引气剂在水泥混凝土路面施工中的应用

维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第６期　黑龙江交通科技　Ｎｏ．６，２００８　（总第１７２期）　ＨＥ　ＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪＩ　（Ｓｕｍ　Ｎｏ．１７２）　引气剂在水泥混凝土路面施工中的应用　张金鸿　（贵州省铜仁公路管理局）　摘要：ｘ，－ｔ引气剂在高寒地区水泥混凝土路面施工中的应用，做了初步的探讨。　关键词：引气剂；高寒地区；水泥混凝土路面　中图分类号：Ｕ４１６．２１６　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２００８）０６—００２６—０２　引气剂是一种表面活性剂，能在水泥混凝土搅拌过程中　率降低，有利于保持各种因素作用下的路面完好率；　引入许多微小而独立分布的气泡，起到分散性和湿润性的作　（２）当荷载一定时，水泥混凝土路面的抗折弹性模量　用，使引气剂具有普通减水剂６％～８％的减水率，可以增大　小，所能承受的弯拉应变就大，使路面的柔韧性提高。有利于　新搅拌混凝土的粘聚性，改善和易性，防止泌水离析，提高混　降低材料脆性和水泥混凝土路面的刚度，提高道路的抗疲劳　凝土的匀质性。微珠作用有利于新拌混凝土较快地被振捣　耐久性和行车的舒适性。　密实，提高易密性。能使混凝土的抗弯拉强度提高１０％一　３减少水泥混凝土的干缩变形　１５％，降低抗弯拉弹性模量和结构刚度，减少了干缩和温缩　干缩变形一般占温度和湿度应变的大部分，因此混凝土　变形，提高抗冻性和抗渗性，缓解碱集料反应和化学侵蚀膨　的变形性质主要指其干缩变形。硬化水泥混凝土干缩变形　胀。改变路面水泥混凝土的耐候性，增强耐久性，有利于提高　产生的原因是由于混凝土中的水分从毛细孔散失的过程中，　水泥混凝土的路用品质。　毛细水的表面张力对毛细孔壁所产生的拉力所致。水泥混　１改善水泥混凝土的工作性和流变性　凝土的单位用水量大，保留在混凝土中的水分多，所以可供　在新拌水泥混凝土中加入引气剂，随着含气量的增加，　散失的水分多，则混凝土的干缩变形大，反之，干缩变形则　新拌混凝土内部表面张力增加，在混凝土中产生大量直径在　小。在水泥混凝土的水泥用量和塌落度不变的条件下，由于　微米量级的微气泡，由于微气泡具有象滚珠轴承一样的湿润　引气剂的减水作用，使混凝土的单位用水量减少，从而减少　作用，改善了新拌混凝土的静态流动性和可塑性，使引气混　了水泥混凝土的干缩变形。　凝土塌落度增大，微珠作用有利于新拌混凝土较快地被振捣　另外，引气混凝土中的大量微气泡的存在，还能够切断　密实，具有良好的易密性。　硬化混凝土中的毛细通道，从而降低了混凝土中水分的散失　由于微气泡是由空气结合混凝土中的水形成的，而且引　速度，这也减少了水泥混凝土的干缩变形。　气混凝土的流动性提高，此时，如果保持混凝土的流动性不　４降低混凝土的热扩散系数和热传导系数　变，引气剂具有６％～８％的减水作用，使拌和物的粘聚性增　对于暴露在恶劣的自然环境下的水泥混凝土路面，减少　加。振动粘度系数增加，有利于防止混凝土在运输、卸料、摊　混凝土的温度应力和温度翘曲变形对减少混凝土裂缝是有　铺过程中发生离析和泌水现象。引气混凝土的泌水和离析　利的。由于引气混凝土中大量微气泡的存在。使路面混凝土　减少，表明引气混凝土具有较大的内聚性，混合料的稳定性　的热扩散系数和热传导系数变小。在外界温度骤变的条件　大大增加，施工得到的混凝土匀质性更好，有助于改善硬化　下，使路面结构的温度变化速度减缓，无疑会降低温度翘曲　后的混凝土的力学性能、路面板的抗破坏能力及耐久性。　