淺析蒸養(yǎng)混凝土冬季施工的質量控制

王 茜

（天津濱海職業(yè)學院，中國 天津 300451）

0 引言

蒸氣養(yǎng)護法是指混凝土構件在澆筑后，構件在高溫、高濕的蒸氣作用下，使構件快凝、早強，避免混凝土澆注后在低溫下凍結，縮短模板周轉、混凝土養(yǎng)護時間，從而提高模板、臺座周轉率，加快構件預制速度的一種有效的施工工藝。蒸汽養(yǎng)護分靜停、升溫、恒溫、降溫四個階段，蒸養(yǎng)工藝對施工過程中各工序的要求嚴格，如控制不當就會出現(xiàn)構件裂縫等重大質量事故。本文結合某工程蒸養(yǎng)混凝土施工，對蒸養(yǎng)混凝土原材料的選擇，入模溫度控制、蒸養(yǎng)制度的確立與控制及混凝土后期強度的增長情況進行了有益的嘗試。

1 工程概況

工程概況：某圍埝工程二標段，位于遼東灣。南距營口港鲅魚圈港區(qū)A 港池約4km，混凝土預制構件總工程量27130 塊，為素砼3t 扭王字塊，標號為C30F250，須進行冬季施工。

施工難點：本工程計劃79 個有效工作日計算，計算日工作強度為352 塊，工期緊任務重。且鲅魚圈港為冰凍港，冬季施工年平均最低氣溫7.4℃年極端最低氣溫-22.5℃，冬季預制C30F250 混凝土塊采用蒸汽養(yǎng)護，對混凝土原材料選擇、混凝土入模溫度、蒸養(yǎng)制度的控制及保溫措施都提出了較高的要求。

2 混凝土原材料及配合比的選擇與確定

2.1 原材料的選擇

針對本工程混凝土抗凍等級F250 且處于海水環(huán)境下，凍融要求高，在原材料選擇時注意以下問題：

（1）碎石：要求粒徑適宜碎石級配良好，優(yōu)先選用連續(xù)繼配粗骨料，含泥量不大于1.0%，泥塊含量不大于0.5%，堅固性能試驗強度不得低于混凝土的配制強度。本工程采用大石橋5-31.5mm 連續(xù)級配碎石。

（3）水泥：采用42.5 級普通硅酸鹽水泥，

（4）外加劑：-15℃防凍劑，松香熱聚物引氣劑。

（5）拌和用水：飲用水，蒸氣加熱到80-90℃。

2.2 配合比的確定

據(jù)本工程混凝土特點，抗凍等級F250，且處于海水環(huán)境中，動融要求較高，水灰比應滿足所處寒冷地區(qū)耐久性要求，且混凝上有較好的和易性，為減少預制塊上斜肩氣泡的產生，坍落度控制在2-4cm 較為適宜,經配合比優(yōu)化，選定配合比如下：

表1

3 混凝土的拌合與澆筑

3.1 混凝土的拌合控制

據(jù)現(xiàn)場情況，拌合物的出機溫度不能低于20℃。且要保證混凝土拌合物經運輸?shù)綕仓r溫度不能低于5℃，在計算中，假定骨料的溫度與大氣溫度相同，取-15℃，水泥在罐內的溫度為25℃。

砼攪拌前應用熱水沖洗攪拌機，適當延長混凝上凈拌合時間，砂石料和熱水攪拌一分鐘后再加入水泥后攪拌時間不少于90sec，以確保防凍劑拌合均勻。設專人測量混凝土出機溫度。

大豆主根具有明晰的粗度變化，拓撲結構可以看作是從上至下半徑逐漸縮小的圓柱體，主根的每一段可以用一個倒置的圓臺進行表示，主根的每個斷面都是一個圓截面；主根可以由無數(shù)個圓臺組合逼近來表示，圓臺的長度l越小則得到的圖形就越平滑，就越接近于真實大豆主根。

