蘇 志 剛

(山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司陽泉分公司，山西 陽泉 045000)

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低溫條件下橋梁混凝土施工技術(shù)探討

蘇 志 剛

(山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司陽泉分公司，山西 陽泉 045000)

通過分析混凝土強(qiáng)度和溫度的關(guān)系，探討了低溫條件下橋梁混凝土的施工技術(shù)，并總結(jié)了施工過程中的注意事項(xiàng)，旨在提高橋梁的施工質(zhì)量，防止凍害情況的發(fā)生。

橋梁，混凝土，低溫條件，施工技術(shù)

在初冬時(shí)期，許多橋梁工程如果沒有將施工工作完成，就會(huì)選擇應(yīng)用簡(jiǎn)單的防護(hù)措施，在此情況下繼續(xù)施工。但是由于初冬氣候變化較大、橋梁施工條件惡劣，因此凍害情況非常容易出現(xiàn)在混凝土之中，這種凍害一般發(fā)現(xiàn)較晚。有些管理人員不夠了解冬季橋梁施工技術(shù)，也會(huì)有許多錯(cuò)誤出現(xiàn)在施工之中，從而使得工程事故出現(xiàn)。

1 混凝土強(qiáng)度和溫度的關(guān)系

在澆灌攪拌橋梁混凝土之后，其在自身水化作用下會(huì)具有較高的溫度且逐漸凝結(jié)[1]?；炷僚浜媳群推浣M合材料與水泥水化作用的速度有很大關(guān)聯(lián)，其速度快慢會(huì)受到溫度高低的影響，在溫度升高的情況下會(huì)加快其水化作用，與此同時(shí)混凝土強(qiáng)度也會(huì)增加。如果溫度下降到0 ℃，原本存在于混凝土之中的游離水會(huì)開始結(jié)冰，并變?yōu)楣袒癄顟B(tài)，水泥水化作用會(huì)停止，其強(qiáng)度變化也會(huì)停止，溫度會(huì)不斷下降，在混凝土中水分完全固化之后，其體積大約會(huì)膨脹9%，并且有20 kN/m左右的壓力產(chǎn)生，其應(yīng)力值應(yīng)該比澆筑混凝土后其背部形成初期強(qiáng)度值大，在早期破壞混凝土之后，其強(qiáng)度也會(huì)降低。水在凝結(jié)成冰之后，會(huì)有較大顆粒的冰凌出現(xiàn)在鋼筋和骨料表面，從而使得鋼筋、骨料以及水泥漿的粘結(jié)力減弱，進(jìn)而對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生影響。在氣溫回升之后，會(huì)有許多孔洞和空隙出現(xiàn)在混凝土內(nèi)部，從而使得混凝土耐久性和密實(shí)性下降。

混凝土施工在冬季進(jìn)行的時(shí)候，混凝土受到影響的主要因素就是水的形態(tài)變化，這一因素非常重要，在對(duì)混凝土進(jìn)行澆灌之后，水會(huì)立即變?yōu)楸?，其具有非常弱的水化反?yīng)[2]。在澆灌混凝土之后其存在養(yǎng)護(hù)期，這對(duì)水化作用加速非常重要，目前大多對(duì)普通硅酸鹽水泥配置配合比進(jìn)行應(yīng)用，在其抗壓強(qiáng)度達(dá)到40%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度之前，不能受到低溫凍害，在進(jìn)行一段時(shí)間的水化之后，凍害就不會(huì)再對(duì)其產(chǎn)生影響。

2 低溫條件下橋梁混凝土施工技術(shù)

2.1 負(fù)溫養(yǎng)護(hù)

