宋良勝

(日照市公路管理局,山東日照 276500)

大體積預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁養(yǎng)護施工

宋良勝

(日照市公路管理局,山東日照 276500)

大體積結(jié)構(gòu)物混凝土澆筑,往往在設(shè)計、施工時常會采用一些應(yīng)對措施,但對后期的養(yǎng)護過程容易忽視,極易造成收縮裂縫,影響結(jié)構(gòu)物的使用壽命。以現(xiàn)澆箱梁為例簡要介紹保溫保濕措施。

預(yù)應(yīng)力混凝土 保溫 保濕

的通道,二是抹去表面的水泥漿,減少水泥漿的收縮。因而必須多抹、多搓,抹至表面看不見水泥漿為止。橋面收漿時還應(yīng)注意盡量不要加水收漿,收漿時若在表面灑水容易造成水泥漿集中,會在凝結(jié)后形成龜裂或起皮。當(dāng)發(fā)生這種水泥漿集中時應(yīng)采取多次收漿的方法防止裂紋或起皮。

夏季應(yīng)盡量避免在陽光暴曬時收漿抹面。當(dāng)溫度較高時應(yīng)適當(dāng)增加收漿抹面人數(shù),尤其是第二次收漿的時間應(yīng)控制好,水份蒸發(fā)較快時應(yīng)提前進行第二次收漿。收漿后及時覆蓋灑水。

(3)拆模后保濕:箱梁拆模后除頂?shù)装謇^續(xù)覆蓋灑水外,腹板內(nèi)外側(cè),翼緣板底面均采用養(yǎng)護劑成膜覆蓋養(yǎng)護?；炷琉B(yǎng)護劑是由水性高分子材料改性水玻璃組成,具有較強的親水性。該養(yǎng)護劑具有較好的成膜性能和一定的滲透性能,噴涂在混凝土表面上時形成連續(xù)的無色不透水的薄膜。實際噴涂后由于氧化原因,噴涂過的混凝土表面略有泛黃現(xiàn)象,與未噴涂的混凝土表面略有區(qū)別。養(yǎng)護劑覆蓋養(yǎng)護的效果較好,未發(fā)現(xiàn)裂紋。夏季應(yīng)以灑水養(yǎng)護為主,也可噴涂養(yǎng)護液養(yǎng)護。由于夏季脫模后混凝土表面溫度較高,表面失水很快,噴涂養(yǎng)護液前應(yīng)先將混凝土表面灑水濕透,再噴養(yǎng)護液其效果可能會更好。表2是一組7天混凝土試件抗壓強度對比試驗數(shù)據(jù)。

從表2可以看出噴灑養(yǎng)護液養(yǎng)護與灑水養(yǎng)護試件強度基本相同,說明噴灑養(yǎng)護液有較好的養(yǎng)護效果。

2.2 混過凝土保溫

混凝土保溫分灌注后的整體保溫及脫模后的保溫兩部分。灌注后的整體保溫,應(yīng)優(yōu)先采用覆蓋的方法,特別是冬季臨近海邊,風(fēng)力作用及晝夜溫差對梁體產(chǎn)生的內(nèi)外溫差均會造成溫差裂紋。值得注意的是箱梁兩側(cè)的通風(fēng)孔盡管很小卻形成風(fēng)洞,通風(fēng)孔處本身容易形成應(yīng)力集中,由于風(fēng)洞引起的劇烈降溫在該處極易形成裂紋。這種裂紋形成后發(fā)展很快,如果不及時堵住通風(fēng)孔或提前進行預(yù)應(yīng)力張拉,裂紋往往會內(nèi)外貫通,而且向上下延伸很長。因此通風(fēng)孔芯模抽出后應(yīng)及時用棉紗或海綿將通風(fēng)孔堵塞。梁體脫模后的保溫主要是防止脫模瞬間混凝土內(nèi)外產(chǎn)生的溫差。對普通混凝土而言,不論何時內(nèi)外溫差應(yīng)控制15～20℃以內(nèi)。

