羅國毅

【摘 要】預制箱梁過程中進行科學合理的蒸汽養(yǎng)護可以提高混凝土早期強度，縮短箱梁養(yǎng)護時間，從而減短模板周轉(zhuǎn)周期，加快生產(chǎn)進度，同時保證施工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】蒸汽養(yǎng)護 箱梁預制 作用

1引言

隨著全國城鎮(zhèn)化速度的不斷加快，交通設(shè)施的不斷完善，各種簡支梁橋也被廣泛使用。在簡支梁橋施工過程中箱梁預制是很關(guān)鍵的一步。箱梁預制主要受到場地條件和施工總工期的限制。特別是某些工程中箱梁數(shù)量比較多的時候，為了增加產(chǎn)能，蒸汽養(yǎng)護就是最有效的解決方法。

2工程實例

金華市西二環(huán)跨滬昆鐵路立交橋，全上跨鐵路結(jié)構(gòu)。孔跨布置采用裝配式預應(yīng)力混凝土小箱梁，全長909.081m。

本工程總共包括箱梁436片。由于箱梁數(shù)量較多，長度不一，對梁廠的要求就更高，特別是在臺座輪換、模板周轉(zhuǎn)以及場地條件等方面都提出了很高的要求。金華的梁廠本身制梁速度有限，受場地限制，存梁區(qū)也不足，考慮到制梁和架梁進度要統(tǒng)一，首先是要壓縮單片梁的預制時間，而最根本的就是要壓縮混凝土養(yǎng)護時間，因此梁廠引進的是先進的蒸汽養(yǎng)護技術(shù)，使混凝土盡快達到設(shè)計強度。

3箱梁蒸汽養(yǎng)護工藝

蒸汽養(yǎng)護工藝一般分為靜停、升溫、恒溫、降溫4個階段，為了防止箱梁因內(nèi)外溫差過大或恒溫溫度過高而導致混凝土產(chǎn)生裂縫，應(yīng)嚴格控制蒸養(yǎng)過程中的升、降溫速率及恒溫溫度。

3.1靜停階段

靜停階段也稱預養(yǎng)期、前置期或靜置期，是在箱梁澆筑成型后及蒸汽養(yǎng)護開始前在大氣環(huán)境下的一段放置時間。該階段主要是保證混凝土澆筑完成后混凝土進行了一定程度的水化反應(yīng)，具有一定的結(jié)構(gòu)強度，以防止升溫期混凝土體積膨脹對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。靜停階段時間的長短與混凝土的配比、水泥的種類、環(huán)境的溫濕度、升溫速率等因素有很大的關(guān)系。一般來講，較長的靜停時間有利于提高混凝土初期結(jié)構(gòu)強度，抵抗混凝土在升溫過程中的腫脹變形，但是過長的靜停時間對于實際生產(chǎn)中的生產(chǎn)效率又不利，所以一般在箱梁預制過程中靜停時間為4h。

在實際生產(chǎn)中由于靜停時間應(yīng)根據(jù)現(xiàn)實情況進行試驗、調(diào)整，一般的做法是：在采用早強劑等外加劑，或在夏季環(huán)境溫度高，在升溫速率較慢等情況下，可適當縮短靜停時間；反之，則要適當延長靜停時間。

3.2升溫階段

蒸氣養(yǎng)護時，箱梁強度及整體性能主要是在升溫階段形成，該階段決定著箱梁的蒸養(yǎng)質(zhì)量，因此箱梁升溫階段的蒸養(yǎng)參數(shù)（如升溫速率、溫濕度的協(xié)調(diào)、外模板與蒸汽之間的溫差等參數(shù)）需要經(jīng)過大量試驗確定和嚴格控制。

升溫速率的控制主要是調(diào)節(jié)箱梁混凝土的硬化強度和熱脹變形產(chǎn)生的溫度應(yīng)力之間的關(guān)系，避免升溫過程中混凝土溫度應(yīng)力超過其硬化強度造成混凝土開裂。如在北方較低氣溫時，要保持較低的升溫速率，最好將升溫速率控制在10℃/h左右。如果箱梁早期靜停時間越長，初期結(jié)構(gòu)強度越高，升溫速率可以相應(yīng)提高；反之，則需緩慢升溫。熱蒸汽與冷混凝土表面相接觸時要凝結(jié)成水，會導致制品表面的水灰比增大影響制品表面質(zhì)量，因此要采用一定的工藝來控制箱梁混凝土表面的濕度，一般可采用棉氈、土工布等保水材料在開始升溫前覆蓋于箱梁頂板裸露面上?，F(xiàn)在使用的外模板一般都是鋼模，在快速升溫過程中，水泥的熱脹變形能力遠大于鋼材，這會造成制品與模板相互連接部位產(chǎn)生裂紋，一般采用減小升溫速率來解決。

