引氣真空混凝土路面及施工方法

2023-08-07 00:16:21 2

專利名稱：：引氣真空混凝土路面及施工方法
技術領域：
：本發明涉及市政施工領域，特別涉及引氣真空混凝土路面及施工方法。
背景技術：
：對於一些早期強度要求高、工期緊的道路工程，傳統混凝土往往不能滿足要求，另外，早期混凝土抵抗收縮的能力能力差，容易發生早期收縮裂縫。對於高寒地區，普通混凝土的耐磨性、抗裂性、抗滲性很難達到理想的效果。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種引氣真空混凝土路面及施工方法，解決傳統混凝土耐磨性、抗裂性、抗滲性不高的問題。為此，本發明利用真空機組將已澆築成型的混凝土表層中的水份部分吸出，降低表層混凝土的水灰比，從而提高混凝土的密實性、早強性、耐磨性和抗凍性。此外，在混凝土中摻入引氣劑可以顯著提高混凝土密實度、增加拌和物混凝土的流動性，並改善其粘聚性及保水性，引氣混凝土的折壓比比普通混凝土提高約20%，並且還提高了混凝土的韌性和抗裂性。施工步驟包括(l)放線找平C2)基層平整路基的碾壓採用1016t碾壓機，碾壓順車行方向從路邊壓至路中，開行速度為2530m/min。(3)鋪設無機料無機料鋪攤時應採用刮平機找平，並採用1016t碾壓機碾壓4遍，無機料每層碾壓厚度不大於300mm。(4)支設模板為保證在縮縫位置分格線平直而且縫寬一致，縮縫模板採用成型槽鋼，上部與路面平齊；用012短鋼筋進行固定至混凝土澆築完畢。(5)攤鋪混凝土混凝土混合料運送車輛到達攤鋪地點後，直接倒入安裝好的側模路槽內，並用人工找補均勻，如混合料有離析現象，則用鐵鏟翻拌均勻。混合料攤鋪到一半厚度時，整平後用插入式振搗器振搗一遍，然後繼續加鋪。(6)澆搗混凝土攤鋪好的混凝土混合料，應迅即用平板振搗器或插入式振搗器均勻的振搗。混凝土全面振搗後，再用振動梁進一步拖拉振實並初步整平。振動梁往返拖拉23遍，使表面泛漿，並趕出氣泡。振動梁移動的速度要緩慢而均勻，前進速度以1.21.5m/min為宜。最後再用平直的滾槓進一步滾揉表面，使表面進一步提漿並調勻。然後掛線檢査平整度，發現不符合之處應進一步處理刮平，直至平整度符合要求為止。C0安裝真空機組，鋪設吸墊前應先鋪放尼龍布，尼龍布應比板面略小6080mm。採用尼龍網格吸墊時應鋪設網片，周邊與尼龍布對齊，每網片間還應搭接2030mm，最後鋪上部吸罩，並接通接水桶。(8)真空處理對於處理不同的厚度的混凝土，採用不同的真空度，真空度選擇根據表1採用。在真空作業的初始階段，採用的真空度不宜過高，可以從200mm汞柱開始。操作時真空度應逐漸增加，開機後35min內使真空度逐漸增大到要求值，以防止真空腔附近的混凝土拌和物表面過早形成密實層而發生脫水阻滯。當達到要求後，應使真空度保持穩定。結束吸水工作前，真空度應逐漸減弱，防止在混凝土內部留下出水通路，影響混凝土的密實度和平整度。表1混凝土處理厚度與真空度的關係tableseeoriginaldocumentpage6當脫水達到規定時間要求後或已超出規定脫水量(脫水率控制在10%15%之間)後，在吸墊四周位置要略微掀起1020mm，繼續抽吸1015s，以脫盡作業表面及管路中餘水。真空處理1012min後暫停抽真空，接著進行15s左右的短暫振動，然後再抽真空。