蒸汽養(yǎng)生在梁板預(yù)制工程中的應(yīng)用

張富

[摘 要]在天氣寒冷達(dá)不到梁板制作條件的情況下，利用蒸汽鍋爐燒水產(chǎn)生蒸汽對(duì)預(yù)制梁板進(jìn)行養(yǎng)生，既保障了質(zhì)量，又節(jié)約了成本，同時(shí)還縮短了梁板的施工周期，縮小了預(yù)制梁廠的規(guī)模，實(shí)現(xiàn)預(yù)制梁板保質(zhì)保量的生產(chǎn)供應(yīng)。為受天氣條件和預(yù)制梁廠規(guī)模限制的施工提供有益的經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

[關(guān)鍵詞]蒸汽養(yǎng)生法，養(yǎng)護(hù)，預(yù)制梁板

中圖分類號(hào)：TP926 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）29-0223-02

1 工程概況及現(xiàn)場場地情況

國道橫12普立至宣威高速公路7合同段（K27+200-K38+900）全長11.7km。有大橋1660m/4座（按單幅計(jì)），中橋272m/4座（按單幅計(jì)），預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁大橋999m/2座，預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁179m/1座；共有20米預(yù)應(yīng)力T型梁465片，分別為大興1、2號(hào)大橋，格宜中橋，龍山中橋。大量的梁板需求給梁板預(yù)制廠的產(chǎn)出提出了更高的要求。

另外本標(biāo)段地處滇黔交界，氣候基本上屬溫帶氣候，立體特征明顯，高山深谷，氣候差異大，少量河谷屬亞熱帶氣候。年平均氣溫15度，最冷月報(bào)12月至1月為方便用戶度，最熱月5月至7月為20度。極端高溫28度。極端低溫零下5度。無霜期200天，平均降雨180天，年平均日照2000小時(shí)，年平均大風(fēng)日15天。春季潮潤，夏季多雨，秋天多陰霧，冬季低溫，雪凌大，四季分明。這樣的氣候條件讓冬季施工難度加大，特別是給梁板預(yù)制廠保質(zhì)保量的提供工程所需梁板帶來難題。

基于對(duì)梁板質(zhì)量的保障和工程成本造價(jià)的控制，縮短梁板預(yù)制施工的生產(chǎn)周期、降低施工成本將成為本標(biāo)段冬季工程建設(shè)的一個(gè)難題。要攻克這一難題就必須從梁板施工循環(huán)周期的有效壓縮入手。在梁板施工周期中以混凝土養(yǎng)護(hù)的時(shí)間可壓縮空間最大，因而所采用的混凝土養(yǎng)護(hù)方式將成為直接關(guān)系時(shí)間的壓縮效率的關(guān)鍵所在。

2 混凝土養(yǎng)生

混凝土在硬化過程中，對(duì)溫度濕度的變化很敏感，如果養(yǎng)護(hù)工作不當(dāng)、不及時(shí)，混凝土表面水分散失太快，混凝土在拆模前，甚至終凝前就會(huì)出現(xiàn)裂紋。這直接影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性，甚至危機(jī)工程結(jié)構(gòu)的安全。隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，更加省時(shí)節(jié)力高效的高科技混凝土養(yǎng)生方式進(jìn)入人們的視野。

2.1 養(yǎng)生方式分類

混凝土養(yǎng)生主要有兩種方式，自然養(yǎng)生和蒸汽養(yǎng)生。近兩年出現(xiàn)的自動(dòng)噴淋養(yǎng)生系統(tǒng)把自然養(yǎng)生推到了一個(gè)新的高度。自噴系統(tǒng)是以科技手段，根據(jù)混凝土的水化程度進(jìn)行水量調(diào)整的自動(dòng)化噴灑系統(tǒng)，在保障了質(zhì)量的同時(shí)，解放了更多的勞動(dòng)力，節(jié)約了養(yǎng)護(hù)成本。圖1為自噴系統(tǒng)的現(xiàn)場布置圖。通過自噴系統(tǒng)可以對(duì)梁的各部分同時(shí)散水，使預(yù)制梁板得到均勻保濕，同時(shí)噴灑后的水排到預(yù)先鋪設(shè)好的水溝，通過水溝流到凈化水池，在凈水池中凈化后通過出水口流到水池，如此往復(fù)多次循環(huán)。既達(dá)到了養(yǎng)護(hù)目的又有效的節(jié)約了水資源。蒸汽養(yǎng)生則采用的是有區(qū)別于傳統(tǒng)的蒸汽保濕法，并利用蒸汽升溫加快水化反映。不僅保證了質(zhì)量，更有效的縮短預(yù)制梁板的養(yǎng)護(hù)周期，是有效解決本標(biāo)段施工難題，緩解冬季預(yù)制梁廠梁板供應(yīng)壓力的可行性方案。

