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1、真空吸水工艺水泥混凝土应用水泥混凝土路面真空吸水施工1 设备的合理选择水泥混凝土路面采用真空吸水工艺在国内已有十几年的历史，其效益比较明显。混凝土真空吸水设备包括真空泵机组、真空吸垫、真空试模、振动梁、抹光机。配套设备有压纹机、切缝机。这些设备中真空吸垫、真空泵是关键设备，其优劣对水泥混凝土路面的质量有着重要的影响。11真空吸垫现在使用的真空吸垫一般由柔性材料制成，从使用的情况来看V82型气垫薄膜效果较为理想，其优点是单吸口面积在30以内可保证其真空度分布的均匀性。在选用时按施工平面单块尺寸而定，主要考虑施工仓宽度。当道路宽包括路缘石时，在确定吸垫宽度时应扣除路缘石宽度。因为路缘石均预制安装，
2、对密封不利。吸垫的长度一般为5 m，便于操作。当施工仓宽度不同时，可按另一种施工仓宽度选择。一个施工地点，最好采用相同的吸垫，尽量减少吸垫种类，吸垫的数量可按每块使用650次计算，但至少应购置两块，留有维护时间。12真空泵目前使用的真空泵有两种：固定式真空泵，其大小不能调节，在真空脱水的初期真空度就立即达到峰值，水分排出很快。同时也将内部相当量的细料带向表面积聚，阻碍真空度向混凝土底层的传递及底层水分的排出，易形成“弹簧层”。可调式真空泵，它的优点是真空度可以调节，在开始吸水时，真空度不宜过大，以后逐渐提高，以保持连通孔的排水效率，达到一定作用深度，避免过早地产生横向挤压。可调式真空泵是施工单
3、位最好的选择。2 真空吸水混凝土施工程序及特点真空吸水的目的是能较方便地用高水灰比混凝土获得低水灰比混凝土性能：a能立刻使混凝土强度达到02o3 MPa，以实现快速脱模和机械抹光，缩短工期；b混凝土强度可提高1525，节省水泥815，提前一半的时间开放交通；C混凝土收缩可减少1230，以减少收缩裂缝，提高工程质量。要获取上述效果必须掌握正确的操作规程。真空混凝土的施工程序如下。安装模板。路面基层验收合格后，即可进行模板安装工作。先将模板固定在纵向分缝线上，通过拉线或经纬仪校正平面位置后，即可用水准测量调整高程。模板外侧要用砂土封严以防漏浆。在浇筑混凝土前在模板内侧应刷润滑剂以利脱模。模板安装要
4、求位置、高程准确，线条顺直，接头平整、牢固，使其在振捣时不下沉、不变形、不位移。混凝土摊铺。混凝土摊铺一般采用纵向分条的方法，其分条宽度与车道同宽，摊铺混凝土时应从胀(缩)缝处开始，不能在相邻两胀(缩)缝之间留施工缝。当混凝土混合料直接倒入模板内时，卸料位置要适中，边角部位要扣锹填补，虚厚一般要高出模板约25 cm为宜。对钢筋混凝土路面摊铺时要先铺钢筋下面的混凝土，经捣实待钢筋就位后再铺上面的混凝土。为了检查混凝土的养生工作和确定开放交通时间，每班应在现场按标准方法制作12组抗折和抗压试件，并在标准硬化条件下养生7 d和28 d，做其抗折及抗压强度试验。同时还应有12组试件与摊铺的混凝土路面同
5、等条件下养生，以确定现场混凝土强度，作为开放交通的依据。振捣。混凝土摊铺并初步整平后，先用插入式振捣器振捣，再用平板振动器纵横交错振捣，直到混合料停止向下流动，不再冒出气泡并泛出小眼砂浆为准，最后用振动梁对混凝土表面振平。真空吸水。真空吸水是在成型的混凝土而面层先铺过滤布，再铺吸垫。应注意过滤布宜大于凸头部分2 cm左右，否则将会有部分水泥砂流人真空泵，加速泵体磨损，妨碍密封边与混凝土的粘贴，影响密封。开始吸水时，真空度应逐渐增加，当混凝土强度达到要求的005o06 MPa，开始正常出水后，真空度要保持均匀；在结束吸水工作前，真空度应逐渐减弱，防止在混凝土内部留下出水通道，影响混凝土的密实度。