如此重複進行。(9)表面抹面壓光經真空處理後的混凝土表面比較密實、幹硬，可以立即進行機械抹光，(10)壓紋抹光後，混凝土靜置l2h後可進行壓紋。(11)切縫切縫時間一般在澆筑後的3h左右，最遲切縫時間按3確定。表3最遲切縫時間tableseeoriginaldocumentpage7(12)灌縫灌縫時瀝青宜比板面淺1mm並不能溢出。(13誘護在壓紋後12h即可覆蓋草墊澆水養生，養護期間保持混凝土處於溼潤狀態，養護不得少於7天，養護期間禁止施工人員進入。面層混凝土抗壓強度達到5MPa後方準上人行走。本發明中引氣劑按重量比配製，固體引氣劑氫氧化納水=1:0.2:30，先將氫氧化納溶解於7(TC90。C水中，再將固體加氣劑溶於氫氧化納水溶液即可。引氣劑按水泥重的0.003%摻入。本發明對改善混凝土施工質量、縮短工程施工周期、簡化現澆混凝土養護設施、減輕勞動強度、降低施工成本、提高路面耐久性等方面有明顯的作用，具有顯著的社會效益和經濟效益。本發明適用於市政、交通工程中混凝土道路，尤其適用於對強度和耐磨性要求高的混凝土道路。圖1引氣真空混凝土路面及施工工藝流程具體實施方式下面結合附圖詳細描述。某道路工程全長13km，分三個標段，其中一個標段引氣真空混凝土施工工藝，長度為4km,其他二個標段採用普通混凝土施工工藝。混凝土板厚為25cm，混凝土抗壓強度為30MPa，抗折強度為4.5MPa，採用本發明提供的施工方法，真空吸水有效深度為30cm。在混凝土澆筑後鋪設氣墊薄膜真空吸水裝置，在真空泵產生的真空負壓作用下，使混凝土產生擠壓、密實、脫水作用。真空處理過程中，氣墊薄膜凸頭對混凝土產生擠壓力，使混凝土表面細顆粒楔入附近的顆粒，導致顆粒排列更緊密。混凝土表面真空處理有利於消除吸附於水泥顆粒表面的氣膜，促進水泥的潤溼水化，使混凝土表面硬度提高。同時，當混凝土表面出現一定真空度後，有利於排出氣泡、游離水和部分孔隙水，避免氣泡、游離水和部分孔隙水在混凝土硬化蒸發後留下的孔隙降低了混凝土的密實度，提高了混凝土的物理力學性能。在混凝土中摻用松香熱聚物引氣劑，使混凝土拌和物中形成大量均勻分散、互不連通、微細而又穩定的氣泡，由於氣泡能隔斷混凝土中毛細管滲水通道，故能顯著提高混凝土的抗滲性。此外，由於引氣劑具有一定的減水作用，在坍落度和單位水泥用量相同的情況下，摻入引氣劑可以減少單位用水量，從而增加了混凝土的密實性，提高了混凝土的耐久性。施工步驟包括(1)放線找平根據設計中線及給定的座標、相對位置和高程準確地測定線路的中線、標高及開挖邊線。在路旁設置臨時水準點，以便在施工過程中覆核路面標高。檢査道路中線、路基邊緣及縱橫斷面，對不符合設計要求部分應予整修。整修部分包括路床、路肩、邊溝和邊坡等項目。(2)基層平整路基的碾壓採用1016t碾壓機，碾壓是應順車行方向從路邊壓至路中，開行速度為2530m/min。並重疊碾壓至平整堅實，輪跡相互搭接200mm為宜。在碾壓機不能達到的路槽和檢查井邊緣，可用人工夯實。路面範圍內的管溝、涵洞回填土時，應先用人工分層夯實到500mm的高度(從管溝、涵洞頂部算起)，然後繼續填土，使用碾壓機壓實。碾壓機每層夯實厚度不大於500mm，人工機械夯填每層夯實厚度不大於300mm。車行道路基的壓實密度應符合表4要求。