負(fù)溫養(yǎng)護(hù)工藝就是預(yù)先加熱原材料，在完成澆筑混凝土工作的時(shí)候保持其溫度高于5 ℃，將防凍劑摻入到拌合物之中，在澆筑完成之后將塑料薄膜覆蓋在混凝土表面進(jìn)行保護(hù)，對(duì)霜雪侵襲和脫水情況的出現(xiàn)進(jìn)行預(yù)防。在平均氣溫為-8 ℃以下的情況下對(duì)表面系數(shù)在18以上的構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)用，在冷卻的時(shí)候需要對(duì)保溫材料進(jìn)行應(yīng)用，將其圍護(hù)起來，從而對(duì)冷卻時(shí)間進(jìn)行延長(zhǎng)，對(duì)混凝土進(jìn)行負(fù)溫養(yǎng)護(hù)，在其最終凝固之前使其溫度降低到0 ℃之下，混凝土的硬化就會(huì)在負(fù)溫下進(jìn)行。節(jié)約能源、工藝簡(jiǎn)單為負(fù)溫養(yǎng)護(hù)工藝的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)就是強(qiáng)度增長(zhǎng)速度慢。極端最低氣溫不小于-16 ℃或日平均氣溫不小于0 ℃的情況下，適合對(duì)負(fù)溫養(yǎng)護(hù)工藝進(jìn)行應(yīng)用，并且其應(yīng)用的構(gòu)件需要具備較低的強(qiáng)度增長(zhǎng)速度要求，特別適合對(duì)無法應(yīng)用其他養(yǎng)護(hù)工藝的構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)用[3]。在混凝土中適當(dāng)加入防凍成分之后，會(huì)稍微降低混凝土的強(qiáng)度，但是不會(huì)對(duì)其耐久性能產(chǎn)生影響，因此其與凍害造成的強(qiáng)度下降之間具有本質(zhì)的區(qū)別。負(fù)溫配合比設(shè)計(jì)原則就是在負(fù)溫養(yǎng)護(hù)混凝土之后，促使其能夠與工程設(shè)計(jì)質(zhì)量指標(biāo)相符合，在此情況下養(yǎng)護(hù)出的混凝土不能比常溫施工的混凝土耐久性能低，保證配合比設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)合理原則相符合，保證配合比的操作性高，能夠?qū)κ┕ひ筮M(jìn)行滿足。

2.2 正溫養(yǎng)護(hù)

冬季氣溫雖然低于0 ℃，但是可以在澆筑橋梁混凝土的時(shí)候應(yīng)用技術(shù)手段將其溫度保持一段時(shí)間，在其硬化之后，確定其具備抗凍能力后冷卻混凝土到0 ℃之下：這一工藝就是正溫養(yǎng)護(hù)工藝。將正溫養(yǎng)護(hù)工藝應(yīng)用在混凝土之中的方法如下：加熱原材料，保持運(yùn)輸工具和攪拌站的溫度，如有必要還可以預(yù)熱施工縫處的混凝土和鋼模板，從而保證在澆筑拌合物的時(shí)候其還具備一定溫度，除了將混凝土澆筑在暖棚內(nèi)進(jìn)行之外，還可以應(yīng)用保溫材料圍護(hù)結(jié)構(gòu)物，從而對(duì)硬化進(jìn)行加速，對(duì)能源進(jìn)行節(jié)約。在完成澆筑混凝土的工作之后，不同尺寸的構(gòu)件具有不同的溫度，如果構(gòu)件較大較厚，那么在澆筑后混凝土的溫度會(huì)因?yàn)槠鋬?nèi)部水化熱而上升，拌合物則具備相對(duì)較低的溫度[4]。在對(duì)薄壁構(gòu)件進(jìn)行澆筑的時(shí)候，如果拌合物具有較高溫度，將正溫養(yǎng)護(hù)工藝在混凝土之中進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，需要保證其溫度在30 ℃之下。在對(duì)人工加熱法進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，需要控制其最高溫度處于40 ℃～50 ℃的范圍之內(nèi)，水泥不能夠直接接觸溫度在80 ℃之上的原材料。經(jīng)常使用的混凝土正溫養(yǎng)護(hù)工藝包括蒸汽加熱法、電熱法、暖棚法以及蓄熱法等。

2.3 綜合養(yǎng)護(hù)