6、真空作业的时间(rain)要视气候条件、路面厚度及基层类型而定。脱水较理想的混凝土，人在上面行走不留明显的脚印，脱水率一般为1218。抹面成活。混凝土真空脱水后，本身已具有一定的强度，应立即进行机械抹光，同时完成防滑等表面处理。可分以下几个步骤完成：a机械抹光，它的作用是进一步提浆，使混凝土路面平整坚实，不显露碎石骨料，用3 m直尺横纵量测其平整度(不宜大于1 cm)。b抹面(亦称精平)，一般在机械抹光后要进行两次抹面，第一次是用揉压的方法抹平压实；第二次是在第一次抹面后2030 min进行，此时混凝土不再出现泌水现象，表面砂浆具有较好的稠度，可用铁抹子压平磨光，直到表面细腻，无任何小坑、砂眼
7、为止。C混凝土板面压纹，为了使混凝土板面具有一定的粗糙度，保证行车安全，混凝土路面应进行压纹工作。压纹时间应在抹面之后进行，使混凝土板面具有横向纹理，纹深为06-08 mm为宜。养生。为保证混凝土质量，必须注重养生工作。养生的方法基本上有两种：裸露洒水养护法与覆盖物养护法。即在常温施工时，路面成活34 h后即可覆盖一层草帘或麻袋片在混凝土板面上，并洒水养护，保持湿润。养生时间视气温而定，一般真空混凝土不少于710 d，待混凝土强度达到设计强度的80时即可停止养生。拆模。当混凝土强度达到设计强度的25即可拆模。经真空吸水后的混凝土一般12 d即可(夏季1d，冬季2 d)。拆模时应注意不要碰伤混凝
8、土边角。拆下的模板应及时校正，妥善保管以备再用。切缝。切缝时间一般控制在混凝土强度达到612 MPa时为宜，过早了混凝土强度低，切缝时易出现毛边；过晚了混凝土强度高，费时费材。切缝深度应控制在板厚的1413为好。填缝。填缝一般在混凝土养生结束后进行，填缝时要先清缝，即将缝内遗留杂物全部清除干净。在低温施工时填缝料顶面要比路面低23 mm，高温施工时要比路面高出23 mm。此外，要注意填缝及时，以防雨水沿缝隙渗入基层，使基层软化产生泵吸唧泥现象，引起混凝土板面开裂。3 真空吸水施工工艺应注意的问题在真空吸水作业过程中，由于种种原因，使表层混凝土脱水过多形成硬壳层，而下层混凝土脱水少仍处于流变状态
9、，用脚踩时有踩在弹簧上的感觉。该现象除与真空泵性能有关外，还与混凝土脱水不均匀、脱水时间短、混合料粉尘含量多等因素有关。在施工中如出现弹簧层时，可延长吸水时间或取走吸垫，用平板振动器二次振动，通过外力振动破坏硬壳层，迫使下部水向上迁移，然后再铺上过滤布及吸垫，进行二次真空吸水作业。混凝土板面开裂有两种情况：一是真空吸水后在板边密封带附近产生断续裂缝；二是混凝土板在养生期出现的板块断裂。防止板面出现开裂的措施：a要购置与路面宽度相适应的吸垫；b在铺放吸垫时要注意铺放匀称；C严格控制水灰比，以不超过055为宜；d混凝土达到一定强度后要及时切缝，应严禁一条缝分两次切割的操作方法。由于在吸垫的四周，特
