浅析蒸养混凝土冬季施工的质量控制

2014-12-23王茜

科技视界 2014年31期

王茜

（天津滨海职业学院，中国天津 300451）

0 引言

蒸气养护法是指混凝土构件在浇筑后，构件在高温、高湿的蒸气作用下，使构件快凝、早强，避免混凝土浇注后在低温下冻结，缩短模板周转、混凝土养护时间，从而提高模板、台座周转率，加快构件预制速度的一种有效的施工工艺。蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段，蒸养工艺对施工过程中各工序的要求严格，如控制不当就会出现构件裂缝等重大质量事故。本文结合某工程蒸养混凝土施工，对蒸养混凝土原材料的选择，入模温度控制、蒸养制度的确立与控制及混凝土后期强度的增长情况进行了有益的尝试。

1 工程概况

工程概况：某围埝工程二标段，位于辽东湾。南距营口港鲅鱼圈港区A 港池约4km，混凝土预制构件总工程量27130 块，为素砼3t 扭王字块，标号为C30F250，须进行冬季施工。

施工难点：本工程计划79 个有效工作日计算，计算日工作强度为352 块，工期紧任务重。且鲅鱼圈港为冰冻港，冬季施工年平均最低气温7.4℃年极端最低气温-22.5℃，冬季预制C30F250 混凝土块采用蒸汽养护，对混凝土原材料选择、混凝土入模温度、蒸养制度的控制及保温措施都提出了较高的要求。

2 混凝土原材料及配合比的选择与确定

2.1 原材料的选择

针对本工程混凝土抗冻等级F250 且处于海水环境下，冻融要求高，在原材料选择时注意以下问题：

（1）碎石：要求粒径适宜碎石级配良好，优先选用连续继配粗骨料，含泥量不大于1.0%，泥块含量不大于0.5%，坚固性能试验强度不得低于混凝土的配制强度。本工程采用大石桥5-31.5mm 连续级配碎石。

（3）水泥：采用42.5 级普通硅酸盐水泥，

（4）外加剂：-15℃防冻剂，松香热聚物引气剂。

（5）拌和用水：饮用水，蒸气加热到80-90℃。

2.2 配合比的确定

据本工程混凝土特点，抗冻等级F250，且处于海水环境中，动融要求较高，水灰比应满足所处寒冷地区耐久性要求，且混凝上有较好的和易性，为减少预制块上斜肩气泡的产生，坍落度控制在2-4cm 较为适宜,经配合比优化，选定配合比如下：

表1

3 混凝土的拌合与浇筑

3.1 混凝土的拌合控制

据现场情况，拌合物的出机温度不能低于20℃。且要保证混凝土拌合物经运输到浇筑时温度不能低于5℃，在计算中，假定骨料的温度与大气温度相同，取-15℃，水泥在罐内的温度为25℃。

砼搅拌前应用热水冲洗搅拌机，适当延长混凝上净拌合时间，砂石料和热水搅拌一分钟后再加入水泥后搅拌时间不少于90sec，以确保防冻剂拌合均匀。设专人测量混凝土出机温度。

大豆主根具有明晰的粗度变化，拓扑结构可以看作是从上至下半径逐渐缩小的圆柱体，主根的每一段可以用一个倒置的圆台进行表示，主根的每个断面都是一个圆截面；主根可以由无数个圆台组合逼近来表示，圆台的长度l越小则得到的图形就越平滑，就越接近于真实大豆主根。

3.2 混凝土的浇筑

混凝土运至现场设为了保证构件能够及时进行蒸养，每个养护仓安排集中浇筑，保证混凝土供应连续性，缩短分层浇筑时间。浇筑过程中分5 层每层30cm，用高频插入式振捣器，从近模处开始，先外后内，移动间距不大于振捣器作用半径的1.5 倍。每次插入应将振动棒头插入下层砼中5cm 左右，使上下层砼结合密实。振捣以交错形式进行，振捣点间距30cm，每个振捣点振捣时间15-20s，快插慢拔，均匀振捣。振捣时避免振捣棒直接接触模板，已浇筑层的混凝土温度在被上一层混凝土覆盖前不能低于2℃。每个蒸养仓按照每小时浇筑20m3计算，整个蒸养仓浇筑完成需1.5 小时，浇筑完成后及时对混凝土表面进行保温覆盖，浇筑成型后，立即表面覆盖一层塑料薄膜，一层保温棉被，做好测温记录。