2.2 蒸汽養(yǎng)生簡介

所謂蒸汽養(yǎng)生就是通過提升溫度加速水化反應(yīng)，增快混凝土成熟度，使其提前達(dá)到設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度，以便提早拆模、提早放張，從而達(dá)到縮短工期、保證工程進(jìn)度等目的的一種混凝土養(yǎng)生方式。以往在我國北方的冬季施工中經(jīng)常使用，由于全球氣溫的極具惡化，南方氣溫也出現(xiàn)較長寒冷時(shí)段，逐步形成了南方蒸汽養(yǎng)生推行。

蒸汽養(yǎng)生成功的關(guān)鍵在于在養(yǎng)生過程溫度的控制和濕度的把握。不同的階段要對(duì)溫度和濕度進(jìn)行調(diào)控。

3 蒸汽養(yǎng)生技術(shù)實(shí)施方案設(shè)計(jì)

混凝土養(yǎng)生主要采用鍋爐燒水生成熱蒸汽，通過預(yù)先安裝的管道通入預(yù)制梁內(nèi)。通氣管道沿梁兩側(cè)布設(shè)。

3.1 蒸汽設(shè)備選擇

可根據(jù)水利水電出版社出版的《混凝土冬季施工》，采用篷罩法蒸汽養(yǎng)護(hù)每方混凝土耗用蒸汽量為300～450kg，按每方混凝土耗用蒸汽量375kg計(jì)算，每片梁板養(yǎng)護(hù)3天計(jì)算，則每方混凝土每小時(shí)耗用蒸汽量為5.21kg。通過示例得到如下公式：

M=5.21×N×V或P=5.21

M為每小時(shí)需要的蒸汽量（kg）；

5.21為每方混凝土每小時(shí)耗用的蒸汽量（kg）；

N為每天養(yǎng)護(hù)的梁的數(shù)量（塊）；

V為每片梁的混凝土量（m3）。

算出每小時(shí)需要的蒸汽量就可以以此為依據(jù)來挑選合適的蒸汽鍋爐。篷布的數(shù)量需要養(yǎng)護(hù)梁的數(shù)量確定。

本標(biāo)段有20m預(yù)應(yīng)力T梁465片，每天出2片，每片梁板養(yǎng)護(hù)3天計(jì)算，則每天要有6片梁需要養(yǎng)護(hù)，每片梁按18m3混凝土計(jì)算，則每小時(shí)需要蒸汽量為562.7kg，根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，則需要生產(chǎn)蒸汽600kg/h的蒸汽鍋爐1臺(tái)，篷布6套。

3.2 蒸汽養(yǎng)生系統(tǒng)鋪設(shè)

鍋爐安裝后必須由勞動(dòng)部門檢查驗(yàn)收后方可投入使用。鍋爐安放在合理位置，用直徑為5cm鋼管做主管道沿預(yù)制廠鋪設(shè)，同時(shí)分支到每排臺(tái)座之間，每個(gè)臺(tái)座位置留兩個(gè)三通，并安裝閥門。每個(gè)臺(tái)座兩側(cè)鋪設(shè)有出氣孔的橡膠管，出氣孔每1m設(shè)一個(gè)。左圖為蒸汽養(yǎng)生系統(tǒng)鋪設(shè)示意圖。

將梁板用篷布進(jìn)行覆蓋，在篷布內(nèi)鋪設(shè)好管道，并與三通連接好，打開閥門，使飽和蒸汽通入暖棚內(nèi)，按靜置、升溫、恒溫、降溫四個(gè)程序?qū)α后w進(jìn)行蒸養(yǎng)。養(yǎng)生流程如圖3所示：

3.3 蒸汽養(yǎng)生過程控制

準(zhǔn)備保溫材料：大蓬布、鍋爐、煤塊。

試驗(yàn)室前后臺(tái)安排人員值班，及時(shí)掌握施工過程混凝土狀況，保證混凝土質(zhì)量（和易性和坍落度）穩(wěn)定。定期觀測拌和用水、混凝土出料及入模溫度，并測出混凝土各階段損耗，便于及時(shí)調(diào)整確?；炷寥肽囟确弦?guī)范要求的5℃以上。

如外界氣溫低于5℃，澆注混凝土前先用大蓬布把整個(gè)預(yù)制梁模板覆蓋，適當(dāng)?shù)耐ㄈ胍恍嵴羝?，使篷布?nèi)溫度在5℃以上。endprint

