市政道路工程水泥混凝土材料抗凍耐久性研究

劉靜靜

摘要：重點研究與分析水泥混凝土材料抗凍耐久性能問題始終是保障市政道路工程項目建設(shè)質(zhì)量效果的有效方式。如果水泥混凝土材料抗凍耐久性能未達到標(biāo)準(zhǔn)要求，那么受到環(huán)境因素以及溫度因素的影響，市政道路工程在運行使用過程中會出現(xiàn)一系列病害問題。為進一步加強對水泥混凝土材料抗凍耐久性問題的研究分析，本文主要結(jié)合水泥混凝土材料抗凍耐久性能的影響因素，對如何提高市政道路工程水泥混凝土材料抗凍耐久性能的方法措施進行總結(jié)歸納。

關(guān)鍵詞：市政道路工程;水泥混凝土材料;受凍損害;抗凍耐久性

引言：我國部分地區(qū)市政道路工程經(jīng)長期運行使用之后會出現(xiàn)不同程度的老化病害問題。其中，水泥混凝土材料受凍損害基本上可以視為市政道路工程老化，病害問題的重要表現(xiàn)形式，尤其是對于我國北方地區(qū)而言。從氣候條件上來看，北方地區(qū)冬季氣候相對寒冷，且大多數(shù)市政道路路面均以水泥混凝土瀝青材料為主。這部分材料很容易受到氣候、溫度條件的影響而出現(xiàn)受凍損害問題，主要表現(xiàn)為路面凹凸不平、裂縫問題眾多等。長此以往，容易影響市政道路工程運行質(zhì)量安全。最主要的是，水泥混凝土材料受凍損害問題頻繁出現(xiàn)容易增加相關(guān)建設(shè)單位維修成本費用。近些年來，為加強對市政道路工程建設(shè)質(zhì)量的全方位管理，參建單位方面需要重點針對水泥混凝土材料抗凍耐久性能問題進行研究分析，以期可以及時緩解水泥混凝土材料所存在的受凍損害問題。

1 影響市政道路工程水泥混凝土材料抗凍耐久性的相關(guān)因素分析

1.1 路面設(shè)計因素

路面設(shè)計效果合理與否往往會對水泥混凝土路面抗凍耐久性能產(chǎn)生重要影響。結(jié)合以往的經(jīng)驗來看，路面設(shè)計效果通常與路面厚度設(shè)計、道路排水設(shè)計以及路面尺寸設(shè)計等相關(guān)。舉例而言，道路排水設(shè)計質(zhì)量在一定程度上可以視為能否及時排除路面積水的重要方式。如果道路排水效果未達到預(yù)期，大量積水會積聚在道路表面并逐漸滲入到路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部當(dāng)中，引發(fā)水損問題[1]。

1.2 路基施工因素

路基施工質(zhì)量效果以及回填材料應(yīng)用質(zhì)量在一定程度上會影響水泥混凝土路面耐久性能。舉例而言，像腐殖土以及沼澤土液限通常超過50%，并且塑限指數(shù)明顯超過25%，這種土質(zhì)類型無法應(yīng)用于路基施工以及回填施工當(dāng)中。除此之外，有機質(zhì)含量超過3%的材料也不是用于路基回填施工作業(yè)當(dāng)中。究其原因，主要是因為一旦使用這些材料可能會引發(fā)臺背沉陷或者錯臺等一系列問題。嚴(yán)重時，甚至?xí)β坊€(wěn)定性效果造成不良影響。

1.3 混凝土凍融破壞因素

凍融破壞問題是引發(fā)水泥混凝土材料抗凍耐久性能嚴(yán)重下降的重要因素。一般來說，混凝土結(jié)構(gòu)通常由水泥砂漿以及各種砂石料組成。其中，骨料飽水程度在一定程度上會影響水泥混凝土材料容水空間效果。如果在水泥混凝土拌合過程中并未嚴(yán)格控制水分問題，過多水分就會浸入到骨料毛細孔當(dāng)中。當(dāng)遇到寒冷天氣時，水遇冷結(jié)冰導(dǎo)致骨料毛細孔體積迅速擴大，甚至?xí)l(fā)破裂現(xiàn)象，最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能嚴(yán)重下降。

