的假凝现象。超高性能混凝土布料后，在超高性能混凝土上进行第一遍喷雾洒水；此时的喷雾增湿是为了保住混凝土内部的水分，使混凝土不至于出现假凝现象，且维持到后续的整平阶段。

超高性能混凝土开始整平后，进行第二遍洒水；此过程中超高性能混凝土已经经历了第一遍振捣完成浇筑，此时洒水是在超高性能混凝土的表面形成一薄层水膜，用于维持住超高性能混凝土内部的水分，与干燥的空气隔绝。

待超高性能混凝土整平完毕后，要对钢桥面进行覆膜养护。覆膜前超高性能混凝土的表面的水膜随着蒸发会不断减小，此时要对超高性能混凝土的表面进行第三遍洒水，这样一为增加养护水，二为使后续覆盖的薄膜能够更好的贴合在超高性能混凝土的表面。

待将薄膜覆盖于超高性能混凝土之后，在薄膜上喷第四遍水，作用一为增加薄膜的重量，排掉薄膜下可能存在的空气，二可方便和后续薄膜贴合。

通过上述方式，先通过测试得到超高性能混凝土的终凝时间点，塑性收缩期，自收缩期和养护结束时间点，从而实际施工中参考上述时间在相应的时间段内采用相应的养护措施，解决现有技术中超高性能混凝土胶凝材料量较大自由水含量极低，在塑性期容易水分过快蒸发引起假凝现象，容易误判凝结时间，难以得到准确的超高性能混凝土的凝结时间来指导各个时期的养护施工，从而养护不当易引起裂缝的质量问题。

作为本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的一较佳实施方式，所述泡水养护包括：

向所述超高性能混凝土的表面和所述薄膜之间灌水，并完全覆盖所述超高性能混凝土的表面。

作为本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的一较佳实施方式，在泡水养护的过程中进行至少一次换水。

作为本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的一较佳实施方式，在泡水养护的过程中进行多次换水，且每次换水的时间间隔为24h。

作为本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的一较佳实施方式，所述超高性能混凝土的表面灌水的厚度保持1cm以上。

塑性收缩期内超高性能混凝土自收缩很大，会导致混凝土结构产生一个巨大的收缩，已有的工程证明裂缝大部分是在这个阶段产生。并且此时伴随着水化反应的进行放出大量的水化热，由于钢桥面铺装用的超高性能混凝土的厚度较薄，一般在6cm以内，且存在上下两个放热面，养护保温难度很大，会有部分裂缝是在这个阶段产生。

在超高性能混凝土终凝后，对超高性能混凝土进行泡水养护。虽然成型后的超高性能混凝土致密性非常高，抗水渗透性非常强，但是由于钢桥面铺装层为薄层结构，在强度形成的早期，养护水还是能够渗入到超高性能混凝土的表层，经我方研究其渗入深度一般在3～5cm左右。另外泡水养护的水量较大，能够很好的稀释掉超高性能混凝土的水化热，使超高性能混凝土的温度维持在一个较低的水平，更佳的，可以在早期水化热集中时间段内一天换一次水。

具体做法：在终凝时间点之后的自收缩期内，在薄膜表面覆盖土工布，土工布不透光，可以降低阳光辐射对超高性能混凝土温度的影响。在此过程中，揭开薄膜，向超高性能混凝土上灌水，要求所灌的水能够达到所有超高性能混凝土的表面，灌水后再覆盖上薄膜和土工布。

由于表面薄膜的封锁效应，使得超高性能混凝土表层的水维持一定的厚度(1cm以上)，这个体量的水可以稀释掉混凝土的水化热，且1cm的水层是一个良好的隔热层，可防止因外界光照及降温等天气造成超高性能混凝土内部剧烈的温度波动。更佳的，在自收缩期的早期(7天内)，打开薄膜继续灌入新的冷却水替换掉原来的冷却水，每隔24h换水一次。

通过上述的施工方式对超高性能混凝土进行保湿养护，防止超高性能混凝土形成的结构产生裂纹。

作为本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的一较佳实施方式，还包括步骤：

在所述超高性能混凝土进入自收缩期后，进行所述超高性能混凝土的温度测定试验，得到超高性能混凝土的降温时间点；以及

在养护时，从所述降温时间点开始对所述超高性能混凝土进行保温养护。

参阅图3为本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的温度变化曲线图。以时间为横坐标m，单位小时，以温度为纵坐标n，单位摄氏度制成的温度变化曲线图。结合图3所示，作为本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的一较佳实施方式，进行超高性能混凝土的温度测定试验，包括：

通过所述温度控制器的测温功能测定所述超高性能混凝土进入自收缩期后的连续时间段内的温度，并记录温度数据，根据所述温度数据得到温度到达峰值所对应的时间点为降温时间点。