表4車行道路基的壓實密度tableseeoriginaldocumentpage9(3)鋪設無機料無機料墊層施工應堅實、穩定，鋪攤時應釆用刮平機找平，並採用1016t碾壓機碾壓4遍，無機料每層碾壓厚度不大於300mm，基層完成後，應加強灑水養護。如有損壞應在澆築混凝土板前採用相同材料修補壓實，嚴禁用鬆散粒料填補。對加寬的基層，新舊部分的強度應一致。當日平均氣溫低於5'C時，不應施工。無機料養護時間應保證7d以上。(4)支設模板混凝土板按一個車道寬度來鋪築，因此板兩邊的模板正好沿車道線安裝。邊模採用鋼模，高度與混凝土板厚度相等。模板頂面高度用水平儀校準，內側塗刷肥皂液或廢機油以便拆模。接縫位置在安裝好的模板上做出標記。為保證在縮縫位置分格線平直而且縫寬一致，縮縫模板採用成型槽鋼，上部與路面平齊；用0l2短鋼筋進行固定至混凝土澆築完畢。(5)攤鋪混凝土混凝土混合料運送車輛到達攤鋪地點後，直接倒入安裝好的側模路槽內，並用人工找補均勻，如混合料有離析現象，則用鐵鏟翻拌均勻。攤鋪時不得拋撒，保持混合料的均勻性。松鋪高度由試驗確定，以路面高程符合設計為準。混合料攤鋪到一半厚度時，整平後用插入式振搗器振搗一遍，然後繼續加鋪。在一個規定連續澆注的區域內，澆注施工過程不得中斷，也不得因拌合料乾澀而加水。(6)澆搗混凝土攤鋪好的混凝土混合料，應迅即用平板振搗器或插入式振搗器均勻的振搗。採用功率較小的平板振搗器，平板振搗器的有效深度一般為220mm左右。插入式振搗器主要用于振搗面板的邊角部、窨井、進水口附近，以及安設鋼筋的部位。振搗混凝土混合料時首先用插入式振搗器在模板邊緣角隅等平板振搗器振搗不到之處振一次，同一位置不宜少於20s。插入式振搗器移動間距不宜大於其作用半徑的0.5倍，並應避免碰撞模板和鋼筋。分二次攤鋪的，振搗上層混凝土混合料時，插入式振搗器應插入下層混凝土混合料50mm，上層混凝土混合料的振搗必須在下層混凝土拌和物初凝之前完成。其次，再用平板振搗器全面振搗。振搗時應重疊100200mm。同一位置振搗時，當水灰比小於0.45時，振搗時間不宜少於30s;水灰比大於0.45時，不宜少於15s，以不再冒氣泡並泛出水泥漿為準。混凝土全面振搗後，再用振動梁進一步拖拉振實並初步整平。振動梁往返拖拉23遍，使表面泛漿，並趕出氣泡。振動梁移動的速度要緩慢而均勻，前進速度以1.21.5m/min為宜。對不平之處，應及時人工補填找平。補填時應用較細的混合料原漿，嚴禁用純砂漿填補，振動梁行進時，不允許中途停留。牽引繩不可過短，以減少振動梁底部的傾斜，振動梁底面要保持平直，當彎曲超過2mm時應調査或更換，下班或不用時，要清洗乾淨，放在平整處(必要時將振動梁朝下擱放，以使其自行校正平直度)，不得暴曬或雨淋。最後再用平直的滾槓進一步滾揉表面，使表面進一步提漿並調勻。然後掛線檢査平整度，發現不符合之處應進一步處理刮平，直至平整度符合要求為止。(7)安裝真空機組檢查泵墊。打開真空泵機組水箱蓋，向真空室和集水室注入清水，使水面與箱內管口相平或略高一些，調節搭扣鬆緊，蓋嚴箱蓋，用34mm厚橡膠板堵住進水口，檢査泵的空載真空度，泵表位應大於650700mmHg。此外，還要檢査粘結劑和修補用品以及常用的修理工具是否齊全。鋪設吸墊。鋪設吸墊前應先鋪放尼龍布。要求布面拉平，少皺摺，過長時可摺疊放置，尼龍布應比板面略小6080mm。安放時，應用小擦刷沿密封邊輕輕掃一遍。