3.2 混凝土的澆筑

混凝土運至現(xiàn)場設為了保證構件能夠及時進行蒸養(yǎng)，每個養(yǎng)護倉安排集中澆筑，保證混凝土供應連續(xù)性，縮短分層澆筑時間。澆筑過程中分5 層每層30cm，用高頻插入式振搗器，從近模處開始，先外后內，移動間距不大于振搗器作用半徑的1.5 倍。每次插入應將振動棒頭插入下層砼中5cm 左右，使上下層砼結合密實。振搗以交錯形式進行，振搗點間距30cm，每個振搗點振搗時間15-20s，快插慢拔，均勻振搗。振搗時避免振搗棒直接接觸模板，已澆筑層的混凝土溫度在被上一層混凝土覆蓋前不能低于2℃。每個蒸養(yǎng)倉按照每小時澆筑20m3計算，整個蒸養(yǎng)倉澆筑完成需1.5 小時，澆筑完成后及時對混凝土表面進行保溫覆蓋，澆筑成型后，立即表面覆蓋一層塑料薄膜，一層保溫棉被，做好測溫記錄。

4 蒸汽養(yǎng)護施工工藝流程與蒸養(yǎng)制度的建立

4.1 施工工藝流程

施工準備→底胎清理→模板拼裝→混凝土澆筑→抹面→頂面養(yǎng)護→拆?！w蒸汽養(yǎng)護→出池堆放→集中養(yǎng)護

4.2 蒸養(yǎng)制度的建立

蒸汽養(yǎng)護分為靜停階段、升溫階段、恒溫階段和降溫階段，結合相關規(guī)范及混凝土蒸汽養(yǎng)護工藝要點，在正式施工前，我們進行了典型施工根據(jù)典型施工情況對四個階段總結如下：

4.2.1 靜停階段

靜停階段(預養(yǎng)期)為制品成型后及蒸汽養(yǎng)護開始前所進行的養(yǎng)護期，有助于增加混凝上在升溫期對結構破壞作用的抵抗能力，為使混凝上蒸養(yǎng)效果達到最佳，在施工現(xiàn)場因構件受海風影響，靜停階段水分蒸發(fā)量大，需要對構件頂面的混凝土進行保濕，為此在混凝上澆筑完畢、收水抹面結束后，立即覆蓋上土工布，保溫保濕。本工程現(xiàn)場情況靜停3 小時基本滿足要求、混凝上性能及構件混凝土強度能滿足要求。

4.2.2 升溫階段

按照規(guī)范規(guī)定，表面系數(shù)大于和等于5 的結構，每小時升溫15℃；表面系數(shù)小于5 的結構，每小時升溫10℃。扭王字塊表面系數(shù)大于5，所以每小時升溫控制在15℃。在3 小時內使養(yǎng)護室內溫度達到45℃。為協(xié)調溫度與濕度、混凝上、外模板與蒸汽間的溫差根據(jù)本工程的實際情況及C30F250 混凝上的性能，前2h 升溫速率控制在6-8℃/h，后1-2h 放寬至10-12℃/h,避免溫升過快引起混凝上細觀結構的破壞，每小時測溫1 次，總升溫時間定為2h。

4.2.3 恒溫階段

恒溫時間根據(jù)恒溫溫度、混凝土強度要求，通過實驗確定。按規(guī)定，有抗凍性要求的混凝土最高溫度不能超過50℃。經試驗確定恒溫在控制在45℃時，恒溫5 小時混凝土強度達到設計強度的70%以上，另另蒸汽管道的蒸汽孔承斜45°向上形成扇形氣幕，使構件橫斷面及縱斷面左右上下的恒溫溫度基本一致，避免構件上下面間的較大溫差，降低局部熱沖擊對構件混凝上的損害，每2 小時測溫一次。

4.2.4 降溫階段

根據(jù)規(guī)范要求，當結構表面系數(shù)<6/m 時(本工程為5.7/m),蒸養(yǎng)降溫速度應小于5℃/h，降溫開始時，先減小供汽量，降溫速率為7℃/h，當構件溫度降至比環(huán)境溫度約高5℃時，停汽。降溫過程中蒸養(yǎng)棚內與環(huán)境溫差不超過5℃時，方可撤除蒸養(yǎng)棚(嚴禁在大風、降雨等惡劣氣候條件下撤除)，通過關小閥門，使養(yǎng)護倉內降溫，當養(yǎng)護倉內溫度降低至5℃時，對模板進行拆除。砼拆模后，先用麻袋或土工布覆蓋，待砼預制強度達到70%的設計強度，即可出運轉堆。

