游漢宇

（中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

天津港地區(qū)屬于東亞大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷且持續(xù)時(shí)間有156～167 d。冬季平均氣溫-3～-5℃。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，日平均氣溫連續(xù)5 d穩(wěn)定低于5℃時(shí)，應(yīng)采取冷天施工措施。天津港地區(qū)碼頭多為高樁碼頭，其所需的樁、梁、板、廊道、靠件等多為預(yù)制構(gòu)件。當(dāng)養(yǎng)護(hù)期超過28 d，且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值時(shí)，預(yù)制構(gòu)件即可運(yùn)輸至碼頭進(jìn)行安裝。在跨年度的工程中，預(yù)制場會(huì)接到次年年初的構(gòu)件安裝計(jì)劃，所需要安裝的構(gòu)件在當(dāng)年冬季必須預(yù)制并養(yǎng)護(hù)，以確保構(gòu)件滿足安裝要求。本文分兩方面闡述混凝土冷天施工保溫措施：一是混凝土攪拌的加溫措施；一是混凝土澆筑完畢后的苫蓋保溫措施。

1 混凝土攪拌的加溫措施

1.1 冷天施工與一般天氣施工配合比比較

以天津某工程海事業(yè)務(wù)基地預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土板為例，其一般天氣及冷天的施工配合比見表1。一般天氣的混凝土要求為：高性能混凝土C45F350，坍落度80～120 mm，委托時(shí)間2012-05-16，3 d抗壓強(qiáng)度32.9 MPa。冷天的混凝土要求為：高性能混凝土C45F350，坍落度80～100 mm，委托時(shí)間2011-10-18，3 d抗壓強(qiáng)度36.5 MPa。

采取如下措施可增強(qiáng)冷天施工混凝土強(qiáng)度，特別是早期強(qiáng)度：1）添加防凍劑可有效保證混凝土在冷天施工時(shí)不結(jié)冰；2）適當(dāng)增加水泥用量可以提高早期強(qiáng)度，最好選用早強(qiáng)型水泥；3）適當(dāng)減少坍落度，可保證混凝土用水量受控，避免冷天混凝土早期強(qiáng)度增長緩慢。

1.2 冷天施工中混凝土原材料選用的注意事項(xiàng)

1）冷天施工應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥，使用其他品種水泥時(shí)，強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于42.5，并應(yīng)注意其中摻合料對(duì)混凝土抗凍、抗?jié)B等性能的影響。冷天施工不得使用高鋁水泥。

2）骨料不得含有冰、雪等凍結(jié)物和易凍裂的礦物質(zhì)。

3）冷天施工應(yīng)使用無氯鹽類及低堿含量的防凍劑或低溫早強(qiáng)劑，對(duì)有抗凍要求的混凝土應(yīng)摻入引氣劑，且不得采用蒸養(yǎng)法養(yǎng)護(hù)。

表1 一般天氣及冷天的施工配合比

1.3 冷天施工中混凝土攪拌用水的溫度控制

1.3.1 混凝土添加水的組成分析

在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，水的用量是在所有其他材料都是干料，和固體時(shí)的理論用量。在實(shí)際施工中必須刨除其他材料的含水量和溶液用水量。實(shí)際施工中的材料含水量或用水量主要包括：1）粗、細(xì)骨料的含水；2）外加劑溶液的用水量；3）拌制硅粉懸浮液或者礦粉懸浮液的用水。在冬季施工中去除或盡量減少其他材料的用水，而添加經(jīng)過加溫的拌合水，有利于提高混凝土的出機(jī)溫度。

1.3.2 冷天施工中骨料與氣溫的關(guān)系

膠凝材料和外加劑使用周期短，且不露天存放，溫度可維持常溫水平。而砂、碎石等骨料使用周期很長，且露天放置，其溫度隨氣溫下降而下降，根據(jù)實(shí)際測定，其溫度變化曲線如圖1所示。

圖1 骨料溫度隨大氣溫度變化圖

1.3.3 冷天施工中拌合用水溫度與出機(jī)溫度關(guān)系

冷天施工拌合用水需加熱至75℃～85℃，過高會(huì)造成水汽化，導(dǎo)致熱量損失，水溫?zé)o法繼續(xù)升高。加熱水通過管道進(jìn)入拌合設(shè)備后，溫度降至50℃以下。拌合用水溫度越高，則混凝土出機(jī)溫度越高（溫度過高將造成水泥假凝），水溫對(duì)混凝土出機(jī)溫度影響見圖2。

圖2 混凝土出機(jī)溫度隨拌合水溫變化曲線

1.4 混凝土澆筑時(shí)及澆筑后，其強(qiáng)度增長與氣溫的關(guān)系分析

1.4.1 入模溫度與出機(jī)溫度關(guān)系

預(yù)制場構(gòu)件預(yù)制場地與拌合站距離不超過500 m，入模溫度與出機(jī)溫度視為一致。如果運(yùn)輸距離較長，應(yīng)采取措施保證混凝土溫度及流動(dòng)性。

