楊月濤

摘要：本文以北方冬季某客運專線32m和24m簡支箱梁預制施工為基礎，闡述了冬期寒冷季節(jié)施工原材料要求、設備配置、控制措施等，供以后混凝土冬季施工參考。

關鍵詞：箱梁預制；冬期混凝土施工；溫度；鋼筋混凝土

1.前言

冬期混凝土施工是指根據當地多年氣溫資料，環(huán)境晝夜平均氣溫連續(xù)3d低于5℃或最低氣溫低于-3℃時混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土及砌體工程施工。在東北地區(qū)因寒冷季節(jié)較長，同時由于受工期制約，冬季施工是不可避免的。當環(huán)境溫度降到5℃時，只要采用適當的施工方法，避免新澆混凝土早期浸凍，使外露混凝土與冬季氣溫保持較小溫差，也會取得非冬期施工的效果，完全可以保證混凝土的施工質量。

2.冬期施工前準備工作

（1）加強對攪拌站的保溫防護，上、下水管道的檢修、防護。

（2）加強鍋爐房等供暖設備的維修保養(yǎng)工作，確保正常供暖，各供暖管溝要進行一次徹底的檢查，排除隱患。另外，要注意供暖燃料的儲備，統(tǒng)一使用低硫低灰粉的優(yōu)質煤。

（3）提早準備冬期施工用原材料，尤其要提早備足至少三個月的混凝土用砂石料，以防冬期購砂困難或臨時進料因含水過大而結成冰塊，無法使用。冬季用外加劑（早強劑、防凍劑）要及早與生產廠家聯(lián)系，安排試驗，確保冬季施工外加劑的數量和質量。

（4）冬季施工技術準備：應組織學習冬季施工技術規(guī)程，提前做好防凍劑必試項目試驗。

3.冬期施工技術控制

3.1混凝土配合比

主要適用于在0℃左右的混凝土施工。具體做法：

①選擇早強硅酸鹽水泥，試驗結果表明該水泥水化熱較大，且在早期放熱產生強度最高，一般3天抗壓強度大約相當于普通硅水泥7天的強度，效果較明顯。

②盡量降低水灰比，稍增水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達到齡期強度的時間。

③摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引氣劑后生成的氣泡，相應增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動性，改善其粘聚性及保水性，緩沖混凝土內水結冰所產生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。

④摻加早強外加劑，縮短混凝土的凝結時間，提高早期強度。應用較普遍的有硫酸鈉（摻用水泥用量的2%）和MS-F復合早強試水劑（摻水泥用量的5%）。

⑤選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，使其熱膨脹系數和周圍砂漿膨脹系數相近。

3.2原材料要求

（1）水泥

選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，水泥標號不宜低于42.5級，水泥用量一般不小于300Kg/m3，水灰比不大于0.6。另外出現混凝土強度偏低，懷疑水泥實際標號與出廠標號不符，出廠時間超過兩個月，水泥有結塊現象等情況時應檢查水泥質量。

（2）骨料

冬期施工中骨料要求沒有冰塊、雪團、要求清潔，級配良好，質地堅硬，不應含有易凍壞的礦物，不應含有有機物質，冬期施工混凝土的骨料應采取架棚等覆蓋措施，防止凍結，儲備地點應選擇地勢較高不積水的地方。

抗凍混凝土所用原材料應符合下列規(guī)定：

①選用連續(xù)級配的粗骨料，其含泥量不得大于1.0%，泥塊含量不得大于0.5%。

②細骨料含泥量不得大于3.0%，泥塊含量不得大于1.0%。

③混凝土所用的粗骨料和細骨料均應進行堅固性試驗，并應符合現行行業(yè)標準的規(guī)定。

3.3混凝土攪拌

（1）冬期施工混凝土原材料攪拌時需要加熱，經計算在自然氣溫不低于-8℃時，只加熱拌和水就能滿足拌和物的溫度要求（自然氣溫低于-8℃時我們將采取將原材料放置在封閉房間，房間內供暖的方法提高原材料的溫度來保證原材料的入樓溫度），加熱溫度可參考《公路橋涵施工技術規(guī)范》

（2）混凝土投料及攪拌

冬期攪拌混凝土的合理投料順序應與材料加熱條件相適應。先投入骨料和加熱水，待攪拌一定時間后溫度降低40℃左右時（水溫80℃時），再投入水泥繼續(xù)攪拌到規(guī)定的時間，要絕對避免水泥假凝現象。每班第一盤混凝土攪拌前，先用熱水預熱攪拌機2分鐘。攪拌時間以最后一種材料投入攪拌機開始計算，攪拌時間一般較正常溫度攪拌延長50%左右。

投料時要注意不要把冰雪或凍團骨料裝入攪拌機內，避免給拌合物溫度帶來很大的損失。而且大于8cm的凍塊很難通過攪拌被粉碎和融化，熱量尚未平衡的凍團骨料除給混凝土成型帶來困難外更主要的是影響混凝土的質量。

（3）拌和設備保溫

對拌和站的料倉、輸送帶及拌和倉采用彩鋼瓦和蓬布進行封閉保溫處理并設置熱水罐或火爐。

3.4混凝土運輸

如果混凝土在運輸至澆注地過程中發(fā)生凍結現象時，澆注前進行人工二次拌合。為防止混凝土坍落度的變化，運輸工具除保溫防風外，還應嚴密、不漏漿、不吸水。在施工中，我們采用混凝土運輸車運送混凝土?；炷凉捃嚥捎门锊己屯凉げ及?，盡量減少中間倒運環(huán)節(jié)，縮短運輸時間，減少混凝土運輸過程中的熱量散失。