4.3 蒸養(yǎng)溫度控制

現(xiàn)場設置50t 蒸汽鍋爐一臺，對砼用水進行及蒸養(yǎng)倉加熱，蒸養(yǎng)初期，由于鋼模的高導熱和低蓄熱性，在鋼模和混凝上的接觸界而上，會形成從混凝上側到鋼模側的溫度差梯度，當該溫度差梯度較大時，混凝上表面將承受較大的拉應力，造成混凝上表面結構的破壞；升溫階段尤其是前2h 必須低溫高濕慢速升溫。

降溫階段根據(jù)施工時環(huán)境氣溫，由度時積確定恒溫結束時間。進入降溫階段時，應注意以下幾點：（1）表面系數(shù)大，降溫迅速，易發(fā)生收縮裂紋；（2）構件結構截面尺寸變化大的地方，若突然停汽，蒸養(yǎng)棚內濕度急劇變化，會引起混凝土干裂。

控制措施：每30min 測溫一次，采用熱電偶測量溫度，把降溫速率控制在10℃/h 以內，禁止過快降溫。當構件混凝土表面溫度與環(huán)境溫度之差不超過5℃、構件內外溫差不超過5℃時方可揭去土工布，撤除蒸養(yǎng)棚，降溫開始時，調節(jié)供汽閥和回汽閥，降低供汽壓力當環(huán)境溫度較高時，通過揭開小范圍蓬布來控制降溫；當環(huán)境溫度較低時，通過控制供汽量進行調節(jié)。

5 幾種養(yǎng)護狀態(tài)下的混凝土強度對比與結論

結合現(xiàn)場氣溫情況，現(xiàn)場試驗室對混凝土以下幾種情況下的強度發(fā)展情況進行了試驗：

S1：混凝土試塊成型后隨構件放入蒸養(yǎng)室進行蒸汽養(yǎng)護，降溫階段完成，構件拆模時試塊拆模放入標準養(yǎng)護室進行養(yǎng)護試件各齡期強度發(fā)展情況。

S2：混凝土試塊成型后隨構件放入蒸養(yǎng)室進行蒸汽養(yǎng)護，降溫階段完成，構件拆模時試塊拆模，放置室外同條件養(yǎng)護各齡期強度發(fā)展情況。

S3：混凝土不摻加防凍劑，蒸養(yǎng)完成后放置室外同條件養(yǎng)護試件各齡期強度發(fā)展情況。4：混凝土不摻加防凍劑，不蒸養(yǎng)，成型后放置室外同條件養(yǎng)護試件各齡期強度發(fā)展情況。

具體實驗數(shù)據(jù)見下圖：

圖1 各條件齡期強度增長圖

由上圖可以看出：

（1）添加防凍劑采用蒸氣養(yǎng)護的混凝土，降溫階段完成后拆模強度已經達到26.3MPa，28d 標準養(yǎng)護強度46.0MPa，蒸養(yǎng)后同條件強度38.1MPa，滿足要求。

（2）不添加防凍劑混凝土蒸養(yǎng)出池溫度達到27.2MPa（注：同一配合比，防凍劑用水泥等量取代）28d 后同條件強度33.5MPa，滿足要求。

（3）加防凍劑不蒸養(yǎng)混凝土28d 強度30MPa，滿足要求。

（4）不加防凍劑不蒸養(yǎng)28d 強度僅為15.6MPa。

［1］劉紅.淺析混凝土冬季施工措施.中華民居：下旬刊,2014(3).

［2］徐靈歡.淺談工民建中混凝土施工的質量控制措施[J].價值工程,2010(12).

［3］趙保珍,王雪瑞.建筑混凝土冬季施工技術與措施[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2013(10).