1.4.2 澆注時(shí)混凝土的溫度變化

單次混凝土澆注流程需歷時(shí)2～2.5 h。規(guī)范規(guī)定，冬季施工時(shí)混凝土的入模溫度不小于10℃。通?；炷翆?shí)際生產(chǎn)過程中入模溫度在12～15℃之間。經(jīng)歷2～2.5 h以后，混凝土表面溫度已降低至室溫，通常為1～3℃?；炷了療岣叻迤跒榛炷翝沧⒑蟮?4～48 h期間，澆注完成后應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取保溫養(yǎng)護(hù)措施，能夠保障混凝土水化熱蓄熱引起的溫度回升。

2 混凝土成型后苫蓋保溫措施

2.1 加熱法和蓄熱法的對(duì)比

加熱法是采取在模板上粘貼加熱帶，通過接通電流加熱模板，達(dá)到從外對(duì)混凝土加溫的效果，以提高混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度。蓄熱法是通過在混凝土構(gòu)件上苫蓋保溫保濕的苫蓋物，維持混凝土自身水化熱的累積熱量，以保證混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度。加熱法具有明顯的溫度提升效果，且能夠適應(yīng)較低的氣溫，但是成本投入較大，而且有火災(zāi)安全隱患，在特殊的地區(qū)（如石化區(qū)等）不能使用。而蓄熱法蓄熱效果溫和，利用混凝土自身水化熱量，節(jié)能環(huán)保，故在大部分情況下都可以使用。

2.2 蓄熱法使用苫蓋物的選擇

藍(lán)銀布/塑料膜：藍(lán)銀布是塑料材質(zhì)，具有隔光和保水的特性。在混凝土構(gòu)件表面覆蓋一層藍(lán)銀布，能夠有效防止陽光直射造成的混凝土表面失水開裂，防止雨雪天氣對(duì)混凝土表面破壞，并保持混凝土處于濕潤的養(yǎng)護(hù)環(huán)境；

無紡布/土工布/麻袋片：在混凝土表面覆蓋一定厚度的無紡布具有保溫性能。如果在無紡布上灑水，能夠保持混凝土養(yǎng)護(hù)條件濕潤；

草簾子：草簾子是將干草編織成厚草簾，并在外面套一層纖維袋。覆蓋草簾子可有效保持混凝土構(gòu)件自身水化溫度，是冷天施工中蓄熱法苫蓋物的主要保溫材料。

蓄熱法苫蓋物可選用藍(lán)銀布+無紡布+草簾子的配置，草簾子的層數(shù)根據(jù)氣溫降低而增加。

2.3 苫蓋對(duì)混凝土構(gòu)件的影響

苫蓋時(shí)間必須得到保證，且水化熱產(chǎn)生期間，苫蓋物不得被掀開，避免水化熱損失。苫蓋時(shí)期需使構(gòu)件達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方能結(jié)束，過程中不得無故去除苫蓋物。當(dāng)氣溫處于-10～5℃之間時(shí)，以苫蓋藍(lán)銀布（1層）+無紡布（1層）+草簾子（2層）為例，對(duì)采取苫蓋蓄熱的混凝土構(gòu)件測溫，其養(yǎng)護(hù)溫度隨時(shí)間變化如圖3所示。冷天苫蓋保溫情況下混凝土強(qiáng)度增長與普通天氣混凝土強(qiáng)度增長對(duì)比如表3。通過藍(lán)銀布+無紡布+草簾子的蓄熱苫蓋，可有效保證冷天施工混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度及強(qiáng)度增長。

圖3 混凝土表面溫度隨時(shí)間變化曲線

表3 蓄熱苫蓋后冷天施工混凝土強(qiáng)度增長與普通天氣混凝土強(qiáng)度增長對(duì)比MPa

3 結(jié)語

根據(jù)以上分析，在冷天施工中，采取一些措施，可有效保證混凝土強(qiáng)度提升。實(shí)踐證明：設(shè)計(jì)冷天施工配合比，增加水泥用量及使用防凍劑來保證混凝土強(qiáng)度；通過熱水?dāng)嚢鑱硖嵘炷脸鰴C(jī)溫度和入模溫度；通過苫蓋草簾子，利用混凝土自身水化熱來保持養(yǎng)護(hù)溫度。采取諸多經(jīng)濟(jì)合理的措施，使得混凝土在冷天施工時(shí)能夠保持與普通天氣施工一樣的強(qiáng)度增長，達(dá)到利用天津港地區(qū)較長的低溫時(shí)期施工，并保證預(yù)制構(gòu)件滿足設(shè)計(jì)安裝需要的目的。

[1]徐文財(cái).高寒地區(qū)未齡水工混凝土冬季保溫措施[J].水運(yùn)工程，2008（5）：99-100.

[2]李曉明.養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)混凝土抗凍性能的影響[J].中國港灣建設(shè)，2007（2）：30-33.

[3]JTS 202—2011，水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范[S].

[4]JTS 257—2008，水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[S].