田 伟,孙 赞

(中南航空港建设公司,湖南 衡阳 42100)

1 混凝土道面低温施工

混凝土由于具有强度高、可就地取材、使用寿命长等特点,广泛应用于我国军民用机场建设。其强度增长具备二个主要条件：水化作用和一定的温度条件。这里所指的温度条件,一般为10℃以上。气温低于0℃时,混凝土中的水份将会冻结,水泥与水不能进行水化,混凝土的强度不仅会停止增长,而且会因为水份冻结,使初具强度的混凝土遭受冻胀而被破坏。GJB1112A-2004《军用机场场道工程施工及验收规范》规定：“混凝土道面在室外昼夜平均气温连续五天低于5℃时的施工,属于低温施工,只宜用于少量收尾工程或战备急需工程。” MH5006-2015《民用机场飞行区水泥混凝土道面面层施工技术规范》规定：“当施工现场连续5d平均气温低于5℃或最低气温低于0℃时,应按低温期施工规定进行施工。水泥混凝土面层除少量收尾工程或修补工程等特殊情况外,不应在低温期施工。” 因为日平均气温低于5℃时,我国相当一部分地区将会出现0℃以下温度,为防止混凝土遭受冻害,对新浇筑混凝土应按照低温施工规定进行施工。

2 中部某军用机场水泥混凝土道面施工概况

笔者于近年参与中部某军用机场建设,由于该机场工程项目的紧急需要,工期短,工程量大(混凝土道面15万立方米),要求于当年8月开工,次年5月验收并交付使用,水泥混凝土道面无法避免冬季低温施工。根据当地机场气象部门近三十年的气象统计资料, 11月至3月历史上曾出现0℃以下天气共26天,在这时期进行混凝土道面施工,混凝土将可能遭受冻害,必须按低温施工规定进行施工。尤其12月至2月,0℃以下气温天气较为集中,达24.8天,平均每月在8天以上。因此,这三个月应特别重视低温对混凝土质量的影响。实际施工当年冬天出现0℃以下气温天气,在12月上旬开始,至3月上旬结束。

3 水泥混凝土道面低温施工质量控制及试验研究

按照规范要求并结合以往施工经验,混凝土道面低温施工,主要采取蓄热法养护,使混凝土道面在遭受冰冻前,尽早达到受冻临界强度。据有关资料介绍,混凝土经过养护,达到受冻临界强度后遭受冻结,能够抵抗混凝土冰冻时体积膨胀的破坏；开冻后后期强度损失在5%以内。因此,在低温施工时采取适当措施,提高混凝土强度,弥补冰冻对混凝土的强度损失是必要的。根据气象统计资料,当地冬季气温低,但-5℃以下气温天气不多(仅2天)。混凝土冻点约为-2℃,当气温在-5℃以下时,应停止混凝土道面施工,防止混凝土严重受冻。

3.1 做好施工准备工作

从机场或当地气象部门掌握当地历年气象情况,进行分析研究,弄清各月平均气温、 0℃以下气温天数等气象数据,确定低温施工时期。制定混凝土低温施工措施及计划。对工程技术人员进行低温施工教育。事先准备足够的防寒材料及用具,混凝土拌合站搭设暖棚,将集料用保暖材料加以覆盖。

3.2 及时监测气象变化

及时掌握气象变化,以便随时采取应对措施。每日与机场或当地气象部门联系,了解当日、次日等气象情况,并予公布。做好每日气温、气象变化情况记录及施工记录。

3.3 进行混凝土早期强度试验

分别以龄期1天、2天、3天进行强度试验,得出各龄期强度,从而确定低温施工混凝土道面达到受冻临界强度所需天数。试验结果如下：

表1 低温施工混凝土强度试验结果

试件从浇筑仓中取混合料,在室外与现场相同条件下养护,水灰比约为0.43。混凝土设计抗压强度等级为C35。从以上试验结果看,混凝土试件保温保湿养护2天,可达到受冻临界强度。考虑12月上旬系当地初冬,12月中旬以后的天气将更冷,温度将更低,故确定现场混凝土道面板,保温保湿养护3天后,转入保湿养护。

3.4 进行掺外加剂混凝土强度试验

做掺外加剂(FDN-1型早强高效减水剂)混凝土强度试验,同时做现场强度对比试验,养护条件与现场相同。根据试验结果,未掺外加剂混凝土的抗压强度,龄期2天均可达到规范规定的受冻临界强度要求；而掺外加剂1%混凝土龄期3天才能达到要求；掺外加剂1.5%混凝土32小时可达到要求。故掺外加剂混凝土强度1.5%掺量优于1%掺量。