4 蒸汽养护施工工艺流程与蒸养制度的建立

4.1 施工工艺流程

施工准备→底胎清理→模板拼装→混凝土浇筑→抹面→顶面养护→拆模→整体蒸汽养护→出池堆放→集中养护

4.2 蒸养制度的建立

蒸汽养护分为静停阶段、升温阶段、恒温阶段和降温阶段，结合相关规范及混凝土蒸汽养护工艺要点，在正式施工前，我们进行了典型施工根据典型施工情况对四个阶段总结如下：

4.2.1 静停阶段

静停阶段(预养期)为制品成型后及蒸汽养护开始前所进行的养护期，有助于增加混凝上在升温期对结构破坏作用的抵抗能力，为使混凝上蒸养效果达到最佳，在施工现场因构件受海风影响，静停阶段水分蒸发量大，需要对构件顶面的混凝土进行保湿，为此在混凝上浇筑完毕、收水抹面结束后，立即覆盖上土工布，保温保湿。本工程现场情况静停3 小时基本满足要求、混凝上性能及构件混凝土强度能满足要求。

4.2.2 升温阶段

按照规范规定，表面系数大于和等于5 的结构，每小时升温15℃；表面系数小于5 的结构，每小时升温10℃。扭王字块表面系数大于5，所以每小时升温控制在15℃。在3 小时内使养护室内温度达到45℃。为协调温度与湿度、混凝上、外模板与蒸汽间的温差根据本工程的实际情况及C30F250 混凝上的性能，前2h 升温速率控制在6-8℃/h，后1-2h 放宽至10-12℃/h,避免温升过快引起混凝上细观结构的破坏，每小时测温1 次，总升温时间定为2h。

4.2.3 恒温阶段

恒温时间根据恒温温度、混凝土强度要求，通过实验确定。按规定，有抗冻性要求的混凝土最高温度不能超过50℃。经试验确定恒温在控制在45℃时，恒温5 小时混凝土强度达到设计强度的70%以上，另另蒸汽管道的蒸汽孔承斜45°向上形成扇形气幕，使构件横断面及纵断面左右上下的恒温温度基本一致，避免构件上下面间的较大温差，降低局部热冲击对构件混凝上的损害，每2 小时测温一次。

4.2.4 降温阶段

根据规范要求，当结构表面系数<6/m 时(本工程为5.7/m),蒸养降温速度应小于5℃/h，降温开始时，先减小供汽量，降温速率为7℃/h，当构件温度降至比环境温度约高5℃时，停汽。降温过程中蒸养棚内与环境温差不超过5℃时，方可撤除蒸养棚(严禁在大风、降雨等恶劣气候条件下撤除)，通过关小阀门，使养护仓内降温，当养护仓内温度降低至5℃时，对模板进行拆除。砼拆模后，先用麻袋或土工布覆盖，待砼预制强度达到70%的设计强度，即可出运转堆。

4.3 蒸养温度控制

现场设置50t 蒸汽锅炉一台，对砼用水进行及蒸养仓加热，蒸养初期，由于钢模的高导热和低蓄热性，在钢模和混凝上的接触界而上，会形成从混凝上侧到钢模侧的温度差梯度，当该温度差梯度较大时，混凝上表面将承受较大的拉应力，造成混凝上表面结构的破坏；升温阶段尤其是前2h 必须低温高湿慢速升温。

降温阶段根据施工时环境气温，由度时积确定恒温结束时间。进入降温阶段时，应注意以下几点：（1）表面系数大，降温迅速，易发生收缩裂纹；（2）构件结构截面尺寸变化大的地方，若突然停汽，蒸养棚内湿度急剧变化，会引起混凝土干裂。

控制措施：每30min 测温一次，采用热电偶测量温度，把降温速率控制在10℃/h 以内，禁止过快降温。当构件混凝土表面温度与环境温度之差不超过5℃、构件内外温差不超过5℃时方可揭去土工布，撤除蒸养棚，降温开始时，调节供汽阀和回汽阀，降低供汽压力当环境温度较高时，通过揭开小范围蓬布来控制降温；当环境温度较低时，通过控制供汽量进行调节。