新開河特大橋混凝土冬季施工質(zhì)量控制

郭忠民

摘要:混凝土的凝結(jié)硬化須要一定的溫度條件,天氣寒冷會使混凝土凍結(jié),而無法使混凝土凝結(jié)。當(dāng)氣溫降到-3℃,晝夜平均溫度低于+5℃時,就需要按照混凝土冬季施工方法進行施工。

關(guān)鍵詞:冬季施工;混凝土;質(zhì)量控制

1工程概況

新開河特大橋大部分位于長春市汽車產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)內(nèi)，起訖里程為DK674+464.69（沈臺臺尾）-D3K687+600.81（哈臺臺尾）, 全長13136.12m。全橋共有399個墩臺，樁基礎(chǔ)3506根，墩身采用圓端形實體橋墩，墩高1.5m～12m之間。橋梁工程主體工程所用混凝土材料均為耐久性混凝土，采用碳化環(huán)境Ｔ２級和凍融破壞環(huán)境Ｄ２級進行耐久性設(shè)計。

2冬季施工特點

《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000)明確,冬季施工是指根據(jù)當(dāng)年氣溫資料,室外日平均氣溫連續(xù)5 d穩(wěn)定低于5℃時混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土及砌體工程的施工。

冬季是工程質(zhì)量事故的多發(fā)季節(jié)，尤以混凝土工程居多。質(zhì)量事故出現(xiàn)具有隱蔽性、滯后性，因為是在冬季施工，多數(shù)問題在春季才開始暴露出來，因而給事故處理帶來很大的難度，輕者進行修補，重者必須返工。

3冬季施工準(zhǔn)備工作

組織專人提前編制冬季施工方案。原則:確保質(zhì)量;經(jīng)濟合理;縮短工期。內(nèi)容:施工程序;施工方法;現(xiàn)場布置;設(shè)備、材料、能源、工具的供應(yīng)計劃;安全防火措施;測溫制度和質(zhì)量檢查制度等。方案確定后，組織學(xué)習(xí)，并向隊組進行交底。及時接收天氣預(yù)報，防止寒流突然襲擊。安排專人測量氣溫，并作好記錄。做好特殊工種人員的培訓(xùn)和資格審查，不合格人員不準(zhǔn)上崗。

4混凝土的冬季施工要求

混凝土冬季施工的材料儲備:砂石料應(yīng)在入冬前組織進場并采取措施,保證砂石料不受凍，溫度在0℃以上；防止出現(xiàn)冰雪、凍塊進入攪拌機內(nèi);防止過大的凍塊堵塞砂石料輸送帶;水泥、外加劑應(yīng)在庫房或暖棚內(nèi)進行保溫,禁止對其進行直接加溫;冬季溫度過低,應(yīng)提前做好水源儲備并防止污染。

混凝土拌和料的加溫:在對攪拌站搭設(shè)溫棚保持砂石料常溫的情況下,混凝土拌和料要加溫,拌和水加熱溫度根據(jù)混凝土拌和物混合溫度來計算控制。

混凝土的拌和:混凝土拌和料的投料順序為:①砂石料進拌和機加90%的水進行攪拌1 min。②水泥、外加劑進拌和機進行攪拌1.5 min以上并補充剩余10%的水分。砂石料與水泥、外加劑分開進料斗,以防止水泥、外加劑接觸熱水發(fā)生水泥“假凝”現(xiàn)象。拌和時間適當(dāng)延長,以防止出現(xiàn)混凝土外觀質(zhì)量、和易性和施工性能差的問題。

混凝土的運輸:各種混凝土運輸車、輸送泵以及管道在使用前必須用熱水清洗加溫,保證運輸順暢、快速?；炷帘冒惭b后要設(shè)暖棚,管道用棉氈包裹保溫,使用前后須用熱水沖洗干凈,防止混凝土殘料在管道內(nèi)凍結(jié)。

混凝土的澆筑:必須采取有效措施如搭設(shè)暖棚等進行加溫至10℃以上時方可進行混凝土澆筑,盡量減少因施工操作引起的混凝土拌和物溫度損失。

混凝土的溫度監(jiān)控:要建立溫度檢測制度,建立完整的檢測記錄。在冬季施工中,要選用具有防凍、引氣、減水等功能的復(fù)合性外加劑,采用5～25mm連續(xù)級配碎石粗集料與水泥配合,這樣就能保證混凝土防凍效果良好,滿足現(xiàn)場施工的要求。

