水泥混凝土施工论文

2022-04-20

摘要:从路堤填筑质量和水泥混凝土路面施工过程两个方面分析水泥混凝土路面开裂的原因以及防止水泥混凝土路面开裂的方法。关键词:水泥混凝土路面;破坏原因;收缩开裂;防治水泥混凝土路面作为主要的路面结构形式从2003年我区农村公路建设中得到飞速发展。今天小编为大家推荐《水泥混凝土施工论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

水泥混凝土施工论文 篇1:

论水泥混凝土施工的温度应力对裂缝的影响

摘 要:水泥混凝土施工中的裂缝较为普遍,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。本文对施工中温度应力引起的水泥混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

关键词:水泥混凝土;施工;温度应力;裂缝

1.前言

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。

2.温度应力的分析

在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2.1温度应力的形成过程

2.1.1早期。自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。

2.1.2中期。自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

2.1.3晚期。混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。

2.2温度应力引起的原因

2.2.1自生应力。边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。

2.2.2约束应力。结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

2.3温度应力的计算

要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响。

3.温度应力对裂缝的影响的控制措施

3.1施工管理注意控制温度

采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。在混凝土中埋设水管,通入冷水降温。热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热。施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施。

3.2拆模时注意控制温度

当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。

3.3加筋降低温度应力影响

在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。

3.4混凝土的早期养护

适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。

实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发,防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。

混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。

4.结论

随看我国公路桥梁建设事业的不断发展,对公路桥梁的施工质量要求越来越高。在公路桥梁施工中。裂缝问题是影响工程施工质量的主要因素,而温度应力影响的裂缝又是主要情形,严重影响公路桥梁的使用性能及使用寿命。因此在公路桥梁施工中必须注重温度应力的影响,采取有效的裂缝防治措施,提高工程的施工质量。

参考文献

[1]张晓德;控制商品混凝土裂縫的措施[J];山西建筑;2010年02期

[2]黄戈立,赖砥柱;浅谈水泥混凝土路面施工的温度控制与裂缝的防治[J];黑龙江交通科技;2011年10期

作者:朱丽莉

水泥混凝土施工论文 篇2:

水泥混凝土施工防裂措施分析

摘要:从路堤填筑质量和水泥混凝土路面施工过程两个方面分析水泥混凝土路面开裂的原因以及防止水泥混凝土路面开裂的方法。

关键词:水泥混凝土路面;破坏原因;收缩开裂;防治

水泥混凝土路面作为主要的路面结构形式从2003年我区农村公路建设中得到飞速发展。从这些公路的使用情况来看,水泥混凝土路面的返修率较高,且返修时间较长,严重影响公路的正常使用,最严重的病害就是开裂破坏,如何防止水泥混凝土路面开裂无疑是一项重要且紧迫的任务。

一、水泥混凝土路面开裂产生的原因

导致水泥混凝土路面开裂的原因较多,通常有路基不均匀沉降、汽车严重超载、路面基层不合格、水泥混凝土本身质量问题、施工过程中水泥混凝土的收缩开裂等。下面就路基不均匀沉降及施工过程中水泥混凝土收缩开裂为主进行分析。

1.路堤不均匀沉降

路堤是以土石为原料,经机械压实而形成的,它须经过相当长时间的排水固结沉降后才能趋于稳定。如果整个路基均是以土填筑的,且沉降是均匀沉降,则不会引起水泥混凝土路面开裂,问题是路基有路堤和路堑,路堤的高度不同,路堤所经过的地段地质情况各异,就会导致路基出现不均匀沉降。

由于路基的不均匀沉降,引起水泥混凝土板受力状况发生变化,水泥混凝土路面板抗压强度较高而抗拉强度相对较低,一旦大吨位车辆行驶,对水泥混凝土路面板的拉应力将会超过水泥混凝土面板本身的抗拉力而被拉裂,产生裂缝。