混凝土澆筑后，先覆蓋蓄熱，由于水泥的水化作用釋放出的熱量使混凝土集料溫度上升，先覆蓋混凝土面使水化熱量蓄保起來，以減少熱量的散失。要使混凝土獲得抵抗急劇升溫、體積膨脹而發(fā)生開裂所需的初期結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后方可加熱養(yǎng)護(hù)。一般靜放時(shí)間4-6h，靜放環(huán)境溫度不宜低于10°c。

用鍋爐燒水生成熱蒸汽，通過預(yù)先安裝的管道

通入預(yù)制梁內(nèi)。通氣管道沿梁兩側(cè)布設(shè)。

待混凝土終凝時(shí)就可通入蒸汽升溫進(jìn)行養(yǎng)生，升溫速度不大于8℃/h，以防混凝土受熱急劇膨脹變形開裂。

采用低壓（小于0.07MPa）飽和（濕度90%-95%）蒸汽以防混凝土產(chǎn)生裂紋。加熱時(shí)應(yīng)保持構(gòu)件均勻受熱。養(yǎng)生時(shí)在梁體兩側(cè)上均勻懸掛4支溫度計(jì)，并安排專人觀測棚內(nèi)溫度，當(dāng)升溫至20±2℃時(shí)應(yīng)暫停通入熱蒸汽，使棚內(nèi)溫度保持在這個(gè)范圍內(nèi)而處于恒溫養(yǎng)生階段。恒溫養(yǎng)生階段每2小時(shí)觀測一次，并作好記錄。

在棚內(nèi)溫度保持20±2℃的環(huán)境下養(yǎng)生，養(yǎng)生到混凝土一定強(qiáng)度后進(jìn)行拆模（拆模時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場同期養(yǎng)生混凝土試塊強(qiáng)度，作為拆模的依據(jù)。）。拆模前應(yīng)必須停止蒸汽輸送，待棚內(nèi)溫度與外界溫差不大于15℃時(shí)，降溫速度不大于5℃/h，邊拆模邊用篷布將T梁覆蓋。

蒸汽養(yǎng)生時(shí)間一般不少于3天，拆模后繼續(xù)用篷布將T梁覆蓋通蒸汽養(yǎng)護(hù)，經(jīng)過升溫、恒溫、降溫三個(gè)過程，升溫速度不大于8℃/h，降溫速度不大于5℃。

3.4 質(zhì)量保證措施

1、項(xiàng)目部成立冬季施工領(lǐng)導(dǎo)小組，由項(xiàng)目總工牽頭，各施工班組負(fù)責(zé)實(shí)施。完善責(zé)任體系，技術(shù)交底貫徹到施工人員，將責(zé)任細(xì)化、明確到作業(yè)班組和作業(yè)人身上。

2、材料進(jìn)場后，由物資部通知試驗(yàn)室取樣檢測，不合格材料嚴(yán)禁進(jìn)場；合格材料分批分倉存放，并進(jìn)行明顯標(biāo)識(shí)，嚴(yán)禁材料不同料場原材料混堆、串料，并防止雨淋。

3、混凝土采用JS1500強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌合。材料稱量采用HPD2400-4配料機(jī)，并標(biāo)定合格；混凝土拌合過程中嚴(yán)格控制稱量精度，確保計(jì)量準(zhǔn)確；混凝土攪拌時(shí)，應(yīng)合理確定單盤混凝土方量，保證混凝土攪拌時(shí)間。如在生產(chǎn)過程中需更換混凝土等級(jí)，必須先清洗攪拌機(jī)，調(diào)整施工配合比確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行拌合

4、執(zhí)行逐級(jí)匯報(bào)制度，要求各工區(qū)、班組遇到異常情況，及時(shí)向項(xiàng)目經(jīng)理、總工或主管領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。

5、現(xiàn)場負(fù)責(zé)人每天觀測實(shí)際氣溫，定期觀測混凝土各環(huán)節(jié)溫度，對(duì)T梁混凝土進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，并做好相關(guān)記錄，進(jìn)行痕跡化管理。

4 蒸汽養(yǎng)生的特點(diǎn)

蒸汽養(yǎng)生法是一種設(shè)備簡單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，節(jié)約成本和時(shí)間的方法。使用蒸汽養(yǎng)生可以縮短混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，增強(qiáng)預(yù)制廠的產(chǎn)出能力，加快預(yù)制廠的梁板流動(dòng)。同樣產(chǎn)出能力的預(yù)制廠，使用蒸汽養(yǎng)生可以縮減預(yù)制廠的規(guī)模，實(shí)現(xiàn)成本上的節(jié)約。使用設(shè)備簡單，易于操作。系統(tǒng)啟用條件低，適合各種環(huán)境。隨著蒸汽養(yǎng)生技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟。蒸養(yǎng)已從北方走向全國，從寒冬走向四季。它的高效和實(shí)惠，受到越來越多工程的青睞。

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