引言 冬季的严寒、冻融循环以及融雪剂的使用等因素,使得混凝土道面容易出现各种病害,如裂缝、剥落、起皮、麻面、板块断裂、边角破损、坑洞等,不仅影响了道路的美观和行车安全,也缩短了道面的使用寿命。因此,冬季混凝土道面的养护和病害修复至关重要。然而,由于冬季施工条件的限制,许多路面修复工作会延迟到春季进行,但这可能会加速混凝土道面更严重病害的发展,从而在后期产生昂贵的维修费用。因此,我们需要重视冬季混凝土道面的修复工作,并选用适合冬季零下施工的材料。本文将深入探讨冬季混凝土道面养护及病害修复的难度,并介绍一些可在零度以下施工的有效材料。
冬季易产生的混凝土道面病害
(一)表层病害
1、裂缝:长期暴露在自然环境中,混凝土会受到紫外线、酸雨等因素的侵蚀,导致表面老化和剥落,进而产生裂缝。同时,施工过程中的质量问题,如骨料级配不合理、基层压实不足、混凝土强度不够等,也可能导致裂缝出现。此外,在寒冷冬季,冻胀是导致裂缝产生的重要原因之一。冬季气温降低,混凝土内部孔隙中的水分结冰膨胀,对混凝土内部结构造成破坏,形成微裂缝。随着冻胀的反复作用,裂缝会不断扩展,严重影响道面的整体性和使用寿命。
2、剥落:在冬季,冻融循环频繁发生。当温度变化时,混凝土道面中的水分反复结冰和融化,对道面表层产生破坏作用,导致表层材料剥落。同时,冬季的低温环境使得混凝土道面更容易受到老化和化学腐蚀的影响。长期暴露在自然环境中,受紫外线、酸雨以及道面上的油污、化学品、冬季融雪剂等的侵蚀,都会加速道面表层的剥落。
3、起皮:冬季寒冷环境下,混凝土道面易受冻融循环影响。当温度降至冰点以下,孔隙中的水分结冰膨胀,对混凝土内部结构造成破坏,形成微裂缝,随着冻融循环次数增加,裂缝扩展连通,使道面表层材料疏松、粘结力下降,从而导致起皮。此外,原材料中砂或石子含土量较高以及施工中二次收光工作未做好、养护不到位等在冬季低温条件下也更容易引发起皮现象。
4、麻面:冬季为融化冰雪,通常会使用融雪剂,大多为氯盐类融雪剂。其中的氯化物会与混凝土中的水泥砂浆发生化学反应,生成氯化钙等物质使混凝土内部形成空隙,降低强度,同时在低温环境下易形成 “盐冻” 现象,导致混凝土路面表面变得疏松,出现麻面。此外,模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理干净、模板未浇水湿润或湿润不够、模板拼缝不严、模板隔离剂涂刷不匀或局部漏刷或失效以及混凝土振捣不实等问题在冬季也可能因低温影响而更容易引起麻面现象。
(二)深层病害
1、坑洞:冬季施工时,由于气温低,混凝土的强度增长缓慢,施工过程中更容易出现问题,如切缝不及时等,这会导致道面出现横向裂缝、干缩裂缝等。在冬季的长期荷载作用下,局部应力突变、应力集中,很容易造成掉角、唧浆、破碎情况,进而发展成坑洞。
2、板角断裂:在冬季,机场道面的温度变化较大,容易引起混凝土的收缩和膨胀。机场道面主要采用矩形板块,在施工浇筑混凝土时,插入式振捣器难以确保混凝土的密实度。从受力角度分析,板角是最不利的部位,且相邻板角之间没有传力杆,导致荷载传递能力较差。在冬季的温度变化和荷载作用下,板角部位的荷载应力集中,更容易发生断裂。
3、接缝破裂:冬季温度变化大,接缝破裂多由温度热胀应力引起。在冬季,随着温度降低,缝隙中的嵌缝料会变硬,弹性降低。当温度升高时,缝隙中的嵌缝料会挤出,温度下降后不能恢复,泥沙、石屑等进入其中会影响板块伸缩。经过多次冻缩后,假缝会变成真缝,嵌缝料老化后会导致板边破坏。在实际工程中,许多支线机场投入使用后,在冬季的低温和温度变化影响下,嵌缝料会老化、失去弹性,甚至断裂脱落,杂质进入板缝会影响正常变形,在挤压应力下容易破碎。特别是在寒冷地区,机场道面的温差较大,会加速嵌缝料的老化速度。