掺用外加剂混凝土道面,在混凝土浇筑成型初期,由于其强度尚未达到受冻临界强度,仍必须采取蓄热法养护。掺外加剂需增加一定费用,综合考虑,混凝土道面低温施工未掺用外加剂。

3.5 采用局部封闭作业及蓄热法养护

在低温条件下,混凝土凝结慢,做面拉毛需要10h左右。为减少混凝土本身热量损失,现场设置作业棚,周围用编织塑料布封闭,浇筑及做面在作业棚内进行。同时严防雨雪侵入正在施工的道面表面。

混凝土道面做面拉毛后,尽快喷洒养护剂,使混凝土加快凝结。喷洒养护剂时,混凝土表面应无点迹出现。

养护剂喷洒后,可以尽快对混凝土道面进行覆盖。首先盖一层塑料布,然后在其上盖二层土工布；遇较低气温,增盖数层土工布。不另洒水,主要以塑料布将混凝土蒸发的水份,保存在道面表面与塑料布之间,以供混凝土养护所需用水。土工布最下面一层宜采用稍干的。覆盖的塑料布及土工布应适当加宽,以便将道面侧边覆盖严实。

3.6 混凝土道面板测温

为了解混凝土道面覆盖后的温度情况,每日进行测温检查,并做出记录。

表2 混凝土道面低温施工部分现场测温记录

注：测温位置在道面表面及覆盖材料下面,距道面边缘约20cm处。

从以上混凝土道面测温情况看：当气温在0℃至-3℃之间,混凝土道面板均为正温度,在3℃至7℃之间,较气温提高4.5℃至8℃,说明保温效果明显。先覆盖塑料布,然后覆盖较干燥的土工布,这样对道面保温保湿效果好。未铺塑料布,直接覆盖土工布,混凝土道面的保湿效果稍差,混凝土板面还会粘脱土工布纤维。

3.7 施工质量控制措施

尽量减少混凝土用水量,降低混凝土水灰比,适当延长拌和及震捣时间,提高混凝土强度,使其尽早达到受冻临界强度,并弥补混凝土低温施工遭冻后的强度损失。施工中禁止将冰雪混入砂、石材料中；道面模板、钢筋上的冰雪要清除干净,以减少混凝土的热量损失。混凝土混合料运输、摊铺、振捣、做面等作业,要紧密衔接,尽量缩短其间隔时间。对混凝土道面的基础冰冻溶解后,要重新修整、振实。找平层过湿的应予晾晒或更换。

拌合站采取暖棚、集料覆盖,现场采取围挡等措施,提高混凝土混合料的搅拌出机温度及浇灌入模温度。经检测以上温度,能够达到规范要求(混凝土混合料出机温度不应低于10℃,入模温度不应低于5℃)。

混凝土道面养护期延长至28天,前3天采取蓄热覆盖保温保湿养护；以后是覆盖保湿养护,必要时进行洒水。适当延长拆模、补仓、切缝时间。

4 混凝土强度检验

根据现场取样制作混凝土抗折及抗压强度试件,按现场混凝土道面相同条件养护,养护期间的平均气温为4.9℃,其28天强度分别为：抗折强度6.3MPa,达到设计强度(5MPa)的126%；抗压强度45.8MPa,达到设计强度的123.8%。均超过设计要求强度值。

5 几点体会

(1)由于紧急战备工程的需要,或少量收尾工程,混凝土道面施工处于低温季节,必须严格按规范要求,采取各项低温施工措施,以确保工程质量。但低温施工,需要增加机具、材料及经费开支；增加现场管理工作量；稍有疏忽,混凝土道面会出现质量缺陷。除特殊紧急战备工程,或少量收尾工程,一般应妥善安排施工计划,尽量避免在低温季节施工。

(2)当气温处于低温状态,最低气温在0℃至-4℃之间的时候,混凝土道面的低温养护,宜优先采用蓄热法,其蓄热养护期限应现场试验确定。该方法简单易行,可以保证工程质量。

(3)低气温混凝土道面施工,应采取提高混凝土强度措施。因为在低温环境下,混凝土强度增长缓慢,为提高混凝土早期及后期强度,可降低混凝土水灰比,增加水泥用量或使用早强型水泥,必要时掺加混凝土外加剂等技术措施。

(4)应做好混凝土成型初期的保温防寒工作,防止雨雪侵袭,使混凝土在正温度条件下成型。应备够作业棚(应能遮挡雨雪寒风侵入,必要时应予增温)、运输车辆覆盖材料。应严格按保温养护期及保湿养护期规定养护。