混凝土滑模摊铺机在施工机场场道的应用

2022-09-10

工程所在地为某国中型城市的国际机场, 通过改扩建跑道、滑行道以及停机坪, 以满足B747型客机的起降技术指标要求。跑道设计长度为3.6km, 宽度为60m (含路肩) , 混凝土厚度为38cm~45cm, 混凝土总量为7.1万方。当地施工环境温度一般为气温31℃~42℃。由于混凝土机场道面的混凝土质量要求极高, 加之所在国的民航局要求以最快的速度完工, 如果采用传统的施工工艺, 势必影响工期和质量标准。我公司结合工程的特殊性, 定制了适用于本工程的维特根SP500型混凝土滑模摊铺机。

1 SP500型混凝土滑模摊铺机的性能

SP500型混凝土滑模摊铺机为全液压系统, 自动式行走, 自动控制平整度, 高灵敏传感器控制高程。该机摊铺厚度最小100mm, 最大400mm。配备振动频率150Hz~233Hz、3k W振动棒, 振动棒一般按350mm间距排列。

2 混凝土配合比的设计

对于跑道道面混凝土这类大面积现浇水泥混凝土, 需要考虑因气候, 如高温、大风、雨天等影响混凝土质量。由于本地气温高, 生产出的混凝土的温度远远高于许可范围内, 需要进行对水、集料进行降温处理。混凝土设计配合比, 采用低碱性水泥, 减少碱集料反应, 带来的质量隐患, 水泥用量为360kg/m3;粗集料为5mm~20mm、20mm~38mm两档, 其中碎石针片状颗粒含量不得大于8%, 在坚固性试验中损失值不得大于12%, 洛杉矶磨耗试验中损失值不得大于40%;砂子粒径0~5mm, 最大含泥量不得大于3%;最大水灰比控制在0.43, 孔隙率1%;减水缓凝剂用量为每100kg水泥0.6L~1L;塌落度0~25mm, 属干硬性混凝土;养护28天后的标准试件的抗折强度为700Psi (4.8MPa) , 抗压强度为6000Psi (413.8MPa) 。

3 滑模摊铺机施工工艺

3.1 配套机械设备

(1) 混凝土站:产量150m3/小时, 电脑自动计量系统。

(2) 制冷设施:由于工程所在地气温高常温情况下生产出来的混凝土远远高于混凝土最大许可值32℃。一般通过以下措施进行降温。

(1) 使用制冷设备, 把水温降低到最低允许值。

(2) 对粗集料洒水, 用水蒸发来降低集料温度。

(3) 运输设备:对于这类干性混凝土, 一般采用自卸汽车进行运输。在运输混凝土之前, 必须对车厢清洗干净。对便道要进行修整, 保证便道平整, 以防过度颠簸, 使得混凝土离析, 运输时间不得超过30min。

(4) 现场辅助设备:在混凝土摊铺机前, 配置一台轮式挖掘机, 协助摊铺机平整混凝土料, 使计量门保持有一定量的混凝土, 达到更好的振动效果。

(5) 其它工具:抹灰工用过桥, 拉毛尼龙毛刷, 防风、防雨棚, 喷雾器等。

3.2 混凝土面板摊铺工艺

(1) 施工工艺流程。

测量放线:施工前进行测量放线, 挂设钢绞线用以控制摊铺机行走和摊铺高程, 定位桩间距最好为5m~10m。双侧钢绞线间距和高度根据实际需要挂设。重点确保钢绞线顺直度和张紧度以确保混凝土的线形和高程满足设计和规范要求。

施工前准备:摊铺机行走到工作面端头, 设定机器的高度和方向, 设定振捣频率, 调好摊铺机仰角, 检查高程感应器是否工作。工作面要清扫、铺设隔离层等, 并准备好侧传力杆等材料。

摊铺:自卸汽车将混凝土料卸在计量门前方, 经轮式挖掘机进行粗平, 再经布料器进行布料, 然后提升计量门达一定高度, 将机器朝前开, 直至振动棒没入混凝土中。开动振动棒, 保持混凝土振动仓内均布。经高频振动后, 排除空气, 出现水泥浮浆。摊铺机开始缓慢匀速向前行驶, 行驶速度在1.5m/min~2m/min。对计量门提升高度要注意控制, 太高:会出现振动不密实, 因为进料太多, 超出振动棒振频范围;太低:表面出现麻面或蜂窝, 因为进料不足, 混凝土不能较好的挤压成型, 影响表观质量和场道平整度。

侧传力杆插入:侧传力杆插入器是附在摊铺机两侧的附属设备, 通过液压装置, 在摊铺机行驶过程, 快速将传力杆打入边侧混凝土中, 经往复式搓平梁恢复传力杆插入后的混凝土面平整。个人认为, 这类传力杆打入器, 只适用φ20以下的传力杆。如果直径过大, 如在本工程所使用的φ32的传力杆, 效果不理想。由于截面积过大, 传力杆插入困难, 而且不能与混凝土紧密结合, 易松动, 且水平与垂直方向容易偏差, 不好控制。在国外许多机场场道施工中, 一般不采用传力杆插入器, 在混凝土强度达到3天设计强度后, 进行钻孔, 然后用环氧树脂进行安装固定。这种方式能达到很好的效果, 但成本太大。

往复式搓平梁:它的作用是在整个摊铺宽度上往复搓动混凝土表面, 使用混凝土表面进一步揉实, 获得更好的表面纹理, 特别适用于干硬性混凝土。检验混凝土的塌落度可以通过观察搓平梁后的浆卷。如果塌落度适度, 就会形成大小均匀、不松散的浆卷, 否则不能形成。而且拌随出现表面拉出裂口现象。此时要立即调整塌度或含砂率, 检查混凝土的和易性。

超级抹平器:是摊铺机对混凝土表面的最后处理工序。为了进一步平整道面, 改善表面质量, 超级抹平器在混凝土道面复返浮动抹过。抹平板长度通常3m~4m, 由两个液压泵按“Z”字形作横向移动和小幅度从纵向抹面。

塌边处理:滑膜摊铺机施工的混凝土通常会出现塌边, 为了相邻板块平整度满足要求, 可以用铝合金靠尺紧靠混凝土边缘, 填充少量细骨料, 轻拍密实, 再用短靠尺检查, 达到规范要求的不大于5mm。值得注意的是在填充集料后要避免出现两张皮现象。

最后, 进行对成型混凝土进行拉毛、养生、切缝。

3.3 质量评定

采用混凝土滑模摊铺机施工工艺, 从抗折强度全部超过高设计强度标准, 远远优于人工或振平梁铺筑。经钻取芯取, 混凝土内部粗骨料分布均匀, 表观孔隙率较少。混凝土面板平整度全在±5mm (5米靠尺) 范围内。混凝土道面的各项目质量指标全部达标或超标。而且提前3个月完成混凝土作业, 业主授予了很高的评价。