冬季抢修混凝土道面的难度
1、低温对混凝土性能的影响:冬季气温较低,混凝土中水泥的水化反应速度减慢,导致混凝土凝结和硬化时间延长,从而影响修复工程的进度。同时,低温会降低混凝土的强度发展,使其在早期阶段难以达到设计要求的强度,可能会影响道面的承载能力和耐久性。此外,冬季的低温使得混凝土与旧路面的粘结力下降,影响修复效果的持久性。
2、施工条件的限制:冬季白昼时间短,加上恶劣的天气条件,如大雪、大风等,可用于施工的时间大大缩短,增加了施工的难度。此外,在低温环境下,施工设备可能会出现故障,修复材料的性能也可能会受到影响,材料的储存和运输也需要采取特殊的措施,以确保其质量不受损。
3、冬季雪天对路面的影响:雪的积累会使路面温度下降,雪融化时水进入路面内部后重新冻结形成冰层,扩大路面破坏程度。同时,雪中的钙镁盐等化学物质会侵蚀水泥路面,使其开裂和脱落,加剧路面破坏。在清除路面积雪的过程中,可能会对路面造成二次破坏,或者使病害区域进一步扩大。
混凝土道面冬季快速抢修方案
由于冬季混凝土道面修复存在诸多难度,因此可采用快干早强混凝土快速修复的解决方案。此类方案能够做到快速修复破损的路面,缩短抢修时间,同时可保证道面具有高强度及耐久性,能够有效解决冬季混凝土道面修复的难题。
(一)MMA 聚合物薄层修补料——快速修复表层病害
佰思特MMA 聚合物薄层修补料是一种有机材料,适用于混凝土道面薄层病害抢修,如空鼓、麻面、起皮、起砂、道面骨料疏松、表层剥落等破损。该材料可阻隔混凝土劣化因素,如酸雨、盐分、二氧化碳等,保护结构,抗压、粘接力强且韧性好,适用于所有混凝土道面 1 - 5mm 表层病害,在机场、高速等长期高压通行环境下,不易出现破碎和脱落现象。目前世界各国航母飞行甲板也都采用 MMA 材料作为舰载机飞行甲板地面材料。其固化时间快,夏季 30 分钟、冬季 60 分钟后即可开放交通,即便冬季零下 30 度也能施工。施工需人员具备一定技术水平以保质量。
性能特点:
“1、与基层的粘接强度高,拉伸粘接原强度达到3.7MPa以上;2、相融合性好,更易与旧基层地面融为一体;3、早期强度高,1h>30MPa;4、后期强度高,28d>45MPa;抗折强度,1h>15MPa;5、耐久性好,抗冻融循环能力优越,半刚性材料能适应不同气候条件变化,冬季-30℃也可正常施工;6、快速恢复交通,1小时即可恢复使用,减轻交通压力。
(二)MMA 聚合物快速抢修料——有效抢修深层病害
MMA聚合物快速抢修料是佰思特公司自主研发的产品,由MMA树脂、纤维、高强骨料及多种添加剂等 30 多种有机无机材料组成。该材料抗折强度超强,力学性能、黏结性能与耐久性能优良,其无收缩、抗冻融,适合我国各地机场应急、养护、及时维修抢通,在全季节尤其是极端低温条件下也能实现快速抢通。
它适用于不同机场道面的断板、掉边、掉角、板块断裂、局部破损等情况,以及桥梁伸缩缝、公路交通、桥梁、工业地坪及停车场等混凝土表面的病害修补。在需要快速开放交通的破损区域,该材料优势显著。作为 AB 双组分预拌产品的快速修补抢修材料,无需配备其他辅料,施工简单,操作方便,四季皆可应用,在冬季 -50℃的严寒条件下也能快速凝固,大大缩短封闭现场的时间,使冬季严寒极端气温条件下不停航施工成为可能。夏季 20 分钟冬季 1 小时内固化速度,小包装桶内带操作工具无需专业设备拌和。截至目前,该材料已广泛应用于全国范围内的300 多家军、民航机场,受到广大用户好评。
性能特点:
“1、环保,VOC排放更低,更环保安全;