2 施工时水泥混凝土收缩开裂

施工时水泥混凝土收缩开裂。收缩可分为冷缩和干缩,在动荷载反复作用下因疲劳破坏而开裂。其中疲劳破坏除车辆作用外,也与板内收缩应力有关。在限制条件下,水泥混凝土收缩变形会引起内部很大的弹性拉应力,此应力随着水泥混凝土弹性模量的增大和收缩量的增加而增大,水泥混凝土路面板在应力的作用下会发生一定的徐变,徐变后的拉应力增长超过水泥混凝土路面板的抗拉强度时,水泥混凝土路面就会开裂。

以上两个方面均已表明引起水泥混凝土路面开裂的原因是水泥混凝土板内产生较大的拉应力,当这种拉应力超过水泥混凝土路面板所能承受的能力时,水泥混凝土路面就出现开裂。

二、 水泥混凝土路面防裂

1 針对路基不均匀沉降

(1) 搞好基底处理

路基是线形工程,它所跨越的区域较大,遇到的基础地质条件不同。不同的地质条件,特别是不良地质条件的基床,对路基质量是一个较危险的影响因素,如处理不恰当,或处理不彻底,则在其上填筑路堤或铺设底基层,均会造成意料之外的过大的沉降。

(2)水泥混凝土路面收缩开裂机理

混凝土因限制条件的不同而出现的开裂情形也是有所差别的,一般在强限制的情形下,由于混凝土在变形收缩的过程中会使得内部产生较大的弹性拉应力,并且这种弹性拉应力与混凝土的弹性模量和收缩量成正相关的关系,一般情况下,可以利用收缩的作用来达到这种弹性拉应力的降低,当混凝土的抗拉程度不足以抵抗徐变松弛后所形成的拉应力时,此时,混凝土的路面就会慢慢开裂。综上所述我们就可以得知,为了有效防止和控制混凝土路面的开裂现象,需要满足以下几个条件:

首先,受混凝土自身冷缩与干缩的限制;其次,受水泥混凝土路面面层与基层的影响也是较大的;除此之外,面层与基层间存在的摩阻力,也是一直以来我们都毋庸置疑的,但是究竟这种摩阻力能够达到哪种程度,对路面所产生的影响到底有多巨大,目前我们还无从知晓。但是有一点我们可以肯定的是,对于这种层间的摩阻力,我们不能将其等同于物理学上的摩阻力,其两者之间还是存在很多差别的,因为面层与基层之间的摩阻力并不是物理学上的摩擦力,而是由静摩擦力和层间的粘结剪应力两部分构成的。经过相关实验结果数据我们可以得出,占据主要地位的并不是我们所谓的静摩擦力,而是要比静摩擦力大得多的粘结剪应力。

2 针对施工时水泥混凝土收缩开裂

2.1混凝土路面锯缝法

(1)锯缝时机的选择。混凝土路面施工过程,如果出现混凝土内部的温度应力超过其抗拉强度时,容易导致断板的出现,即混凝土路面开裂。锯缝时机的选择,应基于混凝土凝固过程中的抗拉强度与其温度应力的对比来确定,所以主要根据温度的监测结果来选择。

(2)混凝土板凝固阶段的温度特性。混凝土路面施工阶段,混凝土由于外部环境的影响和水化反应的影响,混凝土路面结构的温度随着浇筑时间的推移而在不同的时间段呈现出峰值和谷值。以525水泥混凝土为例,以混凝土浇筑完成时间计为零,该混凝土结构的板温咋0~6h、12~20h表现为温度升高的现象,而当时间处于6~12h时则呈现降温的现象。所以在忽略翘曲应力与胀缩应力的影响下,6~12h时间段内混凝土路面结构处于降温收缩的过程中,是最容易发生开裂的时候。