(1)由于現(xiàn)澆箱梁合攏束構(gòu)造鋼筋復(fù)雜,其端模脫模十分困難,采用鋼模尤其如此,混凝土強度增長到設(shè)計允許脫模的強度時,端模脫模比較困難。若提前脫模此時混凝土正處于強度快速增長期,其水化熱較高,內(nèi)外溫差較大,若保溫不當(dāng),容易形成溫差裂縫。因此脫端模除須快速脫模外,在氣溫較低時,應(yīng)避開低溫時間,盡量白天脫模,脫模后及時覆蓋。

(2)內(nèi)模拆除亦須提前,主要是考慮到內(nèi)模(錨塊)對梁體有約束作用,這種約束限制混凝土收縮變化,導(dǎo)致混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力。為了避免這種情況發(fā)生,宜較早解除內(nèi)模約束。但內(nèi)模拆除時往往也是梁體混凝土快速增長期,箱內(nèi)溫度遠遠高于箱外溫度,箱室兩端如果不采取遮蓋措施,則會形成風(fēng)洞效應(yīng),造成梁端急劇降溫,在梁端加厚段出現(xiàn)裂縫。因此脫內(nèi)模時,應(yīng)將箱室兩端外側(cè)用油布之類的編織物遮蓋,防止其出現(xiàn)風(fēng)洞。尤其是冬季更不得出現(xiàn)這種情況。

(3)冬季低溫施工時,混凝土灌注完畢后。對整個外模全面覆蓋形成保溫棚,或在外模表面噴上泡沫保溫層。當(dāng)采用編織物覆蓋保溫時,應(yīng)采取有效的防風(fēng)措施。編織物應(yīng)與模板或骨架可靠連接,不得被風(fēng)掀開,否則就起不到保溫的作用。冬季除采取覆蓋保溫外,當(dāng)氣溫低于-5℃時,還應(yīng)在保溫棚內(nèi)設(shè)置取暖爐,取暖爐上放置敞口式水壺,不得干燒,以防治混凝土失水。

總之,大體積現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土這樣的對耐久性有較高要求的結(jié)構(gòu),必須采取更有效的保溫保濕方案。并根據(jù)箱梁的溫度變化曲線制訂相應(yīng)的養(yǎng)護措施,才能控制預(yù)制箱梁的早期裂紋。

1 混凝土常見裂縫原因分析

(1)混凝土澆筑初期?；炷凉嘧⑼旰?混凝土強度基本為零,任何失水收縮均會造成表面裂紋?；炷涟柚坪笠欢螘r間,膠凝材料開始水化,并出現(xiàn)泌水和體積縮小現(xiàn)象,此外在這段時間內(nèi),混凝土表面由于各種原因引起失水,塑性狀態(tài)的混凝土可能因體積變化較快導(dǎo)致表面開裂。這種體積的縮小即為塑性收縮。塑性收縮引起的混凝土表面裂縫一般深度較淺,不直接影響混凝土的整體性能。但有兩點應(yīng)引起我們足夠的重視:1)寬度和長度較大的塑性裂縫可能會因應(yīng)力集中導(dǎo)致裂縫向混凝土內(nèi)部擴展。2)大量的微小裂縫使混凝土保護層的質(zhì)量下降。我們知道,混凝土耐久性最重要的保護就是高質(zhì)量的表層,幾乎所有耐久性方面的問題都始于混凝土的表層。當(dāng)混凝土處于惡劣環(huán)境下時,侵害性作用會因表層混凝土受損加速影響到混凝土內(nèi)部。而且根據(jù)以往經(jīng)驗,在混凝土的初凝階段因養(yǎng)護不及時導(dǎo)致表面嚴重失水而發(fā)生的裂紋,其裂紋深度一般很深,尤其是橋面板這樣的薄壁部位,發(fā)生裂紋后很容易形成貫通性裂紋。這種裂紋的破壞性后果極其嚴重,因此,混凝土灌注完后應(yīng)及時灑水、覆蓋保濕,尤其是在氣溫高、氣候干燥的情況下,混凝土初凝前即應(yīng)灑水保濕。在氣溫低、氣候干燥的情況下,應(yīng)立即覆蓋防止失水,水化熱升高后既使是氣溫低的情況下也需灑水補充水份。

