北方地區(qū)橋梁混凝土冬季施工質(zhì)量保障措施

張春昱，孫立喜

（天津市交通科學(xué)研究院，天津 300073）

北方地區(qū)橋梁混凝土冬季施工質(zhì)量保障措施

張春昱，孫立喜

（天津市交通科學(xué)研究院，天津 300073）

本文根據(jù)混凝土工程施工要求，同時(shí)結(jié)合北方地區(qū)氣候特點(diǎn)，從混凝土的原材料、攪拌、運(yùn)輸、澆筑振搗、養(yǎng)護(hù)等方面提出施工質(zhì)量的保障措施。然后，結(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)，針對不同混凝土部位提出施工過程中相應(yīng)的注意事項(xiàng)，以供參考。

混凝土；公路橋梁；冬季施工；保障措施

0 引言

混凝土與鋼筋、石材等建筑材料不同，它的強(qiáng)度和性能隨著齡期的延長而增長，是一種成長型材料。在實(shí)際生產(chǎn)中，如果外在天氣因素或內(nèi)在施工因素發(fā)生變化，都有可能使最終的混凝土橋梁發(fā)生質(zhì)量問題。北方地區(qū)冬天風(fēng)大、溫度低、空氣相對濕度小，對混凝土材料強(qiáng)度的增長和性能的提高容易造成不良影響?；炷炼臼┕?，如果未根據(jù)天氣變化及時(shí)采取措施，調(diào)整施工工藝，極易造成質(zhì)量事故，給工程帶來損失。公路橋梁混凝土部位種類多，施工工藝各不相同，冬季施工更容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。本文重點(diǎn)從混凝土的施工工藝出發(fā)，提出冬季施工的保障措施，同時(shí)針對不同部位提出相應(yīng)的注意事項(xiàng)，以保障冬季施工順利進(jìn)行。

1 冬季混凝土施工常見病害分析

混凝土冬季施工常見病害主要有失水收縮開裂和凍傷破壞。冬季施工中混凝土凍傷破壞指的是新拌混凝土在凝固過程中受凍破壞。新拌混凝土中的水分除了一部分參加水泥的水化反應(yīng)外，其余的水分只提供混凝土的和易性，這部分水在混凝土凝固過程中逐漸外移蒸發(fā)。當(dāng)氣溫低于冰點(diǎn)時(shí)，表面水分開始結(jié)冰，水結(jié)冰體積膨脹，排擠膠凝體和水泥顆粒，使水泥水化所形成的膠凝骨架遭到破壞。當(dāng)溫度回升到冰點(diǎn)以上時(shí)，冰聚體開始融化，會(huì)使原來的位置留下空隙，增加混凝土的孔隙率。所以受過凍傷破壞的混凝土，不僅抗壓強(qiáng)度降低，而且密實(shí)性、與鋼筋的粘結(jié)力等混凝土耐久指標(biāo)都顯著劣化[1-3]。大風(fēng)和空氣干燥會(huì)加劇混凝土表面失水收縮，特別是當(dāng)構(gòu)件表面浮漿過厚時(shí)，因?yàn)榛炷林泄橇媳旧聿皇湛s，收縮主要來自水泥漿收縮，所以浮漿的收縮遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混凝土本身的收縮。 當(dāng)外界環(huán)境風(fēng)大，空氣干燥時(shí)，極易造成浮漿層收縮開裂。浮漿層一旦開裂，又造成應(yīng)力集中，最終導(dǎo)致混凝土本體開裂。

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，病害的預(yù)防要從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等方面綜合考慮。

2.1 混凝土配比方面

（1）強(qiáng)度方面。宜提高早期強(qiáng)度，可適當(dāng)降低水膠比，增加水泥用量，以增加水泥水化熱，提高混凝土的早期強(qiáng)度?；蛘邠郊釉鐝?qiáng)外加劑，縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)間。