開泵脫水的同時，再拉壓一遍，以保證密封效果。吸墊的位置要放好，吸墊的密封帶預留長度要適宜。吸墊的密封帶預留過大，其超出部分的混凝土因脫水不良而呈潮溼狀，吸墊下方的混凝土因水分被吸走而向內收縮，這種乾濕交界處容易產生收縮裂縫，影響平整度。但如果預留太小或重疊，會造成密封不好，影響吸水效果。如採用尼龍網格吸墊時應鋪設網片，周邊與尼龍布對齊，每網片間還應搭接23cm，最後鋪上部吸罩，並接通接水桶。要鋪設工作橋，避免真空操作人員在吸墊上面來回走動，從而損壞吸墊，並影響真空混凝土的平整度。(8)真空處理真空檢測工藝包括1、開泵吸水5min內達不到規定真空度要求時，應立即查找漏氣處進行補救。如使用密封帶時，一般可略澆些水將密封邊溼潤，再輕輕掃壓一下，如仍不見效，要採取修補或更換等措施。2、真空處理過程中，要認真記錄真空度、脫水時間與脫水量，並觀察各處氣墊薄膜內水流狀況，若發現局部水分移動不暢，可間隔短暫地掀起鄰近的密封邊，藉此滲入少量的空氣，促使混凝土表層水分移動。3、在真空處理的過程中要隨時注意觀察真空泵的真空度，若讀數小於350mm汞柱，要檢查各連接部位是否漏氣。如沒有漏氣，說明混凝土振搗不密實，有較大的蜂窩或空洞，應立即停止真空作業。真空度越高，吸水量越大，真空延續時間越短，混凝土越密實。真空度過低，總吸水量較少，真空時間延長，生產效率相應降低。真空度過大時水泥漿層很容易吸乾形成薄殼，使毛細管堵塞，從而降低了脫水效果因此真空度過大，混凝土的吸水量不僅沒有增加，反而有下降的趨勢。對於處理不同的厚度的混凝土，可採用不同的真空度，真空度選擇根據表1確定。在真空作業的初始階段，為保持排出通道，提高脫水效率，擴大作業的有效範圍，採用的真空度不宜過高，可以從200mm汞柱開始。真空度突然升高，易產生彈簧狀的假凝現象，故操作時，真空度應逐漸增加，開機後35min內使真空度逐漸增大到要求值，以防止真空腔附近的混凝土拌和物表面過早形成密實層而發生脫水阻滯，這在混凝土拌和物中及粉料或者細砂含量較多的情況下尤其注意。當達到要求後，應使真空度保持穩定。結束吸水工作前，真空度應逐漸減弱，防止在混凝土內部留下出水通路，影響混凝土的密實度和平整度。混凝土真空作業時間的長短，與混凝土處理厚度、真空度、環境溫度、水泥品種、水泥用量和水灰比等因素有關。混凝土處理厚度越大，需要的真空作業時間越長。混凝土施工的環境溫度越低，真空作業的時間需要延長。真空脫水時間根據表2確定。當脫水達到規定時間要求後或已超出規定脫水量(脫水率控制在10%15%之間)後，在吸墊四周位置要略微掀起1020mm，繼續抽吸1015s，以脫盡作業表面及管路中餘水。在真空處理時，混凝土的脫水過程有時出現阻滯，影響路面質量。可以採取短暫間歇振動的方法，消除了這種現象，即在真空處理1012min後，暫停抽真空，接著進行15s左右的短暫振動，然後再抽真空。如此重複進行。按照這種方法，混凝土的早期強度將比非真空處理混凝土強度提高40%左右。(9)表面抹面壓光經真空處理後的混凝土表面比較密實、幹硬，可以立即進行機械抹光，抹光時，操機手要將真空處理後混凝土表面的局部凸凹研磨平整，直至出漿為止，對邊角局部用人工壓光收漿，以彌補機械抹光的不足。(IO)壓紋抹光後，混凝土靜置l2h後，當手指壓混凝土表面不沾手時，即可進行壓紋。