(2)混凝土澆筑中期。當(dāng)混凝土的強度處于較快的增長階段時,其水化熱較高,而混凝土是不良熱傳導(dǎo)材料。當(dāng)其外部遇到冷空氣或冷介質(zhì)時,其表面溫度快速冷卻而內(nèi)部溫度不會下降,造成內(nèi)外溫差產(chǎn)生收縮裂紋。

(3)混凝土澆筑后期。當(dāng)混凝土強度趨近于設(shè)計強度時,內(nèi)部水化熱完全消失,表面失水干縮也會產(chǎn)生裂紋,但這種裂紋一般為龜裂,其裂紋是淺表性的。這種裂紋雖不致影響結(jié)構(gòu)強度,但對結(jié)構(gòu)耐久性有較大影響,也應(yīng)加強混凝土的后期保濕養(yǎng)護。

2 常見裂縫應(yīng)對措施

2.1 箱梁保濕

(1)底板混凝土的保濕方案:底板混凝土灌注完后應(yīng)及時收漿,收漿時可用噴水壺噴水以保證表面有足夠的水份,同時利于收漿,收漿完畢后應(yīng)用氈布或麻袋覆蓋,尤其是兩端出口處更應(yīng)及時覆蓋,防止箱內(nèi)兩端形成的風(fēng)洞造成失水。氣溫在平均5℃以上時,混凝土初凝后連續(xù)灑水保持表面濕潤,平均溫度在5℃以下時,應(yīng)用濕氈布或濕麻袋覆蓋或噴涂養(yǎng)護劑保水。在拆除內(nèi)模及端模時,應(yīng)對頂板下部、腹板、梁端立即噴灑液體養(yǎng)護劑進行覆蓋,噴灑時應(yīng)采用兩次噴灑成膜。對底板容易覆蓋保濕的部位應(yīng)立即覆蓋保濕。經(jīng)試驗箱內(nèi)濕度約比箱外濕度低5%左右。表1是一組箱梁箱內(nèi)外溫濕度測試對比數(shù)據(jù)。

由表1可以看出箱內(nèi)外的濕度在內(nèi)外溫差的影響下有一定的差別,在箱內(nèi)溫度較高的情況下箱內(nèi)濕度會更小。因此箱內(nèi)拆模后溫度高、蒸發(fā)量大時更應(yīng)加強養(yǎng)護,養(yǎng)護液噴灑前應(yīng)對表面充分灑水,其養(yǎng)護效果會更好(圖1）。

(2)頂?shù)装寤炷恋谋穹桨?由于頂板部位暴露面積大,且不易密閉養(yǎng)護,尤其是在收漿階段,暴露時間過長,夏季高溫及冬季低溫養(yǎng)護的難度較大。橋面養(yǎng)護主要是及時覆蓋。溫度低于5℃時應(yīng)在收漿后蓋上塑料布,阻止水份蒸發(fā),混凝土初凝后,塑料布上再覆蓋氈布保濕。也可在混凝土表面均勻涂刷養(yǎng)護劑。溫度高于5℃時,應(yīng)邊收漿邊用噴壺或洗車泵將水噴成霧狀對表面進行灑水保濕,混凝土初凝后,即可覆蓋氈布,其上灑水保證氈布濕透,對混凝土起到保濕的作用。夏天第二次收漿完畢后應(yīng)立即覆蓋無紡布并灑水保濕（圖2）。

制梁過程中,加強第二次收漿抹面控制,并及時覆蓋、灑水且保持表面濕透狀態(tài),連續(xù)養(yǎng)護不少于7天,橋面板基本沒有裂紋。實踐證明橋面出現(xiàn)裂紋主要與第二次收漿的時間及灑水不及時有很大的關(guān)系。抹面的作用一是破壞混凝土表面的毛細孔,切斷水份蒸發(fā)

表1

表2

宋良勝(1974—),男,漢,山東省莒縣閻莊鎮(zhèn)人,畢業(yè)于中國農(nóng)業(yè)大學(xué),一直在日照市莒縣公路局從事道路橋梁工程施工,積累了大量的實踐經(jīng)驗。