（2）使用防凍劑。施工期間，如果溫度過低，或者工期緊，模板周轉(zhuǎn)時(shí)間短，可以摻入適量的防凍劑。摻入防凍劑一方面可以降低水的冰點(diǎn)，保證低溫環(huán)境下水泥水化所需的液態(tài)水；另一方面摻入防凍劑的水溶液，在低溫形成的冰晶呈絮狀結(jié)構(gòu)，凍脹應(yīng)力大大下降，可以減輕對膠凝骨架的破壞作用。

2.2 混凝土原材料

（1）原材料儲(chǔ)備要充足，避免由于遇上雨雪天氣或路況等原因造成供應(yīng)不及時(shí)，影響施工進(jìn)度。有些液態(tài)外加劑溫度過低時(shí)稠度會(huì)增加或結(jié)晶，造成稱量誤差。因此，冬施期間，外加劑的儲(chǔ)料桶外部應(yīng)采取保溫措施，同時(shí)桶內(nèi)部增設(shè)攪拌裝置。當(dāng)環(huán)境溫度過低時(shí)，骨料，特別是河砂會(huì)發(fā)生結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，河砂里的自由水會(huì)結(jié)冰，影響其稱量的準(zhǔn)確性，造成混凝土質(zhì)量波動(dòng)。因此，骨料料倉應(yīng)采取密封結(jié)構(gòu)，出入口可掛棉門簾，保溫且防止雨雪污染骨料。如果料倉密封性能不能滿足要求，料倉內(nèi)可通暖氣，保證骨料不因溫度過低而發(fā)生團(tuán)塊、結(jié)冰現(xiàn)象。

（2）冬季施工時(shí)，為保障水泥水化的順利進(jìn)行，避免新拌混凝土受凍，混凝土要有一定的入模溫度。一般優(yōu)先采用加熱拌合用水的方式?，F(xiàn)場水加熱的方式有多種，例如，蒸汽加熱法、熱水勾兌法、電加熱法等。對于強(qiáng)度等級大于或等于 42.5 的普通硅酸鹽水泥，拌合用水最高不得超過 60℃[4]。當(dāng)加熱水不能滿足要求時(shí)，可加熱骨料，但水泥等膠材不能加熱，只能采取保溫措施。

2.3 拌合站

冬季施工，混凝土拌合站可搭設(shè)暖棚，對拌合站進(jìn)行全面圍裹，預(yù)留罐車的出入口。搭設(shè)材料可使用彩鋼板、苫布或軍用帆布。在暖棚內(nèi)安裝暖氣等加熱措施，保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.4 混凝土的攪拌和運(yùn)輸

混凝土拌合前應(yīng)對水溫、室外溫度進(jìn)行測量，并做好記錄。如果水溫過低，要及時(shí)加熱至規(guī)定溫度。當(dāng)采用熱水拌合混凝土?xí)r，熱水不能和膠凝材料直接接觸，混凝土攪拌時(shí)應(yīng)先加入骨料和熱水，稍加攪拌后，再投入水泥等膠凝材料，攪拌時(shí)間要比常溫時(shí)適當(dāng)延長?；炷恋某鰴C(jī)溫度不宜低于 10℃，入模溫度不宜低于5℃[4]。

冬季施工混凝土運(yùn)輸要做好調(diào)度工作，盡量避免押車、堵車現(xiàn)象，最大限度的縮短運(yùn)輸時(shí)間?；炷凉迲?yīng)采取保溫措施，可用保溫材料對混凝土罐進(jìn)行全封閉包裹。

2.5 混凝土澆筑

冬季施工應(yīng)密切關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，施工前應(yīng)了解當(dāng)天天氣情況，盡量避開大風(fēng)、降雪等惡劣天氣，盡量選擇中午溫度高時(shí)澆筑。澆筑時(shí)采用邊澆筑邊覆蓋的方法，降低熱量損失和混凝土表面水分的散失。澆筑完成后及時(shí)按規(guī)范的要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