綜合養(yǎng)護(hù)工藝就是將少量防凍劑摻入到混凝土拌合物之中，預(yù)先加熱原材料，保持運(yùn)輸工具和攪拌站的溫度，在澆筑后拌合物的溫度需要高于10 ℃，如果構(gòu)件斷面尺寸在300 mm之下，那么其溫度必須超過13 ℃，在澆筑混凝土之后應(yīng)用人工加熱或蓄熱保溫的方法保證其處于正溫養(yǎng)護(hù)的短暫時(shí)期，直到最終凝固之后其溫度才下降到0 ℃之下，隨后與環(huán)境氣溫逐漸平衡。盡管混凝土強(qiáng)度低，但其在防凍劑的作用下，混凝土在負(fù)溫的情況下也會(huì)繼續(xù)硬化。相較于負(fù)溫養(yǎng)護(hù)工藝，綜合養(yǎng)護(hù)工藝的優(yōu)點(diǎn)就是可以減少摻入的防凍劑的量，混凝土也會(huì)具有較快的強(qiáng)度增長(zhǎng)速度。相較于正溫養(yǎng)護(hù)工藝，綜合養(yǎng)護(hù)工藝能夠?qū)δ芎倪M(jìn)行減少，其經(jīng)濟(jì)效果較好，綜合養(yǎng)護(hù)工藝適合在極端最低氣溫不小于-16 ℃或澆筑第6天起平均氣溫不小于-10 ℃的情況下應(yīng)用于混凝土施工之中，對(duì)綜合養(yǎng)護(hù)工藝進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)較快硬化的水泥進(jìn)行選擇[5]。例如具有較高標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥，其能夠?qū)炷翉?qiáng)度增長(zhǎng)速度進(jìn)行提升，但是如果對(duì)硫鋁酸鹽早強(qiáng)水泥或快干水泥進(jìn)行應(yīng)用，能夠獲得更好的效果。

3 低溫條件下橋梁混凝土施工注意事項(xiàng)

在焊接橋梁鋼筋的時(shí)候需要保證其最低溫度不小于-20 ℃，對(duì)防風(fēng)防雪措施進(jìn)行應(yīng)用，對(duì)焊件的溫度差進(jìn)行縮小，在焊接之后需要避免冰雪與接頭接觸。在對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼材進(jìn)行張拉的時(shí)候，需要保證溫度在-15 ℃及以上。在將孔道壓漿工作對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)施的時(shí)候，需要保證其所處溫度為正溫。如果混凝土中摻有防凍劑，就需要對(duì)防凍劑中的鹽成分多加注意，防止其腐蝕鋼筋。

4 結(jié)語

本文就低溫條件下橋梁混凝土施工技術(shù)進(jìn)行了探討。如果沒有正確選擇冬季橋梁混凝土施工方法，就會(huì)使得工程質(zhì)量出現(xiàn)問題，對(duì)資金進(jìn)行浪費(fèi)，使得工期延長(zhǎng)。若想對(duì)混凝土工程冬季施工質(zhì)量進(jìn)行保證，混凝土攪拌站就需要對(duì)出廠質(zhì)量和生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，施工單位也需要進(jìn)行支持和配合，從而對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行保證。除此之外，施工單位還需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行遵守，將養(yǎng)護(hù)混凝土和混凝土施工工作做好，從而防止質(zhì)量隱患出現(xiàn)在冬季混凝土施工的過程中，對(duì)混凝土工程的質(zhì)量進(jìn)行保證[6]。

[1] 蒲玉川.高原低溫條件摻粉煤灰混凝土施工技術(shù)[J].青海交通科技,2013(2):36-39.

[2] 何寶元.低溫條件下大體積混凝土施工技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(11):46.

[3] 岳紅宇,石 亮.一種低溫超早強(qiáng)微膨脹混凝土施工技術(shù)[J].現(xiàn)代交通技術(shù),2017(1):20-23.

[4] 成麗華.低溫環(huán)境下橋梁混凝土施工質(zhì)量影響因素分析及解決方法探討[J].低碳世界,2016(10):206-207.

[5] 張信瑞.試論道路橋梁冬季施工中混凝土澆筑的施工技術(shù)[J].建材與裝飾,2016(13):210-211.

[6] 李偉義.冬季道路橋梁施工中混凝土澆筑的施工措施[J].黑龍江科技信息,2015(11):256.

Discussion on construction technology of bridge concrete under low temperature conditions

Su Zhigang

(Yangquan Branch, Shanxi Road and Bridge Construction Group Limited Company, Yangquan 045000, China)

Through the analysis on the relationship of concrete strength and temperature, this paper discussed the construction technology of bridge concrete under low temperature conditions, and summarized the matters needing attention in construction process, in order to improve the construction quality of bridge, to prevent the occurrence of freezing injury.

bridge, concrete, low temperature condition, construction technology

1009-6825(2017)12-0159-02

2017-02-13

蘇志剛(1979- )，男，工程師

U445

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