現代化城市建設和經(jīng)濟發(fā)展的速度越快,給交通運輸業(yè)帶來(lái)的壓力越大。近些年來(lái),公路、高速公路、城市立交橋、市區街道及環(huán)城公路等新建工程接連不斷;并且,隨著(zhù)車(chē)速加快及大型車(chē)輛的增多,原有路面損壞加速、加重,維修工程量相當繁重。以往,對于損壞的混凝土路(橋)面,一次性修補面積多為幾平米到數十平米,混凝土方量較小,一般使用具有快凝快硬、早強高強的水泥基材料,現場(chǎng)拌制混凝土、人工澆筑。但現在情況不同了,出于環(huán)境保護的要求,特別在市區交通要道改造工程中,常常不允許現場(chǎng)堆積砂、石、水泥,不允許現場(chǎng)拌制混凝土,無(wú)論混凝土用量多少,必須考慮供應商品混凝土;而且,社會(huì )效益第一,要求在不阻斷交通或短時(shí)間阻斷交通的條件下進(jìn)行搶修,4～6h實(shí)現開(kāi)放交通。這樣,就必須解決三項關(guān)鍵技術(shù),即:膠結材料必須有可靠的小時(shí)力學(xué)性能;商品混凝土在運達現場(chǎng)的過(guò)程中,必須足以阻止凝結與保持足夠的坍落度;混凝土運達現場(chǎng)后,必須迅速恢復快凝快硬性能而且保證有足夠的澆筑操作時(shí)間。通過(guò)大量的試驗研究,我們開(kāi)發(fā)了道橋快速修補商品混凝土制備技術(shù),在冬季與春季兩種環(huán)境溫度下施工,獲得良好效果。

　　一、主要組分

　　道橋快速修補混凝土是特種混凝土,與普通混凝土的共同之處在于使用相同的砂、石、水拌制,但其區別卻是根本性的,它使用的膠結材料與化學(xué)外加劑均具有特殊性和專(zhuān)用性。在膠結材料方面,它使用雙組分水泥,以高強度等級的快硬硫鋁酸鹽水泥為主要組分,硅酸鹽水泥為輔助組分;在力學(xué)性能方面,它要求4h或6h強度;在工作性能方面,坍落度損失要低,并需要分階段調整凝結時(shí)間。

　　(1)膠結材料。以混凝土道橋快速修補材料為基礎,進(jìn)行改性研究,將其分解為“膠結材料-低坍損緩凝泵送劑-促凝增強劑”三個(gè)部分,以突破其凝結時(shí)間較短(20～30min)及只能現場(chǎng)拌制混凝土的局限性。

　　膠結材料以快硬硫鋁酸鹽水泥為主要組分,并含有少量的硅酸鹽熟料。二者性能互補,前者提供早期強度、微膨脹、抗鹽類(lèi)侵蝕等性能,后者提供后期強度、提高堿度、避免表面起砂等性能。按JC933-2003快硬硫(鐵)鋁酸鹽水泥檢驗,初凝時(shí)間不低于20min,終凝時(shí)間不大于0min;1d與3d抗壓強度應分別大于42MPa與52.5MPa。

　　在拌制快速修補混凝土時(shí),不主張使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料。

　　(2)SFP-Ⅱ低坍損緩凝泵送劑。將減水劑、保塑劑、緩凝劑與引氣劑復合成專(zhuān)用粉狀“低坍損緩凝泵送劑”,在拌制商品混凝土時(shí)按規定量加入,依施工環(huán)境溫度的不同,應使混凝土初凝時(shí)間延緩至60～150min;考慮到運距與塞車(chē)的影響,1h的坍落度損失應低于15%;而且,這種緩凝作用在現場(chǎng)加入促凝增強劑后,應能迅速停止或破壞,并且對快凝快硬性能的恢復以及早期強度的發(fā)揮不產(chǎn)生有害影響。

