引气剂在水泥混凝土路面滑模施工中的使用

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引气剂在水泥混凝土路面滑模施工中的使用

作者：黄丰盛

来源：《职业·下旬》2010年第05期

水泥混凝土路面的滑模施工技术是现在道路施工速度最快、工程质量最高、施工规模最大的现代化的先进技术。混凝土滑模摊铺技术,既要求保证在摊铺过程中一次满足所有工艺技术要求,又要求必须具有施工性好,摊铺施工后边缘稳定且不溜角塌边的前提。这是水泥路面滑模施工的主要技术难点。在《道路建筑材料》教学过程中,通过实验实践,证实引气剂作为水泥混凝土外加剂,在解决这些技术难题起到了关键性的作用,它使水泥混凝土满足路面滑模施工的规范要求。

一、引气剂的作用机理

引气剂是一种表面活性物质,是混凝土常用的外加剂之一,它能使混凝土在搅拌过程中从大气中引入大量均匀封闭的小气泡,使混凝土中含有一定量的空气。

从课堂实验可知,引气剂不仅引水并且具有普通减水剂的6%～8%减水率;可增大新拌混凝土的黏聚性,改善和易性,防止泌水离析,提高混凝土的匀质性;使滑模摊铺的路面光滑密实、平整度高、外观规整;使抗弯拉强度提高10%～15%,减少了干缩和温缩变形,提高抗冻性和抗渗性,缓解碱集料反应和化学侵蚀膨胀,改善路面混凝土的耐候性,增强耐久性,有利于提高混凝土的路用品质。

1.改善道路混凝土工作性和流变性

由于引气剂具有减水作用,在混凝土中产生大量直径为微米级的微气泡具有润滑作用,使引气混凝土塌落度增加。课堂实验证明,随着混凝土含气量的增加,坍落度线性增大,从而改善了新拌混凝土的静态流动性和可塑性,具有较好的易密性。因此混凝土中加入引气剂,随着含气量的增加,新拌混凝土内部表面张力增加,拌和物黏聚性增加,振动黏度系数增加,有利于防止混凝土在运输、卸料、摊铺过程中发生离析和泌水现象。

从工程实践可知,道路混凝土往往要求在低流动性和小坍落度条件下施工,其密实度受工作性优劣的影响比其他大流动性混凝土要大得多,由此说明提出道路混凝土广泛使用引气剂是很有必要的。

2.减少道路混凝土干缩变形

道路混凝土的干缩变形一般占温度和湿度应变的大部分,在控制混凝土的水泥用量和坍落度的条件下,由于引气剂的减水作用,单位用水量减少,在含气量2%～4%时,干缩变形减小现象明显。

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教学实验现象分析:①含气量在4%以内,混凝土的干缩变形取决于单位用水量和水灰比。由于水分从水泥浆中毛细孔散失,毛细孔水分的表面张力对孔壁所产生的拉力所致。因此单位用水量大,可供散失的水分多,则干缩大,反之干缩变形小;②含气量超过6%,毛细孔水分散失的速度不取决于单位用水量,而是逐渐决定于气泡的间隔厚度,即气泡间距大大减小,水分散失速度加快,干缩变形因含气量太大而增加;③6%含气量范围内,干缩变形均不会比非引气混凝土大。 教学实验结论:干缩变形最小的含气量为2%～4%,与抗折强度峰值基本一致,两者均具有一个最佳含气量,有利于控制两者同时达到。 3.使用引气混凝土可使混凝土抗折强度提高

从实验可知:①引气混凝土抗折强度与含气量之间表现为二次方关系;②抗折强度较高时的含气量大约在3%～6%之间;③用引气剂与不用引气剂的混凝土抗折强度相比,抗折强度可提高15%～20%。上述试验结果在一般的混凝土强度范围内具有普遍性,这是引气混凝土材料的基本规律。引气剂的使用使混凝土抗折强度提高15%～20%,使道路混凝土不仅满足设计抗折强度的要求,而且满足一定的施工强度保证率,这是一种经济合理且简易可行的方法。

在混凝土中加入引气剂,还有利于提高混凝土抗渗性,缓解硫酸盐侵蚀和碱集料反映化学膨胀性破坏等作用。

二、道路混凝土含气量的施工控制技术

在指导学生参加道路水泥混凝土路面滑模摊铺施工实践中,要求学生除了要正确使用引气剂,还必须从原材料、混凝土的搅拌和水泥混凝土路面的摊铺等方面,进行有效的含气量控制和监测工作。

1.确定含气量与引气剂掺量的关系

根据实验可知,碎石混凝土或砾石混凝土,采用某种引气剂和特定的搅拌工艺,引气剂掺量与含气量之间的关系显示正比线性。因此,控制水泥混凝土含气量,必须根据水泥混凝土路面工程的实际和可能,选择适宜的引气剂种类,通过试验将合适含气量与引气剂剂量确定下来。 当滑模摊铺水泥混凝土路面工程选定了原材料和配合比,并确定了采用某种引气剂后,最佳含气量可以通过引气剂使用剂量的调整加以实现。这是在工程实践中摸索出来的采用引气剂的最重要最便捷的含气量控制手段。 2.在配合比设计中考虑引气剂的影响

引气水泥混凝土配合比设计计算时,如采用体积法计算,应计入含气量的体积百分比数。同时,要修正普通混凝土配合比设计所得参数,即根据气候条件和路面性能对含气量的要求,根据粗