5混凝土受凍對強度的影響

混凝土在澆筑后短時間內(nèi)就可凝結(jié),以后便逐漸硬化。凝結(jié)的快慢與養(yǎng)護溫度有很大關(guān)系,混凝土正常的凝結(jié)溫度為15~20℃。養(yǎng)護溫度高,凝結(jié)快,強度增長也快;養(yǎng)護溫度低,凝結(jié)慢,強度增長也慢。冬季施工時,凝結(jié)與凍結(jié)各依據(jù)一定條件向著相反的方向轉(zhuǎn)化。混凝土在凝結(jié)硬化過程中,如重復(fù)兩次受凍要比一次受凍的影響大?；炷恋哪Y(jié)與凍結(jié)這一對矛盾的轉(zhuǎn)化條件就是溫度,冬季施工所采取的措施,就是要設(shè)法保持混凝土具有一定的溫度,使凝結(jié)硬化過程能夠順利進行。

6混凝土冬季施工方法

混凝土冬季施工方法有暖棚法、蓄熱法、蒸氣加熱法、電熱法及冷混凝土法等。暖棚法使用保溫材料和人工較多,造價高;蓄熱法在-3~5℃的氣溫條件下也會受到一定的限制;冷混凝土法的強度發(fā)展慢,有可能產(chǎn)生氯鋁酸鹽而腐蝕混凝土;電熱法及蒸氣加熱法都需要一定的特種材料設(shè)備。

墩身施工采用混凝土輸送泵泵送澆筑。施工前根據(jù)墩柱尺寸算出鋼模板外圍面積,用腳手架將墩柱圍起來,用養(yǎng)護罩將模板連同腳手架一起罩住,要求腳手架與模板的距離以不影響施工操作為宜。混凝土施工選在氣溫較高時進行,做好溫度測量記錄,保證混凝土出機溫度。當(dāng)環(huán)境氣溫低于-10℃時,采用暖棚法將直徑大于25 mm的鋼筋加熱至正溫?；炷恋墓嘧囟?在任何情況下均不低于5℃,混凝土分層連續(xù)灌注,中途不間斷,每層灌注厚度不大于20 cm,并采用機械搗固。

7混凝土冬季施工養(yǎng)護措施

冬季混凝土拆模時間應(yīng)根據(jù)同樣試件的試驗結(jié)果確定?；炷翉姸冗_到70%以上方可拆模。拆模時,混凝土表面溫度與自然溫度之差不能超過10℃,對已拆模的混凝土,應(yīng)覆蓋黑心棉或毛毯進行養(yǎng)護。采用暖棚法養(yǎng)護的混凝土,當(dāng)養(yǎng)護完畢后的環(huán)境氣溫仍在0℃以下時,應(yīng)待混凝土冷卻至5℃以下后,方可拆除模板。拆模后立即加以保溫,防止混凝土表面冷卻過快而產(chǎn)生收縮裂紋或混凝土實體受凍,然后及時養(yǎng)護使混凝土實體達到設(shè)計強度為止。

7.1承臺混凝土養(yǎng)護

承臺混凝土灌筑后立即采用棉被在其頂部及四周覆蓋保溫保濕,拆模后四周及時回填土,頂面不能回填土的承臺采用棉被覆蓋。

7.2橋墩混凝土養(yǎng)護

橋墩搭暖棚、生火爐、由專人負(fù)責(zé)控制溫度,為保持濕度,用黑心棉或毛毯覆蓋已澆筑完成的混凝土。

混凝土澆筑后,將養(yǎng)護罩頂端封閉?；炷翝仓钠鹗紲囟炔坏陀?℃,養(yǎng)護時初始溫度與環(huán)境溫差不得大于40℃,當(dāng)環(huán)境為負(fù)溫時不得大于20℃。升溫速度控制在10℃/h~15℃/h。為防止混凝土在養(yǎng)護過程中失水,應(yīng)在養(yǎng)護時保持空氣濕潤,并保持混凝土澆筑完成后24 h內(nèi)為正溫。養(yǎng)護溫度不得低于防凍劑規(guī)定的溫度,當(dāng)達不到規(guī)定溫度,且混凝土強度小于5 MPa時,應(yīng)采取加熱保溫措施。拆模后,混凝土的表面溫度與環(huán)境溫度差大于15℃時,墩柱混凝土表面用塑料薄膜嚴(yán)密覆蓋,然后在覆蓋一層草簾，最后在覆蓋一層塑料薄膜，并經(jīng)常檢查,養(yǎng)護直到混凝土強度達到規(guī)范要求。

結(jié)語

橋梁工程的冬季施工除了對原材料,鋼筋加工,混凝土配制、運輸、澆筑、養(yǎng)護等幾方面嚴(yán)格要求外,還要做好質(zhì)量保證體系、施工組織設(shè)計、安全文明施工、環(huán)境保護等工作。只有綜合考慮技術(shù)、管理、投資等因素才能使項目取得質(zhì)量和效益的雙豐收。