1.4 混凝土鹽凍破壞因素

鹽凍破壞問題主要是針對水泥混凝土鹽凍剝蝕破壞問題而言。一般來說，基于凍融循環(huán)條件下通過使用除冰鹽等材料往往會相繼引發(fā)水泥混凝土材料表層開裂以及起皮等一系列破壞問題。與普通凍融破壞形式不同，水泥混凝土材料內(nèi)部所產(chǎn)生的鹽凍破壞問題會在短時間內(nèi)增加內(nèi)部滲透壓，再加上飽水度相對較高，所面臨的結(jié)冰壓力會明顯加大。長此以往，水泥混凝土材料所產(chǎn)生的受凍破壞風(fēng)險問題將會越來越嚴(yán)重[2]。

2 市政道路工程水泥混凝土材料抗凍耐久性能的提升措施分析

2.1 注重原材料以及現(xiàn)場標(biāo)高、平整度問題的控制管理

為保障市政道路工程項目建設(shè)質(zhì)量安全，現(xiàn)場施工人員應(yīng)該加強對水泥混凝土材料抗凍耐久性能問題的重視程度。其中，為全面增強水泥混凝土材料抗凍耐久性能，現(xiàn)場施工人員應(yīng)該對原材料、現(xiàn)場標(biāo)高以及平整度問題進行嚴(yán)格控制與管理。結(jié)合市政道路水泥混凝土路面基層形式來看，多數(shù)施工單位會選擇應(yīng)用水泥穩(wěn)定類集料進行施工建設(shè)活動。一般來說，水泥穩(wěn)定類集料對于集配要求以及有機質(zhì)含量要求相對嚴(yán)格。其中，有機質(zhì)含量通常需要控制在2%以內(nèi)。

除此之外，所應(yīng)用的混凝土骨料中應(yīng)該禁止含有腐植質(zhì)以及土塊等容易影響水泥混凝土材料抗凍耐久性能的相關(guān)因素。在基層標(biāo)高以及平整度控制方面，現(xiàn)場施工人員應(yīng)該按照設(shè)計圖紙要求，對標(biāo)高設(shè)計以及平整度檢測工作進行合理貫徹與落實。從客觀角度上來講，基層標(biāo)高以及平整度設(shè)計是否合理往往會對路面厚度產(chǎn)生重要影響。為更好地加強對平整度問題的控制管理，現(xiàn)場施工人員可利用攤鋪機等機械設(shè)備實現(xiàn)專業(yè)化攤鋪作業(yè)過程。標(biāo)高設(shè)計應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計方案要求進行合理設(shè)置，同時，還需要做好道路路面清潔工作。

2.2 高度重視摻合料配比應(yīng)用問題

礦渣、硅粉以及粉煤灰等基本上可以視為市政道路工程常用的摻合料。其中，對于礦渣材料而言，磨細的礦渣與混凝土材料中的水泥成分可通過水化作用影響生成活性物質(zhì)，進一步增強水泥混凝土材料抗凍耐久性能。但是需要注意的是，現(xiàn)場施工人員在應(yīng)用礦渣材料的過程中，應(yīng)該加強對用量問題的控制管理。結(jié)合以往的經(jīng)驗來看，礦渣用量過多往往會減弱水泥混凝土材料抗融性能。建議現(xiàn)場施工人員應(yīng)該結(jié)合實際情況，適量應(yīng)用[3]。

對于硅粉材料而言，在基準(zhǔn)混凝土中摻入適量的硅粉材料不僅可以有效改善水泥混凝土材料氣孔結(jié)構(gòu)，同時也可以增強水泥混凝土材料抗凍耐久性能，具有重要的應(yīng)用價值。但是需要注意的是，與礦渣材料不同，硅粉建設(shè)成本相對較高且產(chǎn)量有限，在應(yīng)用過程中應(yīng)該綜合考慮多方面影響因素，進行適量選用。

對于粉煤灰材料而言，將水膠比嚴(yán)格控制在一定范圍之內(nèi)且通過適量添加粉煤灰可以進一步增強水泥混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性。結(jié)合以往的經(jīng)驗來看，綜合考慮到水泥混凝土質(zhì)量需求，現(xiàn)場施工人員通常會將粉煤灰摻和量控制在30%左右。從作用成果上來看，通過適量應(yīng)用，粉煤灰材料可以達到預(yù)期的施工效果，最重要的是，與上述兩種材料相比，粉煤灰造價成本更低[4]。

