摘要:混凝土真空吸水工艺具有降低水灰比,解决混凝土施工的和易性等优点,但有同行人士对此工艺提出异议。通过试验并从水泥的化学成份的角度来论证混凝土真空吸水工艺是值得推广使用的,尤其适合在农村公路建设中使用。
关键词:真空吸水工艺;混凝土;农村公路
1 混凝土真空吸水工艺的优点
在公路建设中浇筑水泥混凝土路面非常普遍,而真空吸水工艺是混凝土的一种机械脱水方法,被列为上世纪70 年代混凝土施工4 项新技术之一。其原理就是使用真空吸水机将刚浇捣的混凝土表面形成真空腔,把混凝土的游离水和空气由浅至深逐步吸出去,达到降低水灰比、提高混凝土的密实度和强度,同时提高早期强度。有着能解决混凝土施工的和易性与强度的矛盾、缩短施工的操作时间、便于雨天施工等优点。
2 混凝土真空吸水工艺未普及使用的原因
虽然水泥混凝土的真空吸水工艺有许多优点,并取得良好的效果,曾在路面施工中被广泛使用,原因就是真空吸水工艺较适合于施工机具简易、混合料运输路途远的路面施工,这样通过真空吸水可以解决混凝土水灰比控制不准的情况,并提高了路面混凝土的施工和易性、强度的均匀性。而上世纪90年代后期,高级公路普遍使用混合料集中拌和、摊铺机摊铺的先进施工方法,可以准确地控制混凝土水灰比与解决和易性的问题。
因此真空吸水工艺逐步退出市场。同时有同行人士对此工艺提出异议,主要对两个问题提出质疑:一是真空吸水将混凝土中有用的物质甚至精华也同时被吸走,这不仅不能提高混凝土的强度,反而会降低;二是真空吸水会造成混疑土局部水灰比较大,引起混凝土强度不均匀。
3 实验证明混凝土真空吸水工艺不会降低混凝土强度
3.1 问题一的分析
笔者1999 年曾在高水公路第二期工程第一标段当技术总工时做过有关试验:分别收集K49+960、K49+880 处左幅第一车道面积为4 m×5 m×0.25 m 的混合料,经真空吸出68.2 kg、70.1 kg 的水。该两块路面的混合料重量均为12 000 kg,混凝土的施工配合比为水泥∶碎石∶砂∶水=1∶3.165∶1.328∶0.39,经计算水灰比分别可降低8.6%、8.9%。根据混凝土强度与水灰比成反比的原理,水灰比降低必然可以提高强度。但吸出的水是否会将混凝土中有用的物质同时吸出呢?假设吸出来的水含有用物质,无非就是可以提高混凝土强度的东西,那么就利用这种水与普通水做相同配比的混凝土试件,经28 d后测定其强度作对比试验,具体结果见表1。
从表1 可知,两种水做成的试件强度差别非常小,而且这点差异也可能是试件本身工艺所造成,与水并无多大关系。再从水泥的化学成份来看,普通硅酸盐水泥主要是由硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)、铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3) 等组成,当它们与水相遇就发生复杂的物理与化学反应———水化作用,形成的微粒相互交错、固结而产生强度,其成份本身并不溶解于水。所以经真空吸出的水含水泥有用成份极少,对强度的影响也极微。况且所吸出的水若真的含有用物质,将其收集起来再利用,可以节约用水。
3.2 问题二的分析
至于第二个问题,主要是吸水设备陈旧失修或施工操作不当造成。例如:吸垫有小孔造成漏气,吸垫宽度与混凝土施工宽度不一致,或真空泵功率太小,施工电压不稳定等,都会出现局部吸水不均的情况。如果改进设备配套及注重施工操作,这种情况完全可以避免。
4 农村水泥路建设适合使用真空吸水工艺
目前全国各地农村道路建设正热火朝天,其中许多是建水泥混凝土路面的。由于农村道路建设流动性强、里程短、造价低,多数是采用路面混凝土简易施工机具作业、分散拌和,混合料运输一般采用手扶拖拉机等运送,运输时间往往较长,加上施工队伍不专业,混凝土水灰比无法准确控制,水灰比过大,造成强度降低,同时难以解决施工的和易性等问题。而真空吸水工艺可以克服以上缺点,因此农村公路水泥混凝土路面施工很适合使用真空吸水工艺,该工艺对提高施工质量大有好处,应推广使用。