露骨料透水混凝土施工技术.doc

露骨料透水混凝土施工技术2011年7月下第40卷第345期施工技术CONSTRUCT10NTECHN0L0GY87露骨料透水混凝土施工技术张燕刚,石云兴,刘永清,屈铁军,张涛,霍亮,华成谋(1.北方52业大学建筑S-程学院,北京100041;2.中国建筑股份有限公司,北京101300;3.河北工程大学基建处,河北邯郸056038)摘要露骨料透水混凝土在西安大明宫国家遗址公园及201l西安世界园艺博览会景观工程中得到大面积应用,施工质量良好.介绍了露骨料透水混凝土的制备,摊铺和表面处理等关键技术以及工程中遇到的难点和解决方法,阐述了冬季和夏季施工的技术要点.关键词露骨料透水混凝土;配合比;混凝土制备;铺装中图分类号】U416.216文献标识码A文章编号10028498(2011)14?008704ConstructionTechnologyofExposedAggregatePorousConcreteZhangYangang,ShiYunxing,LiuYongqing,QuTiejun,ZhangTao,HuoLiang,HuaChengmou(1.ArchitectureandCivilEngineeringCollegeofNorthChinaUniversityofTechnology,Bering100041,China;2.ChinaStateConstructionEngineeringCo.,Ltd.,Belling101300,China;3.CapitalConstructionOfficeofHebeiUniversityofEngineering,Handan,Hebei056038,China)Abstract:ExposedaggregateporousconcretehasbeensuccessfullyadoptedinNationalRuinsParkofXianDamingPalaceofTangDynastyandLandscapeEngineeringofInternationalHorticulturalExposition2011inXian,China.Thegoodconstructionqualityhasbeenproved.Thekeytechnologyinconcretepreparation,pavingprocessandsurfacetreatmentareintroducedindetail.Inaddition,technicalpointsofwinterandsummerconstructionareputforward.Keywords:exposedaggregateporousconcrete;mixproportion;concretepreparation;paving露骨料透水混凝土地面铺装除具有普通透水混凝土的补充地下水资源,缓解热岛效应,吸收噪声,防止雨天路面反光等特点外,还可美化环境,适用于公园及广场的景观地面.露骨料透水混凝土路面技术在西安大明宫国家遗址公园及2011西安世界园艺博览会景观工程中得到大面积应用.1工程概况西安大明宫国家遗址公园(简称大明宫遗址公园)是一项国家重大文化项目,公园南北约2.4km,东西约1.5km.公园内部广场及一,二级园路均采用露骨料透水混凝土.其中,公园广场地面石子颜色为纯黄色,二级园路地面石子颜色为黄灰3:l,一级园路两侧地面石子颜色为黄灰1:3,中间地面石子颜色为纯灰色,如图1所示.西安世界园艺博览会(简称世园会)露骨料透收稿日期201l-05-05基金项目中建总公司科技项目(CSCEC-2005一Z01(1)作者简介张燕刚,北方工业大学建筑工程学院硕士研究生,北京市石景山区晋元庄路5号北方工业大学7公寓624100041,电话Email:273551408圈1西安大明宫国家遗址公园Fig.1XianDamingPalaceofTangDynasty水昆凝土铺装范围是长安花谷内广场及A,B,C,D区山坡道路.铺装景观如图2所示.2路面结构设计要求与施工特点2.1路面结构由于公园内部地基大部分为湿陷性黄土,如采用”直渗型”路面,遇雨后会造成路基沉陷,因此采用”导向渗透型”路面结构,先铺设普通混凝土路面作为基层,基层之上再铺设透水混凝土层,透水层由结构层和面层组成(见图3),雨水从基层两侧的绿88施工技术第40卷化带渗人土壤.