2、固化后无收缩现象,结石强度高,耐久性好,不老化,抗渗性能佳;
3、固化时间快,夏天30分钟、冬季60分钟后可固化并开放交通;
4、不受温度的限制,一年四季皆可施工,零下50℃低温也能施工作业,彻底解决了冬季和北方地区不能施工的问题;
5、施工工艺简单,操作方便,能大规模使用;
6、适用于应急抢修及道面病害的及时修补;
7、耐化学品耐污染性优秀,耐酸、耐碱等耐化学品性能优秀;
8、强度高,耐磨损、耐撞击性能优秀,粘合性优良,不像环氧树脂那样容易剥离。一小时抗压强度达到40MPa以上,抗折强度达到15MPa以上,粘结强度3.7MPa以上;9、不吸水,冬季不存在破损或强度下降等现象。
10、该产品均为套餐式,5公斤包装的MMA聚合物快速抢修料——应急抢修桶里包含有工具,施工无需其他辅助工具。
(三)双组份灌缝胶——高效的预防性养护
KG166-硅酮灌缝胶是双组份材料,是在低温和常温状态下能够快速固化的硅胶,其突出特点是表干迅速,在众多基材上都无需底涂剂,在使用和存储方面都具备较大的灵活性。在室外环境中,不受地域、气候等因素的制约,也能够实现快速固化,极大地提高了施工效率,满足我国机场道面灌缝的应用需求。
性能特点:
“1、快速固化,无需加热;
2、耐老化,适应高低温环境;
3、冬季零下环境仍可使用,低温条件下能够快速达到初始强度;
4、对于许多基材无需底涂剂就能实现粘接;
5、专为高生产率的区域而设计;
6、容易挤出,方便的比例为 100:100;
7、在混合之前,可在室温下长时间存储,无需担忧存储过程中发生固化;
8、表干时间:常温状态下20分钟,表干即可开放交通。
结语 冬季混凝土道面养护及病害修复工作至关重要且难度较大。双组份灌缝胶在严冬天气下具备快速固化的特性,能够有效密封道面裂缝。MMA聚合物薄层修补料和MMA 聚合物快速抢修料可修复不同程度的道面病害,且性能优异,抗折抗压强度高,低温环境下固化时间快,60分钟左右即可恢复交通,让冬季不停航抢修成为可能,极大地提高了通行效率。在实际应用中,需根据道面具体情况,科学选择合适的修复材料和施工方法,并严格按照操作规程进行施工,以切实保障修复效果和道路的安全畅通。
冬季易产生的混凝土道面病害
(一)表层病害
1、裂缝:长期暴露在自然环境中,混凝土会受到紫外线、酸雨等因素的侵蚀,导致表面老化和剥落,进而产生裂缝。同时,施工过程中的质量问题,如骨料级配不合理、基层压实不足、混凝土强度不够等,也可能导致裂缝出现。此外,在寒冷冬季,冻胀是导致裂缝产生的重要原因之一。冬季气温降低,混凝土内部孔隙中的水分结冰膨胀,对混凝土内部结构造成破坏,形成微裂缝。随着冻胀的反复作用,裂缝会不断扩展,严重影响道面的整体性和使用寿命。
2、剥落:在冬季,冻融循环频繁发生。当温度变化时,混凝土道面中的水分反复结冰和融化,对道面表层产生破坏作用,导致表层材料剥落。同时,冬季的低温环境使得混凝土道面更容易受到老化和化学腐蚀的影响。长期暴露在自然环境中,受紫外线、酸雨以及道面上的油污、化学品、冬季融雪剂等的侵蚀,都会加速道面表层的剥落。
3、起皮:冬季寒冷环境下,混凝土道面易受冻融循环影响。当温度降至冰点以下,孔隙中的水分结冰膨胀,对混凝土内部结构造成破坏,形成微裂缝,随着冻融循环次数增加,裂缝扩展连通,使道面表层材料疏松、粘结力下降,从而导致起皮。此外,原材料中砂或石子含土量较高以及施工中二次收光工作未做好、养护不到位等在冬季低温条件下也更容易引发起皮现象。