(3)混凝土板凝固阶段的强度特性。根据相关资料我们可以得知,混凝土增长最为缓慢的期间是在早龄期,并且在这期间抗裂强度的增长也是极其缓慢的,这是因为早龄期的混凝土的抗拉弹性模量的增长值要比处于降温区间的下午浇筑混凝土抗拉弹性模量值要高很多,一般在第10h要高出2倍之多,对在降低混凝土的温度应力上起到了一定的积极作用,这也是为什么施工单位普遍反映在上午进行混凝土建筑容易发生施工断板的真正原因所在。

2.2 减轻层间限制

减轻层间限制,就是拓展水泥混凝土板的伸缩自由度,减小水泥混凝土面层间的伸缩自由度,减小水泥混凝土路面各层间的粘接力。

消除层间粘接剪应力的方法很多,如:涂油、铺油毡、确保基层平整度等。通过试验对比:确保基层平整度,采用塑料薄膜隔离的方法,施工简便,既起到隔离作用,又不影响层间传力效果,价格也便宜。通过几个工程实践应用,效果良好。

2.3适时进行路面锯缝

施工阶段温度应力大于水泥混凝土抗拉强度时就可能发生施工断板。分析水泥混凝土凝固过程中的抗拉强度,与温度应力对比,判断发生断板的条件,最后根据温度确定锯缝时机。

从水泥混凝土板凝固阶段的湿度特性来说,在水化热、气温和日光辐射的作用下,板温随着浇筑时间不同在不同时刻出现峰值和谷值。以水泥混凝土浇筑时为0计,对于42.5号水泥来说,0~6 h为升温过程,6~12 h为降温过程。这是一个具有规律性的现象,如果暂不考虑翘曲应力和胀缩应力,6~12 h阶段水泥混凝土面板处于降温收缩状态,容易发生裂缝。而从水泥混凝土面板凝固阶段的强度特性来说,水泥混凝土早期强度以10~12 h时段增长最为缓慢,抗裂能力的增长也最慢,由早龄期水泥混凝土抗拉弹性模量的增长规律并对比上下午浇筑的水泥混凝土抗拉弹性模量,下午浇筑的水泥混凝土处于降温期间,模量值比上午低,在第10 h低2倍以上时降低水泥混凝土的温度应力有利。这就解释了施工时普遍出现的上午浇筑的水泥混凝土路面板容易出现施工断板的问题,因而一般水泥混凝土路面板锯缝时间以水泥混凝土浇筑后10 h为宜。

结论

大量的工程实践表明,路基不均匀沉降及施工时水泥混凝土收缩是水泥混凝土路面裂断的主要原因。做好水泥混凝土路面的防裂断,才能铺筑出优质的水泥混凝土路面,延长路面的使用寿命,解决山区人民出行难的问题。

参考文献:

[1]《公路水泥混凝土路面施工技术规范》交通运输部 JTG F30-2003

[2]《水泥混凝土路面板底支承不均匀的力学分析》交通运输部公路科学研究所硕士学位论文,2003.

[3] 姚祖康主编《水泥混凝土路面设计》安徽科学技术出版社,1999.

作者:戴允胜

水泥混凝土施工论文 篇3:

农村公路工程水泥混凝土施工技术探讨

摘要: 农村公路是我国公路网络的基础组成部分,在基层地区是走出大山的主要甚至是唯一途径。随着近年来脱贫攻坚和乡村振兴行动的深入开展,铜川市王益区面临建制村及自然村通硬化路的建设需求。水泥混凝土路面作为农村公路硬化的重要形式,施工质量不仅与农民群众生产和生活息息相关,也关系到农村走向小康社会,实现建立和谐社会主义社会的大局。

关键词:农村公路 脱贫攻坚 水泥混凝土路面

水泥混凝土是通过以混合水,水泥,砾石,沙子和添加剂而获得的复合材料。水泥混凝土具有高硬度,高强度,良好的抗弯强度,耐磨性和抗压强度。优异的耐水和耐热性,其耐压性会随着时间的推移逐渐增加,维护成本低。一般而言,农村公路是连接城镇的道路,也是县城与乡镇之间的纽带。 水泥混凝土路面是建设农村公路的首选。