图2西安世园会长安花谷铺装Fig.2PavementofspendvalleyinInternationalHorticulturalExposition2011inXian,China,.%茏混凝土.普通混凝土37圭=三三三三三量=性黄土图3导向型透水混凝土Fig.3Orientedporousconcrete大明宫遗址公园工程中结构层碎石粒径为1020cm,面层石子粒径为5lOcm.二级园路为6cm结构层+4cm面层,一级园路为8cm结构层+4cm面层.道路设计剖面如图4所示.世园会工程中结构层碎石粒径为8lOcm,面层石子粒径为36cm.透水层除需满足承载力要求外,还需满足变形性能,耐久性和表面装饰性要求.近刀(据鞋土w!:!:道壁鲢嗡38.c.土灰色石-3003厚:7灰土一%)fl?.?.|.?.:?._.?:.?.,.6005000a公园一级路lO0厚露骨料透水混凝土土黄色石子一路基碾压密实一(压实系数>95%)1.?一r?-.1陵黪鎏蕊爨蕊蘩蘩嚣嚣囊囊.6一图4道路设计剖面示意Fig.4Designsectionofroads露骨料透水混凝土强度等级为C25;抗折强度等级2.2MPa;透水系数1ITIm/;要求成型路面孔隙和石子颗粒分布均匀,大面平整度良好,黏结牢固.2.2施工技术要点2.2.1大明宫遗址公园工程特点1)面层石子分黄灰两种颜色,根据路段不同黄灰比例分别采用1:3或3:1,在混凝土上料时需严格计量,否则会出现相邻路面颜色不一致的情况.2)透水混凝土面层在普通混凝土基层上施工,两侧是绿化带,透水混凝土与普通混凝土宽度相同,增加了支模难度.3)工期为2010年69月,且8月初气温达37%以上.摊铺完毕后的混凝土受太阳直射和本身水化热影响,白天温度达到70C以上,对混凝土冲洗时间影响很大,气候条件同时也影响混凝土的搅拌与运输.4)本工程为国家重点文化工程,质量要求高,工期紧,不同工种交叉作业较多,一条路施工结束后才可进行下一条路的路面施工.为全天施工,要求上午摊铺完的路面下午施工前冲洗完毕,下午摊铺完的路面第二天早晨施工前冲洗完毕.5)运输距离较远,最远处将近2km,混凝土在用小翻斗车运输途中水分散失较多,对混凝土工作性的保持提出更高要求.2.2.2世园会工程特点1)面层石子分纯黄和纯灰两种,其中黄色石子与大明宫遗址公园石子产地相同,质软易碎.2)长安花谷内广场铺装面积不规则,个别地方不能使用平板振动器,增加了底料振实施工难度.3)世园会工程属冬季施工,气候因素对外加剂掺量,混凝土铺装及冲洗时间影响很大,施工过程中需采取保温措施.4)世园会工期为2010年11到2011年1月,夜间最低温度达一10”(2,日最低温度为2,需对冲洗时间严格控制.5)大明宫遗址公园和世园会两个工程分别属于夏季和冬季施工,对冲洗时间要求不同;即使是在同一个工程,昼夜温差较大时,也要视施工情况对配合比作适当调整.3混凝土配合比3.1原材料1)水泥P?042.5级水泥,初凝时间131min;终凝时间216min;3d抗压强度21.8MPa,弯拉强度4.2MPa;28d抗压强度44.1MPa,弯拉强度6.9MPa;沸煮法检验安定性为合格.2)骨料骨料检验指标如表1所示,颗粒级配均合格.张燕刚等:露骨料透水混凝土施T技术表1骨料检验指标Table1Aggregateinspectionindex3)大明宫遗址公园T程采用夏季施工外加剂(粉)和聚羧酸高效减水剂(液),世园会工程采用冬季施工外加剂(粉)和聚羧酸高效减水剂(液).3.2混凝土配合比设计1)设计原理透水混凝土配合比设计参照体积法进行计算,目标孔隙率计算公式如式(1)所示:P:1一一m.ffl,PgPrpfPw式中:m为骨料质量;P为骨料表观密度;m为水泥质量;p为水泥表观密度;巩为外加剂质量;为外加剂表观密度;m拌合水质量;P为拌合水表观密度.2)配合比确定根据透水系数的设计要求及现场施工条件,目标孔隙率定为15%,坍落度定为2050ram,经计算和实验室试配,最终确定透水混凝土的配合比如表2所示.表2混凝土配合比Table2Concretemixproportionkg/m4混凝土制备与摊铺4.1混凝土上料与搅拌透水混凝土结构层采用铲车计量,面层采用铲车与人工小车计量,水泥以袋计量,外加剂采用容器计量.搅拌机料斗上升之前需要启动搅拌机,原材料进入料斗的同时按下水泵按钮,原材料卸载完毕后添加减水剂,搅拌约30s后再次按下水泵按钮,整个搅拌时间不得超过2.5min.混凝土搅拌时需对搅拌时间和减水剂添加量进行严格控制,出料状态与温度及天气状况有关.