在测定超高性能混凝土的收缩率的过程中，在箱体内放置一个温度控制器，通过其测温功能测定在连续时间段内所述超高性能混凝土的温度，此时超高性能混凝土处于对外绝热状态。由于温度收缩也容易导致裂缝，所以在温度下降时需要进行保温养护。

如图3所示，温度变化曲线图上显示温度以80h为分界点，先上升后下降，0-80h内温度逐渐上升，并在80h到达峰值，且80h之后温度逐渐下降。在实际超高性能混凝土的养护过程中，在根据温度变化曲线图测得的80h后可增加保温养护，防止温度收缩导致的裂缝。

作为本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的一较佳实施方式，所述保温养护包括在所述土工布上覆盖棉被和/或草甸。保温养护和泡水养护是否同进行不作规定，可根据具体情况来定。

在养护完毕后，撤除养护的土工布和薄膜，继续后续的磨耗层施工。养护完毕有两个指标，一是从收缩率曲线上得到收缩稳定不变没有明显的增加对应的时间，比如图1中在1200h左右，二是这个数值一般不得低于14天。

本发明超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法的有益效果为：

本发明进行超高性能混凝土的收缩率测定试验得到超高性能混凝土的塑性收缩期，自收缩期和养护结束时间点，从而在后续实际施工中结合计时和观察终凝情况来判断超高性能混凝土到达的时期，判断准确，以避免假凝现象引起的误判。

对应塑性收缩期对超高性能混凝土进行增湿养护，并振捣和抹压超高性能混凝土以消除在超高性能混凝土的原始裂纹。

对应自收缩期对超高性能混凝土进行泡水养护，解决现有技术中超高性能混凝土发生水化反应引起自收缩容易导致裂缝的问题。此外，泡水养护同样能解决现有技术中伴随着水化反应的进行放出大量水化热，钢桥面铺装用的超高性能混凝土厚度较薄且存在上下两个放热面保温养护难度很大的问题。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：对超高性能混凝土进行收缩率测定试验，并从该试验得到超高性能混凝土的塑性收缩期，自收缩期和养护结束时间点；

S2：将超高性能混凝土铺装浇筑完毕后，对应所述塑性收缩期对所述超高性能混凝土进行增湿养护，并振捣和抹压所述超高性能混凝土；

S3：待所述超高性能混凝土终凝后，对应所述自收缩期对所述超高性能混凝土进行泡水养护；以及

S4：在养护结束时间点之后，结束所述泡水养护。

2.如权利要求1所述的超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法，其特征在于，步骤S1包括：

S11：提供试模，向所述试模内浇筑超高性能混凝土，且所述超高性能混凝土的顶面与所述试模的顶面之间留设一设定距离；

S12：在所述试模上安装传感器，并将所述传感器与测试仪器电连接；

S13：将所述试模放入安装有温度控制器的箱体内，并在箱体内倒入密封油，所述密封油的液面标高高于所述试模的顶部标高，通过所述温度控制器使得所述密封油的温度保持设定温度；

S14：开启所述测试仪器，监测所述超高性能混凝土于恒温的所述密封油中的收缩率。

3.如权利要求2所述的超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法，其特征在于，所述增湿养护包括：

在超高性能混凝土布料后进行第一遍洒水；

在超高性能混凝土整平过程中振捣所述超高性能混凝土后，进行第二遍洒水；

在超高性能混凝土整平完成后，进行第三遍洒水；以及

在所述超高性能混凝土上覆盖薄膜后，在所述薄膜上进行第四遍洒水。

4.如权利要求3所述的超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法，其特征在于，所述泡水养护包括：

向所述超高性能混凝土的表面和所述薄膜之间灌水，并完全覆盖所述超高性能混凝土的表面。

5.如权利要求4所述的超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法，其特征在于，

在泡水养护的过程中进行至少一次换水。

6.如权利要求5所述的超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法，其特征在于，在泡水养护的过程中进行多次换水，且每次换水的时间间隔为24h。

7.如权利要求4所述的超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法，其特征在于，所述超高性能混凝土的表面灌水的厚度保持1cm以上。

8.如权利要求2所述的超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法，其特征在于，还包括步骤：

在所述超高性能混凝土进入自收缩期后，进行所述超高性能混凝土的温度测定试验，得到超高性能混凝土的降温时间点；以及

在养护时，从所述降温时间点开始对所述超高性能混凝土进行保温养护。

9.如权利要求8所述的超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法，其特征在于，进行超高性能混凝土的温度测定试验，包括：

通过所述温度控制器的测温功能测定所述超高性能混凝土进入自收缩期后的连续时间段内的温度，并记录温度数据，根据所述温度数据得到温度到达峰值所对应的时间点为降温时间点。

10.如权利要求8所述的超高性能混凝土钢桥面铺装养护方法，其特征在于，所述保温养护包括在所述土工布上覆盖棉被和/或草甸。