4、麻面:冬季为融化冰雪,通常会使用融雪剂,大多为氯盐类融雪剂。其中的氯化物会与混凝土中的水泥砂浆发生化学反应,生成氯化钙等物质使混凝土内部形成空隙,降低强度,同时在低温环境下易形成 “盐冻” 现象,导致混凝土路面表面变得疏松,出现麻面。此外,模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理干净、模板未浇水湿润或湿润不够、模板拼缝不严、模板隔离剂涂刷不匀或局部漏刷或失效以及混凝土振捣不实等问题在冬季也可能因低温影响而更容易引起麻面现象。
(二)深层病害
1、坑洞:冬季施工时,由于气温低,混凝土的强度增长缓慢,施工过程中更容易出现问题,如切缝不及时等,这会导致道面出现横向裂缝、干缩裂缝等。在冬季的长期荷载作用下,局部应力突变、应力集中,很容易造成掉角、唧浆、破碎情况,进而发展成坑洞。
2、板角断裂:在冬季,机场道面的温度变化较大,容易引起混凝土的收缩和膨胀。机场道面主要采用矩形板块,在施工浇筑混凝土时,插入式振捣器难以确保混凝土的密实度。从受力角度分析,板角是最不利的部位,且相邻板角之间没有传力杆,导致荷载传递能力较差。在冬季的温度变化和荷载作用下,板角部位的荷载应力集中,更容易发生断裂。
3、接缝破裂:冬季温度变化大,接缝破裂多由温度热胀应力引起。在冬季,随着温度降低,缝隙中的嵌缝料会变硬,弹性降低。当温度升高时,缝隙中的嵌缝料会挤出,温度下降后不能恢复,泥沙、石屑等进入其中会影响板块伸缩。经过多次冻缩后,假缝会变成真缝,嵌缝料老化后会导致板边破坏。在实际工程中,许多支线机场投入使用后,在冬季的低温和温度变化影响下,嵌缝料会老化、失去弹性,甚至断裂脱落,杂质进入板缝会影响正常变形,在挤压应力下容易破碎。特别是在寒冷地区,机场道面的温差较大,会加速嵌缝料的老化速度。
冬季抢修混凝土道面的难度
1、低温对混凝土性能的影响:冬季气温较低,混凝土中水泥的水化反应速度减慢,导致混凝土凝结和硬化时间延长,从而影响修复工程的进度。同时,低温会降低混凝土的强度发展,使其在早期阶段难以达到设计要求的强度,可能会影响道面的承载能力和耐久性。此外,冬季的低温使得混凝土与旧路面的粘结力下降,影响修复效果的持久性。
2、施工条件的限制:冬季白昼时间短,加上恶劣的天气条件,如大雪、大风等,可用于施工的时间大大缩短,增加了施工的难度。此外,在低温环境下,施工设备可能会出现故障,修复材料的性能也可能会受到影响,材料的储存和运输也需要采取特殊的措施,以确保其质量不受损。
3、冬季雪天对路面的影响:雪的积累会使路面温度下降,雪融化时水进入路面内部后重新冻结形成冰层,扩大路面破坏程度。同时,雪中的钙镁盐等化学物质会侵蚀水泥路面,使其开裂和脱落,加剧路面破坏。在清除路面积雪的过程中,可能会对路面造成二次破坏,或者使病害区域进一步扩大。
混凝土道面冬季快速抢修方案
由于冬季混凝土道面修复存在诸多难度,因此可采用快干早强混凝土快速修复的解决方案。此类方案能够做到快速修复破损的路面,缩短抢修时间,同时可保证道面具有高强度及耐久性,能够有效解决冬季混凝土道面修复的难题。
(一)MMA 聚合物薄层修补料——快速修复表层病害
佰思特MMA 聚合物薄层修补料是一种有机材料,适用于混凝土道面薄层病害抢修,如空鼓、麻面、起皮、起砂、道面骨料疏松、表层剥落等破损。该材料可阻隔混凝土劣化因素,如酸雨、盐分、二氧化碳等,保护结构,抗压、粘接力强且韧性好,适用于所有混凝土道面 1 - 5mm 表层病害,在机场、高速等长期高压通行环境下,不易出现破碎和脱落现象。目前世界各国航母飞行甲板也都采用 MMA 材料作为舰载机飞行甲板地面材料。其固化时间快,夏季 30 分钟、冬季 60 分钟后即可开放交通,即便冬季零下 30 度也能施工。施工需人员具备一定技术水平以保质量。
性能特点:
“1、与基层的粘接强度高,拉伸粘接原强度达到3.7MPa以上;2、相融合性好,更易与旧基层地面融为一体;3、早期强度高,1h>30MPa;4、后期强度高,28d>45MPa;抗折强度,1h>15MPa;5、耐久性好,抗冻融循环能力优越,半刚性材料能适应不同气候条件变化,冬季-30℃也可正常施工;6、快速恢复交通,1小时即可恢复使用,减轻交通压力。
(二)MMA 聚合物快速抢修料——有效抢修深层病害
MMA聚合物快速抢修料是佰思特公司自主研发的产品,由MMA树脂、纤维、高强骨料及多种添加剂等 30 多种有机无机材料组成。该材料抗折强度超强,力学性能、黏结性能与耐久性能优良,其无收缩、抗冻融,适合我国各地机场应急、养护、及时维修抢通,在全季节尤其是极端低温条件下也能实现快速抢通。
它适用于不同机场道面的断板、掉边、掉角、板块断裂、局部破损等情况,以及桥梁伸缩缝、公路交通、桥梁、工业地坪及停车场等混凝土表面的病害修补。在需要快速开放交通的破损区域,该材料优势显著。作为 AB 双组分预拌产品的快速修补抢修材料,无需配备其他辅料,施工简单,操作方便,四季皆可应用,在冬季 -50℃的严寒条件下也能快速凝固,大大缩短封闭现场的时间,使冬季严寒极端气温条件下不停航施工成为可能。夏季 20 分钟冬季 1 小时内固化速度,小包装桶内带操作工具无需专业设备拌和。截至目前,该材料已广泛应用于全国范围内的300 多家军、民航机场,受到广大用户好评。
性能特点:
“1、环保,VOC排放更低,更环保安全;
2、固化后无收缩现象,结石强度高,耐久性好,不老化,抗渗性能佳;
3、固化时间快,夏天30分钟、冬季60分钟后可固化并开放交通;
4、不受温度的限制,一年四季皆可施工,零下50℃低温也能施工作业,彻底解决了冬季和北方地区不能施工的问题;
5、施工工艺简单,操作方便,能大规模使用;
6、适用于应急抢修及道面病害的及时修补;
7、耐化学品耐污染性优秀,耐酸、耐碱等耐化学品性能优秀;
8、强度高,耐磨损、耐撞击性能优秀,粘合性优良,不像环氧树脂那样容易剥离。一小时抗压强度达到40MPa以上,抗折强度达到15MPa以上,粘结强度3.7MPa以上;9、不吸水,冬季不存在破损或强度下降等现象。
10、该产品均为套餐式,5公斤包装的MMA聚合物快速抢修料——应急抢修桶里包含有工具,施工无需其他辅助工具。
(三)双组份灌缝胶——高效的预防性养护
KG166-硅酮灌缝胶是双组份材料,是在低温和常温状态下能够快速固化的硅胶,其突出特点是表干迅速,在众多基材上都无需底涂剂,在使用和存储方面都具备较大的灵活性。在室外环境中,不受地域、气候等因素的制约,也能够实现快速固化,极大地提高了施工效率,满足我国机场道面灌缝的应用需求。
性能特点:
“1、快速固化,无需加热;
2、耐老化,适应高低温环境;
3、冬季零下环境仍可使用,低温条件下能够快速达到初始强度;
4、对于许多基材无需底涂剂就能实现粘接;
5、专为高生产率的区域而设计;
6、容易挤出,方便的比例为 100:100;
7、在混合之前,可在室温下长时间存储,无需担忧存储过程中发生固化;
8、表干时间:常温状态下20分钟,表干即可开放交通。
结语 冬季混凝土道面养护及病害修复工作至关重要且难度较大。双组份灌缝胶在严冬天气下具备快速固化的特性,能够有效密封道面裂缝。MMA聚合物薄层修补料和MMA 聚合物快速抢修料可修复不同程度的道面病害,且性能优异,抗折抗压强度高,低温环境下固化时间快,60分钟左右即可恢复交通,让冬季不停航抢修成为可能,极大地提高了通行效率。在实际应用中,需根据道面具体情况,科学选择合适的修复材料和施工方法,并严格按照操作规程进行施工,以切实保障修复效果和道路的安全畅通。