变形和温度疲劳应力值，增强了路面结构的耐候性。对延长　从工程实践可知，道路混凝土往往要求在低流动性和小　水泥混凝土路面的使用寿命是有益的。　塌落度的条件下施工，其密实度受工作性优略的影响比其他　５提高水泥混凝土路面的抗折强度　大流动性混凝土要大得多，故道路混凝土中必须掺加引气剂　水泥混凝土路面的抗折破坏主要是受弯拉应力的作用。　是很有道理的。　而弯拉应力对水泥混凝土的匀质性和混凝土的界面结构更　２降低混凝土的抗折弹性模量　敏感。抗拉强度和抗折强度都受弱截面材料的控制，由于引　混凝土中加入引气剂，随着含气量的增加，由于微气泡　气混凝土水泥浆总体积增大，工作性改善。离析和泌水减少。　的弹性变形，使混凝土的抗折弹性模量下降较快。由此可以　均匀性提高，其抗折强度值的离散性就小，则抗折强度提高。　看出，对水泥混凝土路面这种刚性结构来说，在不降低抗折　另外，引气混凝土中的微气泡占用或夺取本来聚集在界　强度的条件下，降低混凝土路面的刚性，增加其柔韧性，提高　面区的水分，使混凝土的界面结构改善。增强了界面的抗拉　其抗裂性，解决刚性与强度之间的矛盾，只有掺加引气剂才　能力，从而提高了混凝土的抗折强度。　能实现。　６提高水泥混凝土路面的抗冻性和抗渗性　降低混凝土路面的抗折弹性模量的优点是：　寒冷气候对水泥混凝土路面施工的影响很大，尤其是新　（１）当荷载、干湿、温度等引起的翘曲变形一定时，水泥　浇混凝土对温度的影响更敏感。在低温时，混凝土强度增长　混凝土路面板内弯曲疲劳应力水平变低，翘曲循环破坏的几　缓慢，当温度下降到４℃以下时，混凝土的强度几乎不增长，　收稿日期：２ｏ０８一ｏ４—２９　作者简介：张金鸿，工程师，２０００年毕业于贵州大学，从事公路桥梁施工。　・２６・　维普资讯 http://www.cqvip.com

第６期　张金鸿：引气剂在水泥混凝土路面施工中的应用　总第１７２期　而且，由于水泥混凝土路面是大体积薄壁结构，因为内外温　著的改善效果外，对混凝土的其他耐久性也有不可忽视的改　差大，还可能出现裂缝。　善效果。这是因为引气混凝土中的微气泡可作为混凝土体　混凝土的抗冻性主要取决于其气泡结构。混凝土中的　积膨胀的缓冲空间，降低和延缓其他物理膨胀（盐晶体结晶　彳ｒＬ大致可分为凝胶孑Ｌ、毛细孑Ｌ和气泡。凝胶孑Ｌ是水泥水化形　压等）和化学反应膨胀（如碱集料反应和硫酸盐反应等）引　成的水泥凝胶内部的孑Ｌ隙，其孔径小，凝胶水的冰点很低，一　起的混凝土破坏。　般低温下不冻结，因此可以认为凝胶孔对抗冻性影响很小。　８降低水泥混凝土路面的成本　毛细孔是没有被水化物充填的有害孑Ｌ，毛细水的冻结是冻害　在混凝土中掺加引气剂具有显著的技术经济效益，这是　的主要根源。气泡是指在拌和混凝土时混入的空气，混凝土　因为引气剂的用量很小，一般为（１～５０）Ｘ　１０“以内，费用低　在成型过程中不能完全排出。引气混凝土中大量微小而独　廉。如将混凝土含气量控制在４％，将使混凝土总量节省　立的气泡能切断毛细孑Ｌ，占用或夺取毛细孔中的水份，减小　４％，引气剂费用仅占节省混凝土费用的１／４～１／３。另外，　混凝土的热扩散系数和热传导系数，起到“蓄水池”和“卸压　引气剂的减水作用还能降低混凝土的单方用水量和水灰比，　阀”的作用，能显著提高混凝土的抗冻耐久性和抗渗性。　减少混凝土的水泥用量，因此，在公路水泥混凝土中掺加引　水灰比、含气量是决定混凝土抗冻性能的两个基本参　气剂，不仅技术上先进，而且经济效益显著。　数，除此之外，从试验结果看混凝土的单方用水量也具有重　要影响。试验结果表明，当水泥强度等级一定且水灰比接近　参考文献：　［１］　交通部公路科学研究所．公路水泥混凝土路面施工技术规范　时，排除引气剂的影响，用水量小的混凝土具有较高的冻融　（ＪＴＪＦ３０—２００３）［Ｍ］．