北方地区桥梁混凝土冬季施工质量保障措施

2017-04-08张春昱孙立喜

商品混凝土 2017年8期

关键词：水化施工工艺骨料

张春昱，孙立喜

（天津市交通科学研究院，天津 300073）

北方地区桥梁混凝土冬季施工质量保障措施

张春昱，孙立喜

（天津市交通科学研究院，天津 300073）

本文根据混凝土工程施工要求，同时结合北方地区气候特点，从混凝土的原材料、搅拌、运输、浇筑振捣、养护等方面提出施工质量的保障措施。然后，结合以往工程经验，针对不同混凝土部位提出施工过程中相应的注意事项，以供参考。

混凝土；公路桥梁；冬季施工；保障措施

0 引言

混凝土与钢筋、石材等建筑材料不同，它的强度和性能随着龄期的延长而增长，是一种成长型材料。在实际生产中，如果外在天气因素或内在施工因素发生变化，都有可能使最终的混凝土桥梁发生质量问题。北方地区冬天风大、温度低、空气相对湿度小，对混凝土材料强度的增长和性能的提高容易造成不良影响。混凝土冬季施工，如果未根据天气变化及时采取措施，调整施工工艺，极易造成质量事故，给工程带来损失。公路桥梁混凝土部位种类多，施工工艺各不相同，冬季施工更容易出现质量问题。本文重点从混凝土的施工工艺出发，提出冬季施工的保障措施，同时针对不同部位提出相应的注意事项，以保障冬季施工顺利进行。

1 冬季混凝土施工常见病害分析

混凝土冬季施工常见病害主要有失水收缩开裂和冻伤破坏。冬季施工中混凝土冻伤破坏指的是新拌混凝土在凝固过程中受冻破坏。新拌混凝土中的水分除了一部分参加水泥的水化反应外，其余的水分只提供混凝土的和易性，这部分水在混凝土凝固过程中逐渐外移蒸发。当气温低于冰点时，表面水分开始结冰，水结冰体积膨胀，排挤胶凝体和水泥颗粒，使水泥水化所形成的胶凝骨架遭到破坏。当温度回升到冰点以上时，冰聚体开始融化，会使原来的位置留下空隙，增加混凝土的孔隙率。所以受过冻伤破坏的混凝土，不仅抗压强度降低，而且密实性、与钢筋的粘结力等混凝土耐久指标都显著劣化[1-3]。大风和空气干燥会加剧混凝土表面失水收缩，特别是当构件表面浮浆过厚时，因为混凝土中骨料本身不收缩，收缩主要来自水泥浆收缩，所以浮浆的收缩远远大于混凝土本身的收缩。当外界环境风大，空气干燥时，极易造成浮浆层收缩开裂。浮浆层一旦开裂，又造成应力集中，最终导致混凝土本体开裂。

2 混凝土冬季施工保障措施

冬季混凝土的病害往往是多方面因素造成，因此，病害的预防要从设计、施工、养护等方面综合考虑。

2.1 混凝土配比方面

（1）强度方面。宜提高早期强度，可适当降低水胶比，增加水泥用量，以增加水泥水化热，提高混凝土的早期强度。或者掺加早强外加剂，缩短混凝土的凝结时间。

（2）使用防冻剂。施工期间，如果温度过低，或者工期紧，模板周转时间短，可以掺入适量的防冻剂。掺入防冻剂一方面可以降低水的冰点，保证低温环境下水泥水化所需的液态水；另一方面掺入防冻剂的水溶液，在低温形成的冰晶呈絮状结构，冻胀应力大大下降，可以减轻对胶凝骨架的破坏作用。

2.2 混凝土原材料

（1）原材料储备要充足，避免由于遇上雨雪天气或路况等原因造成供应不及时，影响施工进度。有些液态外加剂温度过低时稠度会增加或结晶，造成称量误差。因此，冬施期间，外加剂的储料桶外部应采取保温措施，同时桶内部增设搅拌装置。当环境温度过低时，骨料，特别是河砂会发生结团现象，河砂里的自由水会结冰，影响其称量的准确性，造成混凝土质量波动。因此，骨料料仓应采取密封结构，出入口可挂棉门帘，保温且防止雨雪污染骨料。如果料仓密封性能不能满足要求，料仓内可通暖气，保证骨料不因温度过低而发生团块、结冰现象。