一、施工前的准备工作

1、选择合适的拌和场地。

要求拌和场地应选在运送混合料的运距经济合理,水源和电源充足而且方便,有足够面积的场地,能合理布置拌和机和砂石堆放,并能搭建水泥库房等,排水条件良好,拌和机械搬运方便的地方。

2.原材料制备与性能测试

在山区地段湿气大,水泥储存应注意防潮,最长保管期不超过3个月;粗骨料可以使用砾石、碎石和卵石等,其技术要求不应低于ⅲ级粗骨料的技术指标要求。级配等级应符合技术规范要求,不得使用不加分级的统料,且各分级材料须分开堆放;细骨料可使用质地坚硬、干净无杂质的的天然砂、混合砂。用于路面施工的细骨料应采用中砂,不低于ⅲ级砂技术指标的要求,细度模数为2.0~3.5之间。

3.设置垫层路段的施工要求

公路土石方工程完成后,在需要设置垫层路段根据就近原则尽量选择当地的材料,如砂石或矿渣等;施工前对可能造成路基病害的地段进行了相应的处理,并且对排水设施进行改善;垫层经过压实后能够满足下一道施工要求。

4.施工机具的准备。

农村公路水泥混凝土路面施工机具主要包括钢模板、强制式拌和机、自卸运输车辆、振动棒、平板振动器、振动梁、提浆滚筒、压纹器、切缝机、灌缝机、洒水车等设备。

5.测量放样。

根据设计图纸放出路线中心线及路面边线;在路线两旁布设临时水准点,以便施工时就近对路面进行标高复核。混凝土摊铺过程中必须经常复核,要做到勤测、勤校、及时纠偏。

二、水泥混凝土路面施工技术

1.安装模板

根据工程设计图纸放样定下公路的中心线和路边线后,即可进入安装模板工序。模板应采用钢制模板,其高度与混凝土板厚度保持一致。拼接模板时必须平顺、紧凑,使用钢钎将模板固定到基层中,支撑扎实,确保不出现任何移位现象。与地面接触所造成的裂缝用砂浆密封。模板安装完成后,应在内侧面均匀刷上一层肥皂液或者废機油。为了保证工程进度,模板的储备数量不应少于3d所需用量。

2.混凝土拌和及运输

水泥混凝土采用双卧轴式强制混凝土搅拌机进行各种原材料的混合。混合时间控制在60~90s之间,单纯混合时间不应少于30s,总时间最长不宜超过最高时间值的2倍。已经混合好的水泥混凝土应尽快用于工程中。在运输过程中要防止混合物遭受污染和离析。遇到高温、大风天气或运输距离较远时,要对混凝土进行遮盖。

3.混凝土摊铺

当混凝土混合物运抵施工现场后,应立即开始路面摊铺作业。在摊铺前需要再次确认模板、传力杆和拉杆等部件已经正确安装好;公路基层干净、平整,如果路基有损坏应及时修复,并在摊铺前清扫湿润完毕。

4.混凝土振捣

混凝土铺平后,可使用插入式振动棒、平板振动器及振动梁各机械相配合使路面混凝土振捣成型。在振捣时插入式振动棒的插入点呈梅花状,要求每个点的振动时间不应少于30s,待混合物停止下沉,表面无气泡且不再泛出水泥浆即可。各振动点移动间距小于50cm,不超过模板边缘20cm,不可触及模板和钢筋。

5.平整路面

水泥混凝土振捣操作后使用滚杆提浆初步对路面进行平整。在平整第一阶段应该短距离慢慢地一进一退式拖滚或推滚,然后再以匀速较长距离拖滚2遍,并且将水泥浆赶在滚杆前面。经过初步平整后,使用抹面机压浆整平路面。抹面机应来回往返2-3遍进行压浆和清洁平整表面。抹面机作业完成后,用抹刀清除抹面机留下的痕迹。最后用刮尺在纵向和横向水平方向精心平整路面,使路面没有任何抹面的痕迹,平整度符合规定的要求。施工时,注意将时间控制在可允许的最大时长之内完成。

