范婕妤(中鐵二十三局集團第四工程有限公司,四川 成都 610091)
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淺談預制預應力混凝土梁養(yǎng)護施工控制方法
范婕妤(中鐵二十三局集團第四工程有限公司,四川 成都 610091)
根據(jù)預制后張法預應力混凝土鐵路橋簡T梁的混凝土養(yǎng)護施工工藝的要求,預制梁“內(nèi)實外美”是橋梁生產(chǎn)單位力爭達到的質(zhì)量目標,混凝土質(zhì)量控制與混凝土有關聯(lián)的兩大重要因素:①澆注;②養(yǎng)護。澆注一般控制嚴格,養(yǎng)護往往容易被忽略或被做的不太到位。為了克服混凝土在養(yǎng)護控制中的缺陷,現(xiàn)就簡支T梁的混凝土養(yǎng)護施工控制要點,常見的問題提出處理方法和注意事項的幾點見解,以促進梁體混凝土養(yǎng)護施工工藝的持續(xù)改進,確保梁體的質(zhì)量達到目標要求。
混凝土簡支T梁;混凝土養(yǎng)護;施工控制;自然養(yǎng)護;蒸汽養(yǎng)護
簡支T梁混凝土養(yǎng)護要特別清楚養(yǎng)護開始最佳時間,自然養(yǎng)護和蒸汽養(yǎng)護的做法,以便根據(jù)自然養(yǎng)護和蒸汽養(yǎng)護的特點,結合工程的實際情況進行選擇。因此對養(yǎng)護方面的相關內(nèi)容具體介紹如下:
據(jù)研究資料介紹:混凝土進行初凝之前已經(jīng)開始進行自收縮,并且在1d之內(nèi)能夠完成大部分的發(fā)展,之后混凝土收縮發(fā)生快速衰減,最終的收縮可達到(0.025~0.050)×10-3mm?;炷灵_裂時的極限應變則逐漸而明顯的下降,由成型后2h 的4.0×10-3mm可下降至6~12h的最低值0.04×10-3mm。傳統(tǒng)養(yǎng)護的方式是在混凝土初凝之后進行養(yǎng)護,但其實在初凝前,混凝土已開始自收縮,因此養(yǎng)護的最佳時間應該在初凝前,并且為了能夠達到最好的養(yǎng)護效果,應該盡可能早的進行養(yǎng)護。但是不能因為灑水養(yǎng)護而將混凝土澆筑的平整性破壞掉。
進行自然養(yǎng)護時,一般采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土需要至少7d的養(yǎng)護時間,如果工程方面有抗?jié)B要求,養(yǎng)護時間要延長到14d以上。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表明,7~14d養(yǎng)護過程中,混凝土的強度仍然能夠得到較大提高,過了14d之后,混凝土強度開始增長緩慢。因此從強度和經(jīng)濟兩個方面考慮,我們采用不得少于14d的養(yǎng)護工藝,以求混凝土強度能夠盡量增長,并且盡可能提高混凝土抗裂性。
自然養(yǎng)護較多用于夏季混凝土養(yǎng)護施工。在混凝土澆筑完成之后,根據(jù)其初凝的情況來決定灑水的時間和頻率。一般自然環(huán)境溫度大于5℃時,應對梁體混凝土表面澆水養(yǎng)護。夏季氣候炎熱干旱,6~8月日間最高溫度36~40℃,相對濕度40~60%氣候條件對混凝土硬化不利,因為濕度小,水分蒸發(fā)快;用早強水泥和高標號水泥拌制的高強混凝土早期水化熱高,由于向陽、背陰等,引起梁體各部位溫度不均衡,容易造成裂紋。因此,在日照強、氣溫高的情況下,要盡量增加噴水次數(shù),最好從梁兩側(cè)同時進行。