（2）冬季施工时，为保障水泥水化的顺利进行，避免新拌混凝土受冻，混凝土要有一定的入模温度。一般优先采用加热拌合用水的方式。现场水加热的方式有多种，例如，蒸汽加热法、热水勾兑法、电加热法等。对于强度等级大于或等于 42.5 的普通硅酸盐水泥，拌合用水最高不得超过 60℃[4]。当加热水不能满足要求时，可加热骨料，但水泥等胶材不能加热，只能采取保温措施。

2.3 拌合站

冬季施工，混凝土拌合站可搭设暖棚，对拌合站进行全面围裹，预留罐车的出入口。搭设材料可使用彩钢板、苫布或军用帆布。在暖棚内安装暖气等加热措施，保证设备的正常运转。

2.4 混凝土的搅拌和运输

混凝土拌合前应对水温、室外温度进行测量，并做好记录。如果水温过低，要及时加热至规定温度。当采用热水拌合混凝土时，热水不能和胶凝材料直接接触，混凝土搅拌时应先加入骨料和热水，稍加搅拌后，再投入水泥等胶凝材料，搅拌时间要比常温时适当延长。混凝土的出机温度不宜低于 10℃，入模温度不宜低于5℃[4]。

冬季施工混凝土运输要做好调度工作，尽量避免押车、堵车现象，最大限度的缩短运输时间。混凝土罐应采取保温措施，可用保温材料对混凝土罐进行全封闭包裹。

2.5 混凝土浇筑

冬季施工应密切关注天气预报，施工前应了解当天天气情况，尽量避开大风、降雪等恶劣天气，尽量选择中午温度高时浇筑。浇筑时采用边浇筑边覆盖的方法，降低热量损失和混凝土表面水分的散失。浇筑完成后及时按规范的要求进行养护。

2.6 混凝土养护

墩柱、盖梁等现浇构件优先采用蓄热法养护，即在构件外面包裹保温材料，减少水泥水化热的散失，通过混凝土内部水泥水化产生的热量，提供必要的温度防止混凝土冻伤。当蓄热法不能满足要求时，需在构件外面搭设罩棚，罩棚内通蒸汽进行养护。预制梁的养护一般采取罩棚通蒸汽养护，具体养护制度可参考 JTG TF 50—2011《公路桥涵施工技术规范》的相关规定。

3 桥梁不同部位冬施中注意事项

混凝土工程冬季施工病害通常是在初冬时候发生。刚刚进入冬季，人员的意识没有及时转变，存在侥幸心理。设备等没有准备到位，施工工艺调整不及时等诸多因素，造成这个时段是冬施病害的高发期，往往一个突然的天气降温，就造成病害发生。

墩柱、盖梁等体积较大构件冬季发生病害相对较少，浇筑完成后如果顶部浮浆过厚，应及时清除浮浆层，因为浮浆层收缩大，在干燥大风的情况下很容易收缩开裂。

预制梁的施工中拆模时间很重要，很多单位喜欢带模板养护，认为这样可以保温。实际上，在养护条件正常的情况下，拆模时间不宜过晚。因为拆模时间过晚，混凝土收缩导致模板受压，造成拆模困难，严重的甚至造成梁体开裂。另外，预制梁张拉后的孔道压浆也是冬季病害的高发点。压浆材料属于水泥基材料，和梁体养护要求相同。有些压浆料材料质量发生波动，终凝时间变长，施工人员仍然按照开始规定的时间养护，当取消养护措施后，发生冻害，严重的造成梁体顺波纹管开裂。

桥面铺装和护栏比表面积比较大，施工除注意防止冻伤外，还应注意失水造成的开裂。当浮浆层过厚时也要及时清除。养护宜采取边浇筑边覆盖的方法，同时要注意收面工作的质量。