10、别是密封带处，真空度分布较小，脱水较少，故压纹时间应长些；而吸垫中央部分真空度大，脱水多，所以压纹时间应短些，但这就造成了压纹时间上的矛盾。处理这个问题的办法是：以四周边混凝士适合压纹的时间为准。在板面中央等强度较高的部位，采用在压纹机上加载压纹的办法解决。当混凝土脱水不够，强度较低时，应切忌压纹，否则在相邻两压纹机之间的路面上产生一条鼓包，影响路面平整度。混凝土混合料的“离析”问题。混凝土混合料由运输车卸入模板内时，很易看到骨料与水泥浆分离的现象，这是一个老问题，同时又是影响质量的一个重要问题。究其原因：a混合料级配不佳；b拌和时间不够；c用水偏多(水灰比偏大)；d运输时间太长。所以要加强对
11、拌和站及运输工作的管理，运输时间一般不应超过30 min，运输距离最好在5 km以内，拌和站应有专人负责，要严格控制好水的用量，对碎石、砂的质量要严格把关。否则混合料的质量无法保证，从而影响道路的使用寿命。增强井下混凝土的强度及抗渗能力在目前建筑工程质量通病中，混凝土强度不足的问题较为严重，对于建筑结构尤其是井下混凝土支护等工程的安全性和可靠性影响很大。井下工程施工难度大、地质条件复杂、井下高湿空气以及地下涌水是影响混凝土强度的主要方面。为此，我们在实践中对其原因、治理措施及采用增强混凝土强度技术工艺进行了分析与探索，现提出来供同行参考。1 井下混凝土强度的影响因素及治理措施影响井下混凝土强度
12、的因素主要有原材料、施工2个方面。针对这2个方面的因素，我们在实践中摸索出了一些治理经验。(1)由于井下涌水量较大对混凝土拌制的影响，因而必须加强计量管理，做到一机两磅，随时调整用水量保证骨料含水率；(2)根据水泥用量及结构尺寸，确定并充分利用井下合适的粗骨料最大粒径，要求硫化物和硫酸盐含量(按重量计，折算成sO。)不宜大于1，对细骨料的云母含量(按重量计)不宜大于2，并对粗骨料进行化验以保证质量；(3)在拌合用水方面应尽可能用井下清洁的天然水，不得含有油质、糖类等有害杂质，不得使用pH值小于4的酸性水及含硫酸盐超过水重1的水，2 J。由于潘洛铁矿地下水主要为重碳酸盐类型，尤以重碳酸钙型最普遍
13、，其次是重碳酸硫酸钙型，因而水质比较好；(4)井下混凝土搅拌与浇筑地点远以及巷道高度过高的竖向构件，为避免混凝土离析现象发生，应进行检查，如有离析现象发生，应二次搅拌；(5)根据井下相对湿度、减水剂用量，相应减少用水量，并注意避免水泥假凝。2 提高在高湿空气下的混凝土强度措施为了改善混凝土的和易性，提高混凝土的强度和耐久性，或为了加速施工进度、节约水泥，在井下湿度相对偏高的情况下，时常在混凝土中掺加矿物质混合材料、早强剂、速凝剂、减水剂、缓凝剂或加气剂等添加剂。例如在混凝土早强剂(硫酸钠、食盐和生石膏的混合物，在正负温交替期15 d可达设计强度的70)可以加快混凝土的水化热的发生，提高早期强度
14、缩短养护期，节省了施工时间和费用；速凝剂(711速凝剂，可在低温或常温下硬化，5 min初凝，10 min终凝)是一种缩短水泥凝结时间的外加剂，特别是用于井下巷道混凝土支护的补漏和防止硐室喷射昆凝土施工的回弹。3 真空吸水技术在施工方面为了达到降低混凝土的水灰比，增加密实度，提高混凝土早期强度，改善混凝土的物理、力学性能，加快施工进度而采用混凝土真空吸水技术：混凝土真空吸水技术是在混凝土已达初期强度并经允许拆除模板而湿度相对较高，为快速提高混凝土的早期强度而采用的技术。31混凝土真空吸水设备(1)真空泵机组。主要由真空泵、电动机以及带有真空室和集水室的水箱组成。(2)吸垫。真空吸水方式和处理的