蒸汽養(yǎng)護在冬季橋梁混凝土養(yǎng)護中較多使用。冬季養(yǎng)護比較復雜,露天梁冬季養(yǎng)護的關鍵在于保證混凝土在不受凍害的條件下硬化,大規(guī)模生產(chǎn)還要進一步提高溫度,使冬季的橋梁生產(chǎn)不僅能夠繼續(xù)下去,而且還要加快循環(huán)。
蒸汽養(yǎng)護一般采用梁體混凝土澆筑完成后,用蓬布覆蓋,通過管道噴出蒸汽對梁體進行加溫的方法。冬季露天施工,梁體溫度一般較低,混凝土強度增長緩慢,嚴重影響生產(chǎn)進度。蒸汽養(yǎng)護可以縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)效率,也存在一些問題,梁體各部溫度不好控制一致,稍不注意可能發(fā)生裂紋,應盡量采用一些縮小溫差的措施。
3.1 應注意解決的問題
昌樂縣位于泰山和沂蒙山脈的東端。境內(nèi)留有好幾個保存完好的古火山口——方山、孤山等。當?shù)卦鴤髡f,遠古時候,每到夜晚,居住在方山腳下的人們經(jīng)??吹缴巾斏蠒鹨粋€閃著藍光的火球。有人說火球有洗臉盆那么大,也有人說還要更大一些,但白天上山察看卻找不到任何痕跡。許多日子過去,一天晚上人們忽然被一陣轟隆隆的巨響驚醒.只見山上藍色的火球驟然增大,熠熠的藍光映照了半個天穹,一直到近天亮才逐漸消失。從那以后,山頂?shù)乃{光失去蹤跡。有人說.它被玉皇大帝收去了;也有人說,它鉆人地下,等待貴人去尋找發(fā)掘。
3.1.1 溫 差
混凝土是熱的不良導體,由于管道數(shù)量和位置的限制,蒸汽和梁體表面各部位的混凝土接觸溫度、早晚有所不同,管道周圍混凝土直接接觸蒸汽,溫度很高,而遠離管道的部分溫度則大大降低,由此而產(chǎn)生了溫差?;炷脸霈F(xiàn)裂縫是不可避免的,但是為了降低裂縫對混凝土強度的影響,在進行混凝土養(yǎng)護時應該盡可能減少混凝土內(nèi)外溫差以控制溫度裂縫的產(chǎn)生。水化作用會導致溫度裂縫的產(chǎn)生,影響混凝土的強度。
3.1.2 補救措施
由于上述溫差的存在,引起梁體溫度不均勻,極易發(fā)生橫向裂紋。補救方法:加強保溫設施,在梁體上部加蓋蓬布,減少混凝土表面的熱擴散,配合外部養(yǎng)護,從而使內(nèi)外溫差得到改善。
3.2 養(yǎng)護工藝要求及控制措施
蒸汽養(yǎng)護養(yǎng)護工藝中,隨意加溫會使混凝土受到損害,因此,建立一個合理的養(yǎng)護制度很重要,預應力梁生產(chǎn)的蒸汽養(yǎng)護由靜停→升溫→恒溫→降溫四個階段組成。
3.2.1 蒸汽管道的設置
蒸汽管道從鍋爐房輸出,主管道通向橋梁生產(chǎn)區(qū),在每個生產(chǎn)臺位中間部位設分支管道,設一閘閥加以控制。每個臺座下面縱向兩側(cè)設置兩根蒸汽噴管,管道上按要求開蒸汽噴出孔。
3.2.2 靜 停
靜停階段是第一階段,混凝土澆注完成后,靜停開始。此時的混凝土還可以流動。此階段要注意保護好混凝土,使其完美成型。靜停階段不少于4h。梁體澆灌完畢時應按要求安放好蒸汽養(yǎng)護用溫度表,并用蓬布將梁體帶鋼模覆蓋嚴實。若是冬季施工期間,此時可向蒸汽蓬布內(nèi)充入少量蒸汽,以不超過25℃為宜。
3.2.3 升 溫