最终出料时混凝土必须搅拌均匀,当水泥浆将骨料包89裹均匀且不跑浆(石子棱角显露出来即为跑浆)后即可出料.4.2混凝土运输透水混凝土属于干硬性混凝土,高温天气水分蒸发较快,不利于施工.大明宫遗址公园施工期间天气炎热,且运距较长,搅拌后的混凝土从搅拌站卸料到运输至现场的过程中必须用湿布覆盖,避免阳光照射,防止水分蒸发.如果混凝土不进行覆盖,运至现场后表面一层会硬化发干引起施工困难;若已经被硬化水泥所包裹的石子被铺于面层,会影响冲洗效果;还会引起混凝土颗粒黏结松散,导致强度下降.世同会施工期间温度较低,搅拌后的混凝土必须覆盖,避免在运输过程中表层混凝土结冰.4.3模板支设大明宫遗址公园透水混凝土在普通混凝土路基上进行摊铺,透水混凝土路面与普通混凝土路基宽度基本相同,道路两侧为绿化带,所施工区段为公园园路,二级园路弯曲段较多,而一级园路直段较多,模板支设方法各有其特点.4.3.1直路段模板支设用槽钢作为边模支设直路段时,背后采用木方作背楞,在绿化种植土上也需植入木方,顶住槽钢背后的木方背楞,防止跑模,模板外侧250cm范围内不得有高于模板的木方,确保振动梁向前推进;槽钢连接处两侧均需设置木方,内侧用冲击钻打孔,打孔深度lOcm,然后插入钢筋,在钢筋与槽钢之间用木方同定.4.3.2弯曲段模板支设弯曲段模板根据弧度大小采用不同支设方法,弧度较小路段将槽钢弯曲进行支设,弧度较大路段采用槽钢与木胶板相结合的支设方法.不论弯曲段模板采用哪种材料,均需在模板两侧设置固定钢筋,防止跑模(见图5).4.4结构层,面层摊铺结构层混凝土采用白卸式翻斗车进行运输,运输到现场后,取下覆盖物人工摊铺,松铺系数为1.31.4,然后用平板振动器进行压实,不能用机器振捣的部位采取人工插捣振实.面层混凝土运输到现场后先进行人工摊铺,松铺系数为1.051.08,模板上需铺设厚度为35into厚铁片,确保人工收面后面层混凝土摊铺厚度,需用振动梁两次振动压实并配以人工补料;辊压后的面层进行人工修整压实,并设专人控制路面坡度.对于不平整处应人工压实抹平,麻面较大处应补料后抹平;摊铺过程中设专人用喷雾器适时给钢施工技术第40卷胶板一钢筋外便背冀辫i;鬻垂燃a剖面b俯视图5弯路木模支设示意Fig.5Woodformworkatcurvedroad辊喷水,以保持钢辊表面清洁.4.5表面处理为达到表面露骨料效果,修整好的混凝土路面需立即喷涂缓凝剂,天气炎热时在喷涂缓凝剂之前要先喷一层水雾以保证缓凝效果,然后覆盖塑料薄膜和彩条布,相邻塑料薄膜搭接宽度不得低于lOem,需紧贴石子,覆盖完毕后不得拖动.冬季施工摊铺完毕后需在塑料薄膜和彩条布之间加铺草帘或棉毡,保证水泥水化热不散发,加快水泥硬化.待混凝土内部硬化后,用水枪冲洗石子表面的水泥浆,使骨料显露出来.冲洗时高压水枪不能直向冲洗混凝土表面,应在距表面3050cm侧向冲洗,喷水呈扇形水雾.透水混凝土冲洗完毕后需及时覆盖养护,养护周期最少为7d,洒水养护至少每天一次(高温时洒水上下午各一次,低温时应在中午高温时洒水一次),洒水后及时覆膜,保证四周密闭压实.如局部路面不能冲洗干净,原因可能有3种:缓凝剂喷涂不到位;缓凝剂喷涂时间过晚;塑料薄膜覆盖不密实.4.6混凝土缩胀缝处理路面伸缩缝一般5m一道,缝宽38mm;胀缝设为1520m一道,缝宽2025ram.伸缩缝和胀缝均采用泡沫棒填充,上面涂填缝胶,胀缝需在填缝胶表面粘石子,以保证视觉效果及行走舒适度.每天摊铺结束或摊铺中断时间超过30min时,应设置横向施工缝,其位置应与伸缩缝重合.切缝宜在混凝土强度达到1015MPa时,一般在路面成型3d后进行.5结语西安大明宫国家遗址公园和2011西安世界园艺博览会景观工程对透水混凝土的工作性要求很高.露骨料透水混凝土的制备是施工的第一道工序,配合比,上料计量精度,搅拌时间,气候条件,骨料材质等都对混凝土的性能产生影响.事先根据工程特点进行配合比设计,并在施工过程中依现场情况适当调整.露骨料透水混凝土的现场摊铺及表面处理与成型路面的厚度,平整度,表面冲洗,视觉效果等关系密切,施工中需对冲洗剂喷刷时间,整平辊的振动时间等关键点进行严格控制,确保路面冲洗干净,表面观感达到预期效果.大明宫国家遗址公园和2011西安世界园艺博览会景观工程表面石子天然色泽充分显露,且透水性良好,与周围环境协调一致.参考文献:1宋中南,石云兴,吴月华,等.露骨料透水路面在奥运工程中的应用J.施工技术,2008,38(8):79-81.2姜健,金怡,陈元元.无砂透水混凝土透水性能影响因素分析研究J.混凝土,200