壓紋過早時，混凝土表面未凝固，容易粘掉表皮，使壓紋高低不一；壓紋過遲時，混凝土表面已硬化，壓不出紋。壓紋時用力要適度，速度要均勻。對於局部過溼處，若壓紋深度不勻，應先抹平，待軟硬合適後重壓，或輕輕將凸出的地方壓平即可。(11)切縫切縫時間一般在澆筑後的3h左右，此時真空混凝土強度已達到1015MPa，切縫時刀片不會帶起石子，且省力快速，若切縫時間過遲，混凝土的冷縮會導致混凝板開裂。最遲切縫時間根據表3確定。在氣溫較高的夏季施工時，混凝土收縮很快，一臺切縫機往往跟不上砼收縮的發展，故可採用跳躍式切割，先將板切成2030m長的大塊，然後再按45m小塊進行切割。因切縫位置不當造成的橫向裂縫，如裂縫與切縫之間的寬度小於20mm，則可將裂縫邊切割整齊，將兩縫間混凝土鑿除6080mm深，按脹縫的填縫辦法作成假脹縫、真縮縫，不加傳力杆填縫料比周圍路面低23mm。(12)灌縫縫槽要保持乾燥，縫槽如果潮溼，灌縫料與縫壁不能很好粘合，會導致雨水侵蝕基層。灌縫料選擇30#瀝青，灌縫前用鐵絲鉤清理縫槽，灌縫時瀝青宜比板面淺lmm，不能溢出。(13)養護經真空處理後的混凝土早期強度增長快，因此早期養護很重要，在壓紋後12h即可覆蓋草墊澆水養生，養護期間保持混凝土處於溼潤狀態，養護不得少於7天，養護期間禁止施工人員進入。面層混凝土抗壓強度達到5MPa後，方準上人行走。冬季施工時，除調整配合比、減小水灰比、摻入防凍早強劑、對粗骨料與水加溫外還在混凝土表面覆蓋塑料布、草簾等保溫層並定期測溫。弓l氣劑採用PG-2型引氣劑，引氣劑按重量比配製，固體引氣劑氫氧化納-水=1:0.2:30，先將氫氧化納溶解於7(TC9(TC水中，再將固體加氣劑溶於氫氧化納水溶液即可。PG-2型引氣劑按水泥重的0.003%摻入。水灰比採用0.450.55，水泥用量比同樣標號的普通混凝土降低8%，砂率比普通混凝土提高3%5%。砂含泥量不大於3%，石採用碎石或卵石，石子粒徑不大於40mm，含泥量不大於2%。本實施例中真空脫水提高了混凝土早期強度，加快了模板周轉率，模板周轉率提高近一倍。真空混凝土可以採用坍落度較大的混凝土混合物，澆灌、攤鋪及振動時問均可縮短，而且便於操作，減輕了勞動強度，改善了勞動環境。實現了立即抹光，保證了機械化流水作業。每班全部工序可由原來的1624h縮短到912h完成。澆築效率提高近一半。真空混凝土早期強度發展快，澆水養護時間可縮短近1/3，相應地降低了養護設施費。改善了混凝土表面質量。如減少了泌水、起殼、幹縮裂紋、起粉等現象。因真空混凝土的強度發展快，所以開放交通和交付使用時間可較普通混凝土提前。經過核算，採用引氣真空混凝土施工比普通混凝土施工降低工程造價16%左右，工期提前約50d。權利要求1、一種引氣真空混凝土路面及施工方法，其特徵是包括以下步驟(1)放線找平(2)基層平整路基的碾壓採用10～16t碾壓機，碾壓順車行方向從路邊壓至路中，開行速度為25～30m/min。(3)鋪設無機料無機料鋪攤時採用刮平機找平，並採用10～16t碾壓機碾壓4遍，無機料每層碾壓厚度不大於300mm，(4)支設模板(5)攤鋪混凝土混凝土混合料運送車輛到達攤鋪地點後，直接倒入安裝好的側模路槽內，並用人工找補均勻。(6)澆搗混凝土攤鋪好的混凝土混合料，應迅即用平板振搗器或插入式振搗器均勻的振搗。混凝土全面振搗後，再用振動梁進一步拖拉振實並初步整平。