混凝土滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生技術簡述
一、概述
目前,我國在公路建設中,對水泥混凝土和砌體的養(yǎng)護都是采用麻袋、草袋覆蓋并反復向其澆水的辦法以達到養(yǎng)生的目的。這種傳統(tǒng)養(yǎng)生方法不僅耗費大量的水資源,而且由于傳統(tǒng)的保水覆蓋物所具有的局限性,造成了混凝土表面干濕不一,收縮不均勻,甚至產生裂縫,最終影響公路的施工質量。針對傳統(tǒng)混凝土和砌體養(yǎng)生施工工藝所存的問題,國道111線南大梁至撒袋溝門段改建工程第三合同段項目采用了滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有獨特的節(jié)水、保濕效果,通過與傳統(tǒng)養(yǎng)生方法(灑水+覆蓋材料)對比實驗,保濕方面有所提高,明顯提高了混凝土和砌體早期強度,減少了微裂縫,對改善混凝土性能,保證混凝土質量有重要作用。同時,該系統(tǒng)在混凝土和砌體養(yǎng)生期間,每天只需加水一次,是灑水養(yǎng)生耗水量的十分之一,從而節(jié)約大量的養(yǎng)生用水、人工和機械臺班,綜合成本有明顯降低。
二、影響混凝土強度的原因
混凝土澆注后,在水化的過程中會產生大量的熱量,使混凝土體內大量的水分損失。從理論上來說,混凝土拌合水中的80%是要在其水化熱過程中揮發(fā)掉,只有20%是水泥硬化所必須的,當這80%水分慢慢揮發(fā)的同時,水泥等便會收縮,在普通混凝土中,水泥漿的干縮率限制在90%,因而在混凝土內部經常存在著引起干縮裂縫的應力狀態(tài),而一般混凝土的抗拉強度只為抗壓強度的1/6~1/7,如果在水化熱的過程中,水分蒸發(fā)過快,這種干縮應力超過混凝土的抗拉強度時,便會產生干縮裂縫,同時混凝土內部水分蒸發(fā)過快過早,導致混凝土后期水化過程中缺水,也會影響其強度的形成,而外界環(huán)境可以直接影響混凝土水化過程,如大風天氣,混凝土內部的水分會被大風迅速帶走,產生風干現(xiàn)象,在高溫天氣,混凝土內部的水分會蒸發(fā)更快,這些都會導致混凝土內部干縮加劇,導致干縮裂縫的產生,或者導致混凝土水化后期缺水而被燒壞,影響強度形成。養(yǎng)生的意義就是通過外援手段控制混凝土內部水分的蒸發(fā)過程,保持混凝土表面的濕潤,給混凝土充分硬化提供一個最佳的水化環(huán)境。
橋涵混凝土和砌體養(yǎng)生主要以立面養(yǎng)生為主,而立面養(yǎng)生較之平面養(yǎng)生其難度要大得多,其中最主要是保水難。如橋墩,一般橋墩都有4~5m高,甚至十幾米高,而空中的空氣流動速度要比地面的空氣流動速度要快,越高的地方風速則越大,其風干效應越嚴重,混凝土內部水分流失越快。用澆水養(yǎng)生的方法,水即澆即流,即澆即干,根本達不到保濕效果;掛上土工布澆水保濕,土工布雖然浸濕,但因不能很好的吸附于立面,混凝土表面仍然是干的,高空中的土工布畜水不住,再加上風干效應,干得更快,即使在外表再包上農膜保濕效果也不佳;用農膜沿立柱纏繞養(yǎng)生,利用混凝土水化熱的蒸汽水來保濕,但農膜吸附性不強,混凝土和砌體表面與農膜之間總是存在一定的空隙,大量的蒸汽水順著空隙向下流走,而且農膜密閉性差,透氣性大,余下的蒸汽水在高空中也容易散失,保濕效果仍然不佳。針對以上原因,2009年我們把滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)用于橋涵工程、防護工程的養(yǎng)生,取得了較為理想的效果。
三、滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)的構成及特點
1.滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)的組成
滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)由蓄水容器、管路、覆蓋材料三部分組成。
蓄水容器。一般采用大容量鐵質水桶、水罐等。
管路。由干管、支管及必要的調節(jié)設備(閘閥、流量調節(jié)器等)組成,干管采用PVC管或硬質塑料管,便于連接多條支管;支管:采用軟塑料細管。
覆蓋材料。一般采用土工布。
滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)在混凝土養(yǎng)生過程中充分顯現(xiàn)了六大優(yōu)越性能:①高倍節(jié)水、②高效保濕、③良好保溫、④抑制裂縫、⑤促進早強、⑥省工節(jié)能。
2.滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)的特點
(1) 高倍節(jié)水,高效保濕
滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)具有高倍節(jié)水的優(yōu)越性能,每天只須加一次水,通過管路緩慢地將水釋放到混凝土表面,做到了真正意義上的不間斷施水,所以,在一個養(yǎng)護期內總能保持混凝土表面的濕潤。
?。?)均勻強度,促進早強,抑制裂縫產生
因滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)的養(yǎng)生方法對混凝土表面濕潤的保持是持續(xù)的,均勻的,真正達到了不間斷施水的混凝土養(yǎng)生要求,而用澆水養(yǎng)生混凝土表面時干時濕,兩相對比混凝土強度的形成明顯要均勻一些。
因滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)保濕保溫并重,給混凝土創(chuàng)造了一個高濕保溫的養(yǎng)生環(huán)境,因此用滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)養(yǎng)生,在高溫保濕同時實現(xiàn)的環(huán)境中能有效地促進混凝土早強的形成。因滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)采用黑心棉覆蓋,這樣既避免了陽光直射和風沙過大使混凝土表面水分蒸發(fā)太快而形成干縮裂縫,又防止了白天升溫過高、夜間降溫收縮產生龜裂,有效抑制了微裂縫的產生,從而達到延長混凝土使用壽命的效果。
(3)節(jié)工省能,降低養(yǎng)生成本
因滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)只須每天加一次水便可以在一天內高效保濕,因此采用滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)養(yǎng)生,可以節(jié)工省能,降低養(yǎng)生成本。相對澆水養(yǎng)生而言,采用滴灌節(jié)水保濕養(yǎng)生系統(tǒng)養(yǎng)生能節(jié)約大量人工,節(jié)約大量水,節(jié)約大量機械臺班,其綜合成本大幅度降低。
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