　　(3)SFP-Ⅳ促凝增強劑�；炷�土運至現場(chǎng)后,往攪拌運輸車(chē)中加入一定量的液態(tài)SFP-Ⅳ促凝增強劑,快速攪拌3min,在10min之內將料卸完。開(kāi)始卸料時(shí)的坍落度控制指標為150～180mm,初凝時(shí)間依工程實(shí)際情況及施工方要求可縮短至30～60min,在保證達到可靠的4h或6h強度的前提下,盡可能保證有較充裕的混凝土澆筑、抹平等操作時(shí)間。

　　(4)防凍劑。冬季施工時(shí),選用非早強性防凍劑,摻量2.5%,與SFP-Ⅱ共同加入,不導致凝結時(shí)間和坍落度的明顯變化。由于SFP-Ⅳ有足夠的早強、增強與促凝性能,不主張在拌制混凝土時(shí)使用早強性防凍劑。如施工條件許可,也可將GD-1制備成液態(tài)防凍劑,在現場(chǎng)與SFP-Ⅳ共同加入。

　　二、如何制備道橋快速修補商品混凝土

　　1、混凝土配合比。應通過(guò)試配確定實(shí)用的混凝土配合比,強度指標應滿(mǎn)足設計要求,混凝土4h與6h抗壓強度應分別高于25MPa與28MPa,4h與6h抗折強度應分別高于3.5MPa與4.0MPa。當要求4h抗折強度高于4.0MPa時(shí),應適當降低W/B及提高SFP-Ⅳ加入量,混凝土澆筑操作時(shí)間縮短至20～30min。

　　2、混凝土工作性能。根據試驗室試驗及現場(chǎng)施工的經(jīng)驗教訓,提出依施工季節不同所使用的混凝土工作性能控制指標,如表1所列�；炷�土攪拌機的卸出料稱(chēng)為新拌混凝土,運至工地加入SFP-Ⅳ促凝增強劑后稱(chēng)為現場(chǎng)混凝土。在環(huán)境溫度條件下,新拌混凝土坍落度、凝結時(shí)間應大于表中數值;現場(chǎng)混凝土坍落度、初凝時(shí)間應大于表中數值,終凝時(shí)間應小于表中數值。

　　3、攪拌站用于制備道橋快速修補混凝土的所有設備,包括水泥散裝車(chē)、水泥儲倉、螺旋輸送機、攪拌機、攪拌運輸車(chē)等,均須予先清掃或清洗干凈,避免特種水泥膠結材料與普通水泥混放,避免該特種混凝土與普通混凝土混雜。不得使用清洗普通混凝土運輸車(chē)后的高堿性水清洗裝運該特種混凝土的運輸車(chē)。

　　4、質(zhì)量控制

　　對膠結材料進(jìn)行物理與力學(xué)性能全項檢驗。每一個(gè)工程所使用的混凝土配合比,必須預先進(jìn)行試配,依環(huán)境溫度的變化調整化學(xué)外加劑用量,務(wù)必使凝結時(shí)間與坍落度損失等指標符合施工要求。每班檢驗一次新拌混凝土初始坍落度及60min坍落度保留值。每2班檢驗一次混凝土的4h、6h及1d抗壓強度。開(kāi)始拌制混凝土前,對設備、計量裝置及運輸車(chē)輛進(jìn)行全面檢查,必須符合拌制和運輸該特種混凝土的要求。

　　利用以快硬硫鋁酸鹽水泥為主要組分的膠結材料及SFP-Ⅱ低坍損緩凝泵送劑、SFP-Ⅳ促凝增強劑,可以成功制備道橋快速修補商品混凝土。該技術(shù)的開(kāi)發(fā),完成了水泥基道橋快速修補材料因快凝快硬一般由現場(chǎng)拌制混凝土、單次施工面積較小到供給商品混凝土、可以較大面積施工的轉變。

　　道橋快速修補混凝土的商品化,對于混凝土公路、橋梁及城市路面的搶建、搶修具有重要的推廣應用意義,可以實(shí)現不斷交或短時(shí)間斷交施工,開(kāi)放交通快,利于環(huán)境保護,經(jīng)濟效益與社會(huì )效益顯著(zhù)。