最後再用平直的滾槓進一步滾揉表面。(7)安裝真空機組鋪設吸墊前應先鋪放尼龍布，尼龍布應比板面略小60～80mm。採用尼龍網格吸墊時應鋪設網片，周邊與尼龍布對齊，每網片間還應搭接20～30mm，最後鋪上部吸罩，並接通接水桶。(8)真空處理在真空作業的初始階段，採用的真空度不宜過高，可以從200mm汞柱開始。操作時真空度應逐漸增加，開機後3～5min內使真空度逐漸增大到要求值。當達到要求後，應使真空度保持穩定。結束吸水工作前，真空度應逐漸減弱。(9)表面抹面壓光經真空處理後的混凝土表面可以立即進行機械抹光，(10)壓紋抹光後，混凝土靜置1～2h後可進行壓紋。(11)切縫切縫時間在澆筑後的3h左右。(12)灌縫灌縫時瀝青比板面淺1mm並不能溢出。(13)養護在壓紋後12h即可覆蓋草墊澆水養生，養護期間保持混凝土處於溼潤狀態，養護不得少於7天，養護期間禁止施工人員進入。面層混凝土抗壓強度達到5MPa後方準上人行走。2、根據權利要求1或2所述的引氣真空混凝土路面及施工方法，其特徵是引氣劑按重量比配製，固體引氣劑氫氧化納水=1:0.2:30，先將氫氧化納溶解於70'C卯'C水中，再將固體加氣劑溶於氫氧化納水溶液即可。引氣劑按水泥重的0.003%摻入。3、根據權利要求1或2所述的引氣真空混凝土路面及施工方法，其特徵是對於處理不同的厚度的混凝土，採用不同的真空度，真空度根據表l確定。表1混凝土處理厚度與真空度的關係混凝土處理厚度/mm202224262830真空度/mm汞柱5115345355645655945956246256546556844、根據權利要求1或2所述的引氣真空混凝土路面及施工方法，其特徵是:真空脫水時間按表2確定。表2真空脫水時間tableseeoriginaldocumentpage35、根據權利要求1或2所述的引氣真空混凝土路面及施工方法，其特徵是當脫水達到規定時間要求後或己超出規定脫水量(脫水率控制在10%15%之間)後，在吸墊四周位置要略微掀起1020mm，繼續抽吸1015s。6、根據權利要求1或2所述的引氣真空混凝土路面及施工方法，其特徵是真空處理1012min後暫停抽真空，接著進行15s左右的短暫振動，然後再抽真空。7、根據權利要求1或2所述的引氣真空混凝土路面及施工方法，其特徵是最遲切縫時間按表3確定。tableseeoriginaldocumentpage4全文摘要本發明公開一種引氣真空混凝土路面及施工方法，其特徵是包括以下步驟(1)放線找平；(2)基層平整；(3)鋪設無機料；(4)支設模板；(5)攤鋪混凝土；(6)澆搗混凝土；(7)安裝真空機組；(8)真空處理；(9)表面抹面壓光；(10)壓紋；(11)切縫；(12)灌縫；(13)養護。引氣劑按重量比配製，固體引氣劑∶氫氧化鈉∶水＝1∶0.2∶30，先將氫氧化鈉溶解於70℃～90℃水中，再將固體加氣劑溶於氫氧化鈉水溶液即可。引氣劑按水泥重的0.003％摻入。本發明對改善混凝土施工質量、縮短工程施工周期、簡化現澆混凝土養護設施、減輕勞動強度、降低施工成本、提高路面耐久性等方面有明顯的作用。文檔編號E01C7/14GK101619558SQ20091016184公開日2010年1月6日申請日期2009年7月28日優先權日2009年7月28日發明者奎朱申請人:奎朱