人民交通出版社，２００３．　次数或较高的相对动弹性模量。混凝土的单方用水量小，意　［２］　交通部公路科学研究所．公路水泥混凝土路面滑模施工技术　味着混凝土内的可冻水量低。混凝土中的可冻水是毛细孑Ｌ　规程［Ｍ］．人民交通出版社，２０００．　中的游离水，它不参与水泥的水化，因此降低混凝土的单方　［３］　张利民．公路工程八大病害分析与防治［Ｍ］．人民交通出版　用水量，可使混凝土具有较好的抗冻性。　社，１９９９．　７降低水泥混凝土碱集料反应的危害　［４］　范滢．引气剂增强混凝土抗冻性能的条件［Ｍ］．机械工业出　在混凝土中掺入引气剂除了对混凝土的抗冻性具有显　版社，２００４．　（上接第２５页）　（５）挡土墙设计要求　（１）中央分隔带设计　在材料上，挡土墙可根据公路所在地区条件，灵活就地　进行公路设计时，还需考虑中间带设置的问题，是否设　取材，如采用当地的块、碎石干砌挡土墙，尽量避免采用光面　置中间带？若设置采取什么尺寸？中央分隔带所采取形式　混凝土挡土墙，以便挡土墙构造物表面贴近自然。另外，还　及宽度主要根据中央分隔带的作用由设计者来权衡；分割不　可结合路域特有的文化和建筑风格，通过设置文化符号以赋　同方向交通流，为失控的车辆提供避险。因此中央分隔带的　予公路文化内涵，对挡土墙进行特殊设计，使司乘人员在行　设置可根据公路自身及其立地条件进行灵活选择，以适应公　驶过程中感受到特有的公路民俗文化。　路的安全功能和景观要求。　２．５植物绿化要求　（２）路肩设计　据统计每年所发生的交通事故中，单纯由于车辆与树木　虽然机动车和货车的物理宽度限制了公路行车道的基　相撞所引发的交通事故约占与固定物体相撞所引发事故的　本宽度，但在行车道路侧的处理方面，设计者却具有很大的　２５％。特别是对于那些已种植了树木、但未经过设计人员认　灵活性。进行路肩设计时，应综合考虑交通安全、路段通行　真处理的道路，这一问题尤为突出。在公路设计中，如果灵　能力、对周边环境影响，以及初始建设费用及维护运营费用　活选择所要栽种树木的种类及位置，就会使这种潜在的危险　等因素。　降至最低，将树木种植与设施设计很好结合有诸多好处。树　（３）边沟设计要求　木不仅有助于引导驾驶者视线，还有助于弱化生硬的公路，　我国在公路的边坡设计上，多采用传统的矩形边沟或梯　增加公路的美感。　形边沟，主要因为其造价经济且便于清理碎落物。但是，这　３结束语　些地表排水结构物形式呆板，人工痕迹较重，不仅影响路容，　公路设计灵活性的理念是公路设计者在遵循项目规划　如果不加泄水盖板很容易发生汽车车轮卡陷的事故，存在安　与实施过程中已建立起来的参数的前提下，充分发挥想象　全隐患，因此，公路边沟形式可根据公路等级及其所在的地　力、独仓４性及灵活性，以规范为依据，在标准范围内灵活应用　理环境灵活选择。　设计指标，设计出既能满足使用功能，又能安全运营，同时还　（４）边坡加固设计要求　能很好地融于自然及人文环境的公路。　路侧边坡的处理应立足于最大限度地减少边坡的开挖　和最大程度地保护原有植被，根据公路地形条件进行灵活设　参考文献：　计，对于坍塌、碎裂的不稳定边坡，如果单纯采用硬质防护坡　［１］李清波，符锌砂．道路规划与设计［Ｍ］．北京：人民交通出版　社．２００２．　面，会留下生硬的人工痕迹，与原始自然环境形成强烈反差，　［２］　交通部规划研究院．路线线形设计与景观协调关键技术研究　因此，可采用人工加固和自然绿化相结合的边坡防护形式，　［ｒｔｊ．２００４．　按照“固脚、强腰、护顶”的原则，上部适当削坡绿化，以减少　［３］　交通部公路司．新理念公路设计指南［Ｍ］．北京：人民交通出　构造物的压迫感和粗糙感，起到软化硬质景观的目的。　版社，２００５．　・２７・