墩柱、蓋梁等現(xiàn)澆構(gòu)件優(yōu)先采用蓄熱法養(yǎng)護(hù)，即在構(gòu)件外面包裹保溫材料，減少水泥水化熱的散失，通過混凝土內(nèi)部水泥水化產(chǎn)生的熱量，提供必要的溫度防止混凝土凍傷。當(dāng)蓄熱法不能滿足要求時(shí)，需在構(gòu)件外面搭設(shè)罩棚，罩棚內(nèi)通蒸汽進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。預(yù)制梁的養(yǎng)護(hù)一般采取罩棚通蒸汽養(yǎng)護(hù)，具體養(yǎng)護(hù)制度可參考 JTG TF 50—2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定。

3 橋梁不同部位冬施中注意事項(xiàng)

混凝土工程冬季施工病害通常是在初冬時(shí)候發(fā)生。剛剛進(jìn)入冬季，人員的意識沒有及時(shí)轉(zhuǎn)變，存在僥幸心理。設(shè)備等沒有準(zhǔn)備到位，施工工藝調(diào)整不及時(shí)等諸多因素，造成這個(gè)時(shí)段是冬施病害的高發(fā)期，往往一個(gè)突然的天氣降溫，就造成病害發(fā)生。

墩柱、蓋梁等體積較大構(gòu)件冬季發(fā)生病害相對較少，澆筑完成后如果頂部浮漿過厚，應(yīng)及時(shí)清除浮漿層，因?yàn)楦{層收縮大，在干燥大風(fēng)的情況下很容易收縮開裂。

預(yù)制梁的施工中拆模時(shí)間很重要，很多單位喜歡帶模板養(yǎng)護(hù)，認(rèn)為這樣可以保溫。實(shí)際上，在養(yǎng)護(hù)條件正常的情況下，拆模時(shí)間不宜過晚。因?yàn)椴鹉r(shí)間過晚，混凝土收縮導(dǎo)致模板受壓，造成拆模困難，嚴(yán)重的甚至造成梁體開裂。另外，預(yù)制梁張拉后的孔道壓漿也是冬季病害的高發(fā)點(diǎn)。壓漿材料屬于水泥基材料，和梁體養(yǎng)護(hù)要求相同。有些壓漿料材料質(zhì)量發(fā)生波動(dòng)，終凝時(shí)間變長，施工人員仍然按照開始規(guī)定的時(shí)間養(yǎng)護(hù)，當(dāng)取消養(yǎng)護(hù)措施后，發(fā)生凍害，嚴(yán)重的造成梁體順波紋管開裂。

橋面鋪裝和護(hù)欄比表面積比較大，施工除注意防止凍傷外，還應(yīng)注意失水造成的開裂。當(dāng)浮漿層過厚時(shí)也要及時(shí)清除。養(yǎng)護(hù)宜采取邊澆筑邊覆蓋的方法，同時(shí)要注意收面工作的質(zhì)量。

4 小結(jié)

混凝土工程冬季施工成本高，易發(fā)生病害，施工單位應(yīng)做好進(jìn)度安排，盡量避免混凝土工程的冬季施工。當(dāng)由于工期問題，確實(shí)需要施工時(shí)，要做好充足準(zhǔn)備，應(yīng)從人、機(jī)、料、法、環(huán)等方面分析，建立完善的冬施制度，保障冬施的順利開展。

[1] 郝淑曉．混凝土冬季施工理論與施工工藝[J]．洛陽大學(xué)學(xué)報(bào)，2000,12∶ 76-78．

[2] 焦振鋒．水泥混凝士冬季施工工藝[J]．交通世界，2009,1∶ 124-125．

[3] 汪再光．寒冷地區(qū)混凝土冬季施工方法研究[D]．哈爾濱工程大學(xué)[A]，2009．

[4] JTG TF 50—2011．公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S]．

［通訊地址］天津市河西區(qū)平山道 39 號（300074）

張春昱（1981—），男，工程師，長期從事市政工程檢測工作。