升溫的速度與預養(yǎng)時間、混凝土的干硬度及模板情況的關(guān)系，見表3.2-1. 此外還與構(gòu)件的表面系數(shù)有關(guān)，表面系數(shù)≥6m-1時，升溫速度不得超過15℃/h；表面系數(shù)﹤6m-1時，升溫速度不得超過10℃/h。蒸養(yǎng)時升溫速度也可隨混凝土初始強度的提高而增加，因此也可以采用變速（漸快）升溫和分段（遞增）升溫。

3.3 恒溫階段

恒溫階段的主要控制參數(shù)是恒溫溫度和恒溫時間。對于預制箱梁，恒溫階段的溫度越高和養(yǎng)護時間越長，粱體混凝土的強度提升越快和最終獲得的強度越高。但過高的恒溫溫度和較長的熱養(yǎng)時間會造成梁體后期強度的損失或其它特性受損，所以選擇合適的恒溫溫度和恒溫時間對于蒸養(yǎng)過程非常重要。恒溫溫度及恒溫時間的確定，主要取決于水泥品種、水灰比及對脫模的強度要求，見表3.3-1.

2.當采用礦渣硅酸鹽水泥時，養(yǎng)護溫度可提高到85℃～95℃。

3.4 降溫階段

降溫階段要緩慢停汽、均勻降溫、保持濕度。蒸養(yǎng)混凝土的強度主要來自于升溫和恒溫階段，但是降溫階段對于蒸養(yǎng)混凝土的強度仍然有影響，這些影響主要表現(xiàn)在降溫過程中，表層降溫快，收縮亦快；內(nèi)層降溫慢（因混凝土的導熱系數(shù)較小），收縮亦慢，于是在構(gòu)件表里產(chǎn)生溫差，在表層混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力超過混凝土強度時，就會在混凝土中產(chǎn)生裂縫。因此，在降溫速率的選擇上，對于預制箱梁需要緩慢降溫，減少溫差，以避免出現(xiàn)過大的收縮拉應(yīng)力。蒸汽養(yǎng)護完全撤除后，仍必須進行養(yǎng)護，如覆蓋土工布保濕，噴灑溫水，保證高強混凝土后期養(yǎng)護質(zhì)量，減少裂縫的產(chǎn)生。

4箱梁蒸汽養(yǎng)護的難點分析

蒸汽養(yǎng)護箱梁由于控制過程難度較大，很容易使混凝土產(chǎn)生裂縫，裂縫的產(chǎn)生主要有2種：一種是不當?shù)恼羝B(yǎng)護制度造成的裂縫；一種是在脫模后的不當養(yǎng)護制度造成的裂縫。前者主要是由于混凝土受熱不均勻而造成混凝土的膨脹裂紋，或者是由于混凝土與模板之間的膨脹不協(xié)調(diào)而造成的剪切應(yīng)力；后者主要是箱梁剛停止蒸汽養(yǎng)護，溫度較高，而直接暴露在空氣中，而混凝土是熱的不良導體，內(nèi)部的高溫與表面的低溫差異過大，從混凝土芯部到表面的溫度梯度過大，從而引起了較大的溫度應(yīng)力。我們只有通過大量試驗確定蒸汽養(yǎng)護制度和合理的蒸養(yǎng)工藝，在停止蒸養(yǎng)后進行灑水養(yǎng)護保證混凝土表面的濕度，又控制混凝土溫度梯度，使芯部混凝土的溫度梯度比較平緩，不會產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，避免裂縫的產(chǎn)生。

預制箱梁蒸汽養(yǎng)護并不是無懈可擊，有關(guān)資料表明蒸氣養(yǎng)護時由于混凝土水化產(chǎn)物沒有足夠的時間擴散，水化產(chǎn)物分散不均勻，使混凝土孔結(jié)構(gòu)變得粗糙，硬化結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)較大的孔；同時水化產(chǎn)物CH晶體及C-S-H凝膠都會變得緊密，導致孔隙率增大，從而降低混凝土抵抗氯離子滲透的能力，使之降低箱梁的耐久性。

5總結(jié)分析

我們只有認真的學習、研究混凝土各方面性能，積極改進完善蒸汽養(yǎng)護中的各種合理化工藝，才能正確運用蒸汽養(yǎng)護可提高混凝土早期強度的特點，縮短單片梁的生產(chǎn)周期，提高施工生產(chǎn)進度，節(jié)約能源資金，保證在不同地域不同時間生產(chǎn)出高質(zhì)量箱梁。