3.5冬期混凝土澆注

冬期混凝土澆注前清除模板和鋼筋上的冰雪及污垢，澆注前應采取防風、防凍保護措施，模板底面和側面直接通蒸汽對模板進行預熱和保溫，頂面搭設棚架（我梁場采用梁頂覆蓋蒸養(yǎng)棚的方法、如圖在蒸養(yǎng)棚四周在懸掛帆布進行四周保溫），混凝土澆筑采用從中間向兩邊全斷面澆筑的方法減少混凝土的散熱面積。已澆注層的混凝土溫度，在被上一層混凝土覆蓋前不應降至熱工計算的數值以下，且不得低于2℃。

混凝土入模前，專用設備測定混凝土的溫度、坍落度、含氣量及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合設計或配合比要求的混凝土方可入模澆筑。混凝土拌和物入模溫度不得低于10℃。

3.6混凝土養(yǎng)護

冬期混凝土的養(yǎng)護采用蒸汽養(yǎng)護。

（1）蒸養(yǎng)系統(tǒng)

采用額定蒸發(fā)量4t/h，工作壓力1.25Mpa的鍋爐。其使用程序為：烘爐→煮爐→升火→供汽→正常運行。

蒸養(yǎng)管道：主管道采用φ60mm鋼管、支管道采用φ42mm鋼管，蒸發(fā)管采用φ15mm鋼管，供汽量和蒸發(fā)量平穩(wěn)通過內桿式楔型閥調節(jié)，蒸汽養(yǎng)護管道如右圖所示。

蒸養(yǎng)罩：箱梁進行蒸汽養(yǎng)護時直接采用蒸養(yǎng)罩覆蓋嚴實。蒸養(yǎng)罩采用密封性高、隔熱好、安拆方便的專用雙層屏蔽罩。采用計算機及遠程溫度傳感器自動控制蒸汽管道上的電磁閥開合，以控制養(yǎng)護罩內的溫升速度和溫度的高低。蒸養(yǎng)棚如右圖所示。

測溫計：采用壓力式指示溫度計，測溫范圍0～100℃，精度等級1.5級。

測溫計的布置：箱梁兩外側、兩端及跨中各布置一塊，孔道布置一塊，梁頂和梁底各布置四塊，箱內兩端各布置一塊。溫度傳感器安裝牢靠，位于梁體外側、箱內高度的中部位置，其它部分離混凝土面或模板5～10cm左右。

（2）混凝土蒸汽養(yǎng)護

梁體混凝土灌注完畢后，立即覆蓋養(yǎng)護罩，在棚內進行二次收抹，收抹完成后馬上對箱梁頂面進行通汽養(yǎng)護。

采用蒸汽養(yǎng)護時，實施跟蹤養(yǎng)護，使蓬溫與梁體內水化熱相適應。蒸汽養(yǎng)護全過程分為靜停、升溫、恒溫、降溫四個階段，降溫階段要保證梁體的混凝土強度在60﹪以上方可停止。

序號階段說明

1靜停在混凝土澆筑時通底板2個管道、腹板4個管道的蒸汽，澆筑完成后將蒸養(yǎng)棚下放通頂面2個管道的蒸汽，養(yǎng)護罩內溫度保持5℃以上

2升溫梁體混凝土在灌注完成4h后開始通蒸汽加溫，升溫速度平均每小時控制在5℃～10℃。

升溫速度應視環(huán)境溫度而定，當環(huán)境溫度低于15℃時，每小時升溫5℃，當環(huán)境溫度高于15℃時，每小時升溫8℃～10℃。

3恒溫恒溫約24小時左右，養(yǎng)護溫度不超過45℃，梁體芯部混凝土溫度應控制在60℃以內。

4降溫降溫速度在每小時8℃～10℃，在升、恒、降溫過程中，梁體混凝土芯部、表面、養(yǎng)護棚內溫度差異均不超過15℃。

（3）冬期養(yǎng)護容易出現的問題及處理措施

①容易出現的問題

a、混凝土表層受凍變酥，減少構件有效截面積。

b、裸露混凝土受凍，使混凝土喪失強度。

c、梁體出現裂紋。

②問題的原因分析

a、模板保溫失效。

b、混凝土覆蓋措施不力。

c、梁體模板保溫不良，拆模后覆蓋不好。

d、養(yǎng)護方法失當，使混凝土產生裂紋。

4.冬季施工保證措施

4.1質量保證措施

①建立完善的質量保證體系和質量管理制度。

②完善質檢、試驗、測量檢測控制體系，嚴格執(zhí)行"自檢、互檢和專檢"三級檢驗制度。特別是針對冬季施工的特點制定詳細可行的控制體系。

③加強施工過程控制。

④制定冬季施工的測量、試驗檢測、質量監(jiān)督預案。

4.2安全保證措施

①養(yǎng)護管路和設備一周檢修一次，電路管理符合用電規(guī)范要求。

②蒸養(yǎng)設備設專人負責，定期半月檢修一次，嚴防火災、燙傷事故。在危險的地域設明顯警告標示。

③養(yǎng)護人員高空作業(yè)要系安全帶，穿防滑鞋。

④人員上下支架或平臺作業(yè)要謹慎小心，在保護好混凝土成品，保證養(yǎng)護措施實施的同時，加強個人安全防護工作，杜絕丟傷、燙傷事故的發(fā)生。