15、构件形式有关，有上吸、中吸、下吸、侧吸以及其他形式。混凝土真空吸水后与未经吸水的混凝土相比，强度提高20一50，抗冻性提高225倍，耐磨性提高O5一1O倍，钢筋握裹力20一25，抗渗能力大有提高。在井巷工程的无轨巷道混凝土地面、巷道支护以及设备基础等施工中得到较为广泛的应用。32真空吸水(上吸式)工艺参数(1)吸水时间。与混凝土厚度及原始水灰比有关，一般每厘米厚度抽吸1O一15 min，厚度较大或水灰比较大者取上限，15 cm厚约15 min，30 cm厚约45 min，但不得在出水量少的情况下长时间抽吸，以免降低吸水能力。(2)吸水量(W)、脱水率(WW)、剩余水灰比(W/C)与吸水时间的关
16、系。由实验测得其关系曲线。真空吸水初始阶段，混凝土内游离水迅速吸出，35 min内的吸水量约占总吸水量的50左右，随着时间延续，负压逐渐向混凝土深处传递，水气在压力差作用下，沿毛细管排出，水灰比逐渐下降，使混凝土的密实度提高。当毛细管不断收缩，阻力越来越大时，吸水速度渐趋缓慢，图中曲线逐渐平缓，此阶梯吸水时间则不经济。处理时间的长短一般由混凝土的厚度决定。为提高混凝土强度，脱水率一般大于18一20，吸水时间可略长于初选时间。(3)真空吸水作用深度。真空吸水最大作用深度(6)可达3040 cm，一般真空吸水的混凝土层以1520 cm厚较合适，厚层采取分层进行。4 混凝土的抗渗能力混凝土防水主要依
17、靠其材料本身的憎水性和密实性来达到防水效果。工程实践表明，混凝土抗渗性能的好坏不仅在于骨料的级配，主要取决于混凝土的密实度。混凝土是非匀质材料，它的水泥砂浆除了起到填充、润滑和粘结作用外，还在石子周围形成良好的砂浆包裹层，以切断石子表面形成的毛细管渗水通路，从而提高混凝土的密实性。因此，可用控制水灰比、水泥用量和砂率，来保证混凝土中砂浆的质量和数量以抑制孔隙，达到提高混凝土抗渗性的目的。41提高混凝土抗渗性的措施(1)严格控制水灰比。拌合混凝土用的水，一部分是为水泥水化所需要的，约占水泥重量的25，而其余部分是为改善施工和易性所需要。若用水量过多，水灰比过大，则多余水分蒸发后就形成毛细管渗水通
18、路。反之，用水量过少，水灰比过小，也会因施工困难造成降低密实度和抗渗性。因此，选定水灰比值，应以保证混凝土的抗渗性和与之相适应的和易性。实践证明，水灰比值在O5一O6范围是适宜的。(2)水泥用量与砂率。控制适当的水泥用量和砂率，是保证混凝土中砂浆的质量和数量，减少和改变孔隙的分布，提高密实度，从而得到良好抗渗性所必需的。防水混凝土水泥用量以不少于320kgm3为宜。砂率以3545为宜。同时灰砂比应在1：151：25范围内。(3)对选材的要求同前。42井下防水混凝土技术适用范围混凝土防水结构既是承重、围护结构，又有可靠的防水性能。适用于形状不规整、结构刚度大的整体式钢筋昆凝土结构的地下防水工程，但不宜承受剧烈振动和冲击作用，更不宜直接承受高温作用及侵蚀作用。5 结论(1)井下硐室设备基础、支护等工程的质量保障是一项永久性工程，严格细致的施工和采取有效措施对保证安全生产至关重要。(2)工程实践表明，井下混凝土工程中采用真空吸水技术和防渗混凝土工艺是可行有效的，具有简化施工、加快工程进度、改善劳动条件、材料来源广泛和节省工程造价等优点。因此，应用前景广阔。