2.3 貫徹落實水泥混凝土道路施工注意事項

為消除或者減少不良因素對水泥混凝土材料抗凍耐久性能帶來的負面影響，施工單位應(yīng)該加強對水泥混凝土道路施工作業(yè)內(nèi)容的貫徹落實，尤其要重點針對冬季水泥混凝土道路施工注意事項進行貫徹落實。

一方面，施工單位管理人員應(yīng)該針對水泥混凝土材料保溫工作內(nèi)容進行統(tǒng)籌部署。在入冬之前，應(yīng)該將不耐凍的重要材料及時輸送到施工現(xiàn)場當(dāng)中并進行妥善保存。如可在材料表面鋪蓋草袋或者棉氈等，避免材料受凍損害。與此同時，像水泥材料以及各種外加劑材料應(yīng)該妥善放置在溫室環(huán)境當(dāng)中。需要注意的是，這類材料應(yīng)該禁止加熱處理。另一方面，現(xiàn)場施工人員應(yīng)該對水泥混凝土材料運輸以及澆筑作業(yè)問題進行重點強調(diào)與貫徹落實[5]。舉例而言，在開展水泥混凝土材料澆筑工作之前，管理人員應(yīng)該對各項生產(chǎn)設(shè)備進行加熱潤濕處理。舉例而言，如提前加熱以及潤濕處理輸車以及輸送泵體等，這樣做的主要目的在于進一步強化澆筑過程的順暢性。澆筑過程當(dāng)中，現(xiàn)場施工人員應(yīng)該加強對水泥混凝土材料溫度變化問題的控制管理。可通過構(gòu)建溫度檢測系統(tǒng)，加強對各個澆筑時段溫度變化的記錄分析。并指定專業(yè)人員對混凝土材料進行妥善保管，并做好測溫記錄。

需要注意的是，在現(xiàn)場施工作業(yè)期間，所有參建人員必須深化個人的質(zhì)量管控意識，必須嚴(yán)格遵循市政道路工程項目施工作業(yè)原則，加強對水泥混凝土澆筑等作業(yè)環(huán)節(jié)的重視程度，盡量通過不斷規(guī)范個人的操作行為，保障水泥混凝土澆筑作業(yè)環(huán)節(jié)順利開展，并增強水泥混凝土材料抗凍耐久性能[6]。

結(jié)論：總而言之，市政道路工程參建單位應(yīng)該加強對水泥混凝土材料抗凍耐久性問題的研究分析。最好可以從影響水泥混凝土材料抗凍耐久性能的相關(guān)因素進行切入，采取科學(xué)合理的方法措施加以規(guī)避，盡量從根本上增強水泥混凝土材料抗凍耐久性能。除此之外，現(xiàn)場施工人員應(yīng)該嚴(yán)格按照水泥混凝土施工作業(yè)原則，加強對關(guān)鍵要點內(nèi)容的貫徹落實，減少病害問題出現(xiàn)。

參考文獻：

[1]吳賢國，陳彬，楊賽，杜婷，覃亞偉，陳虹宇. 基于RF-NSGA-Ⅱ算法的高耐久性混凝土配合比優(yōu)化研究[J]. 工業(yè)建筑，2021，51（07）：156-161.

[2]余睿，王楠，程書凱，丁夢茜，周鳳嬌，錢雕，童宣勝. 我國典型嚴(yán)酷環(huán)境下混凝土材料的耐久性評價及對策分析[J]. 防護工程，2019，41（05）：64-74.

[3]余睿，程書凱，周鳳嬌，丁夢茜，錢雕，童宣勝. 嚴(yán)寒地區(qū)混凝土材料的凍融循環(huán)機理及對策分析[J]. 防護工程，2019，41（06）：69-74.

[4]周磊磊，侯永利. 道路再生混凝土耐久性能研究進展[J]. 硅酸鹽通報，2020，39（04）：1035-1042.

[5]杜佳垚. 水工混凝土抗凍性能影響的試驗研究[J]. 中國水運（下半月），2020，20（05）：245-246.

[6]榮華，王暢. 基于微結(jié)構(gòu)改造的水泥混凝土材料耐久性試驗研究[J]. 水利水電技術(shù)，2019，50（11）：155-159.