6.防滑构造施工

为了增加路面行车的安全性能,需要采用拉毛和拉槽的方法对路面进行防滑处理。特别是在山区路段,这一工序十分关键。根据规范要求,二级及以下公路防滑构造深度为2~4 mm,在弯道等特殊路段为3~5 mm。

7.混凝土养生及交通管制

养生关系到混凝土强度能否达到设计要求,减少干缩裂缝的产生。因此,平整路面后应当及时进行混凝土养生。通常采用湿法养生,该方法在混凝土表面全部覆盖上养生薄膜、土工布、麻质或草质编织袋等,每天统一浇水多次,始终保持覆盖物底部湿润状态。当混凝土强度达到设计强度的80%以上时可以结束养生。这一过程一般为14~21d(夏季高温时不少于14d,冬季寒冷天不少于21d)。由于开始养生的前7d是混凝土强度增长最快的时期,应特别注意加强保湿工作。在路面进行养生时,严格禁止车辆和行人通行,直到混凝土能够满足设计强度的40%后才可让行人通过。

8.接缝施工

①缩缝施工。缩缝一般采用5m长等距横向布局。如遇特殊情况需要调整板长时,最大板长也应不超过5.5m,最小的长度不应小于板宽。缩缝施工优先考虑使用切割的方法,时间以磨损小、缝边缘不裂为准,倘若控制不好时间易发生早期断裂缝。②垂直施工缝。当公路的总宽度大于混凝土一次摊铺宽度时,需设置垂直施工缝。从安全与美观角度考虑,垂直缝与车道线位置一致。施工时,从模板侧面预留孔中插入拉杆,各拉杆在混凝土硬化完全前防止碰撞和松动。③伸缩缝施工:当路面摊铺到需要设伸缩缝的前方1~2m位置时,将伸缩缝的支架定位牢固;铺筑混凝土和振动压实两侧的路面。伸缩缝应贯穿整个公路面,两边的钢铁支架应短于摊铺机3cm宽,同时应满足密封槽高度的要求。密封槽可先用木条充填,待填缝时再取出。④填缝。当混凝土路面养生期满,清扫路面上杂物以后,即可进行灌缝,也可在混凝土初步硬结后进行。灌缝前需要将缝内小石子、垃圾等杂物用钩子钩清,冲洗干净,凉干后用聚氯乙烯胶泥或沥青玛蹄脂类等填缝料灌缝。

9.成型的混凝土路面检验。

应检查路面宽度、厚度、平整度、纵横缝顺直度等。外观要求无蜂窝、麻面、裂缝、脱皮、缺边、掉角、露石等现象,断板块数越少越好。水泥混凝土路面铺筑28天后进行钻心取样,检测路面弯拉强度,此时混凝土的弯拉强度应不小于设计强度,它是混凝土路面检验的主要指标之一,也是反映工程质量好坏的重要依据。

10.开放路面交通。水泥混凝土路面经检验合格,应完善路肩等配套工程,经交工验收后即可开放交通,投入使用,从而进入工程质量缺陷责任期。

三、结束语

随着国家脱贫攻坚任务的全面完成及乡村振兴行动的正式开展,农村公路建设又迎来前所未有的大好机遇。公路建设项目越来越多,但在实施过程中的、级配及组成设计、试验检测水平、施工工序控制、工艺水平、设备与技术水平及施工环境等,都直接影响路面工程的质量。因此,要严格按有关程序、标准和规范施工,建成一条条让广大人民群众满意、放心、致富、质量安全可靠的公路,逐步改善农村交通基础设施条件相对滞后的面貌。

参考文献

[1]交通部分路司.农村公路施工技术[m].北京.人民交通出版社,2017.

[2]何耀金.浅谈农村公路建设存在的问题与对策[j].交通标准化,2015(10).

作者:刘野

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