靜停完畢后進入升溫階段。管道通入蒸汽后,管道附近的溫度上升較快,而離開管道遠的部位升溫速度較遲緩,為了使梁體各部溫升同步,應控制進氣量,使升溫均勻緩慢,升溫速度不大于10℃/h。當混凝土正常硬化時,強度的發(fā)展比水泥晶體因互相交叉排列成支架所引起的隆脹要快的多,結構始終是穩(wěn)定的,但當溫度升高時,水泥的水化加速了,組成混凝土的各項集料有膨脹,膨脹則有可能超過強度的發(fā)展而對混凝土不利。因此過早過快的升溫容易使混凝土的顏色變白,表面隆起、起皮,強度損失很大。靜停的目的就是使混凝土在升溫前獲得一定的強度足以抵抗蒸汽養(yǎng)護過程中的體積膨脹,同時,過快地升溫會使梁體各處溫度不均勻而造成裂紋。控制好升溫速率與溫度對混凝土而言同樣重要。
3.2.4 恒 溫
當溫度達到規(guī)定的棚溫時,即進入恒溫階段。恒溫溫度不宜太高,恒溫溫度一般控制在40℃左右。蒸汽溫度是主要的控制方向,而濕度往往滿足不了混凝土硬化的需要,尤其是管道溫度超過45℃時,混凝土會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象,使強度受到損失。因此進行恒溫養(yǎng)護時應該注意保持混凝土濕潤。為了能夠保證混凝土養(yǎng)護過程中各個部位受到的養(yǎng)護條件相同,要求棚內(nèi)各部位的溫差不超過5℃。這一步能夠保證混凝土養(yǎng)護過程中不會出現(xiàn)受熱不均、養(yǎng)護條件不一的情況。
3.2.5 降 溫
當通過試塊強度證明梁體已達到脫模強度時,由養(yǎng)護人員在接到試件強度通知后方可停止送汽,此時進入降溫階段,溫速度不得超過10℃/h。降溫時先停止供氣,但是不要立即掀開蓬布,充分利用蒸汽的余熱,讓梁體自然充分冷卻,否則混凝土在驟然遇冷時可能會造成內(nèi)應力出現(xiàn)收縮裂紋,這也會影響到混凝土的強度。
3.2.6 查 溫
在養(yǎng)護過程中,蒸養(yǎng)的溫度必須定時檢查,并做好記錄,同時注意調(diào)整溫度。只有掌握梁體溫度才能有效地進行養(yǎng)護,判斷混凝土強度的發(fā)展。
混凝土澆搗后,由于水泥水化作用不斷進行凝結硬化。如果處于干燥、炎熱的環(huán)境當中,水化作用的進行將會受到阻礙,對混凝土強度造成影響。因此混凝土澆筑后初期階段的養(yǎng)護十分重要。
混凝土的養(yǎng)護包括自然養(yǎng)護和蒸汽養(yǎng)護。對于后張法施工的混凝土養(yǎng)護而言,最為重要的就是保持好養(yǎng)護溫度和養(yǎng)護濕度。在這兩方面蒸汽養(yǎng)護更加出色一些,可以通過人工的方式進行控制。而自然養(yǎng)護則依靠的是自然條件,因此在溫度控制上會有些缺陷。但是在蒸汽養(yǎng)護時需要注意,養(yǎng)護完成后撤去養(yǎng)護罩時應該等到混凝土降至環(huán)境溫度后再進行,否則會對混凝土產(chǎn)生不利影響,導致豎向裂縫的產(chǎn)生,大大降低混凝土強度。實踐證明蒸汽養(yǎng)護對預制后張法預應力混凝土鐵路橋梁的混凝土養(yǎng)護是很有成效的,技術上可行、工藝上可靠,工期上有保障,是一種成功的養(yǎng)護方案。
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范婕妤(1981-),工程師,本科,主要從事橋梁、軌枕、軌道板、雙塊式軌枕、鋼結構產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量控制,質(zhì)量檢驗工作。
U445
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2095-2066(2016)07-0195-02
2016-2-20