预制箱梁混凝土夏季施工质量控制浅议

混凝土的夏季施工,多数施工单位不像冬季施工那样作为一项专门课题予以重视。但随着施工高速化、结构大型化和建筑造型多样化的发展,施工质量和功能的要求也越来越高,加之无数经验教训,促使人们对混凝土的夏季施工越来越重视。

1.混凝土夏季施工特点

夏季施工最显着的特点是环境温度高、相对湿度较小,这些对于新拌以及硬化后的混凝土除有利的一面外也产生许多不利影响:

1.1在高温下拌合和浇筑混凝土,水分蒸发快,诸多原因引起坍落度损失,难以保证所设计的坍落度,易降低混凝土的强度、抗渗和耐久性。若掺用减水剂的混凝土,温度高气泡易挥发,降低其含气量,且变得不稳定,空气量难于控制,使混凝土坍落度的控制变得较为困难。

1.2由于夏季温度高,水泥水化反应加快,混凝土凝结较快,施工操作时间变短,容易因捣固不良造成蜂窝、麻面以及"冷缝"等质量问题。

1.3混凝土养生非常重要,如脱模后不能及时浇水养护,混凝土脱水将影响水化反应的正常进行,不仅降低强度,而且加大混凝土收缩,易出现干缩裂缝。

为此,针对混凝土夏季施工特点和诸多不利因素,应采取必要的防护措施,以保证混凝土的浇筑质量。

2.混凝土夏季施工控制措施

炎热夏季浇筑混凝土,易加速水化反应,对混凝土拌制、运送、浇捣都有不利的一面。因而需要采取有效控制措施,限制夏季混凝土出料温度不得大于30℃,规定混凝土内外温差不超过20℃,来保证混凝土的浇筑质量。

2.1控制夏季混凝土最佳浇筑时间严格规定夏季箱梁预制浇筑时间,放在每天早晨6点前和下午5点钟以后,以此控制混凝土内外温差。

2.2估算混凝土拌合料温度,切实采取有效降温措施根据原料温度推算拌合后混凝土的温度可按下式进行:

T=〔STaWa+TcWc+TtWt+TmWm〗/SWa+Wc+Wt+Wm〕

式中:

T─混凝土拌合物的出料温度(℃);S─固体材料(水泥及骨料)的平均比热,取0.2;Wa─骨料重量(kg);Ta─骨料温度(℃);Wc─水泥重量(kg);Tc─水泥温度(℃);Wt─骨料表面含水量(kg);Tt─骨料表面水温度(℃);Tm─混凝土拌合用水量(kg);Wm─混凝土拌合用水温度(℃)。

上式估算出的温度,未考虑水泥水化热和搅拌过程中机械能转化为热能的影响,得出的温度比实际出料温度要低几度。

由上式看出,要降低混凝土拌合料的温度,首先应降低原材料的温度,特别是降低比热最大的水和用量最多的骨料的温度。因此,所采取的措施是:一是规定夏季每天下午进行淘砂,冲洗石子,以利降低骨料温度;二是混凝土搅拌用水,取用温度低的深井水,达到有效的降低拌合料的温度。

2.3采取措施控制夏季施工混凝土坍落度在夏季高温条件下,混凝土的可操作性能有所降低,其中坍落度损失是比较明显的。而引起坍落度损失原因虽多,但水分蒸发与长距离运输造成坍落度损失是主要的。因二号桥箱梁预制场靠近拌合楼,则运输中坍落度损失不是主要原因。如何降低拌合料及浇筑中的坍落度损失是其控制的主要措施:①现场监理做到加强旁站,对现场混凝土配制、抖合过程、骨料计量增加检测力度,根据砂、石含水量即时调整施工配合比;②缩短浇筑时间,使其坍落度损失不低于原坍落度的90%。在施工过程中不断革新工艺技术,改箱梁预制两次浇筑(两次立模)为外模、内模同时立模连续浇筑,克服两次浇筑停留时间长易产生冷缝问题,使其每片箱梁由原两次浇筑需4~5小时,缩短到2~3小时浇筑完成;③是掺缓凝剂改善和易性,以利振捣密实。

2.4防止混凝土裂缝的产生夏季施工的混凝土出现裂缝的机会比较多,常见的有温度裂缝、塑性收缩裂缝和干缩裂缝。

宿迁二号桥箱梁预制防止裂缝的措施是:

1)从提高混凝土内在质量着手。择优定点采购。粗骨料选用连云港大岛山石子;水泥选用高品质淮海525#普通硅酸盐水泥;细骨料采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的新沂中粗砂。同时严格控制砂石含泥量,改善砂石级配,尽量控制好坍落度、单位用水量、水灰比。2)提高混凝土的密实度。严格控制按试配砂、石级配投料生产,做到振捣工艺技术合理。在箱梁外模板上设置附着式振捣器,采用插入式振捣器与附着式振捣器相结合振捣方法,顶板用平板振捣器将梁顶浇平。保证混凝土质地密实,提高了混凝土的极限抗拉强度,增强对裂缝开展的抵抗能力。3)从改善温度条件入手。尽量采用温度低的混凝土和水化热低的水泥,再者多向骨料堆洒水,进行蒸发冷却骨料,以降低混凝土搅拌温度,同时控制每层浇筑高度不超过30cm,既利振捣密度,又加快热量散失,避免产生温度裂缝。

2.5加强混凝土养护工作浇筑后立即用草垫护盖适时洒水养护,避免曝晒,建立专人养护。二号桥监理对箱梁预制养生控制方法:①先脱内模从内养护,而后再脱外模,即加快提高混凝土强度,又使混凝土构件从内冷却。②做到前7天坚持洒水保持湿润,经常连续养护;并坚持按时段经常养护;后14天内做到间断养生的三段养护法。使结构逐渐干燥,这样可以利用混凝土的徐变性能,对温度及干缩应力起到"卸荷"作用,避免裂缝的发生。

3.夏季箱梁预制施工控制效果

宿迁运河二号桥箱梁预制中,监理根据夏季混凝土施工特点和要求,加强对质量监控力度,把好工程质量关:一是材料关,二是工序关,三是检测关,四是中间交验关。获得了箱梁内在质量符合要求,混凝土强度符合规范规定,取得280片预制箱梁未产生"冷缝"、"塑性裂缝"和"干缩裂缝"的较好控制效果。

3.1宿迁运河二号桥预制箱梁混凝土设计强度C50,监理抽检280片箱梁混凝土强度都在58.8~60.9MPa,而预制箱梁弹性模量设计值E=3.5×104MPa,监理抽检值一般在3.6×104~4.14×104MPa;外观平整密实光洁,无砂眼气泡裂纹。

3.2经江苏省交通厅质量监督站1998年9月对二号桥工程质量检查评论是"柱、箱梁混凝土表面光洁,无砂眼、无漏浆、无气泡、模板接缝平整".混凝土超声回弹强度符合设计要求(如下表):33预制箱梁压水试验:

为测试预制箱梁混凝土密实度,监理对预制箱梁进行压水抽检试验。将箱梁底部排气孔和两头皆封好,于1998年5月对N622~23等6片箱梁逐片进行24小时以上灌水试验,结果箱梁腹板、底板均无渗水、阴水、漏水现象。

由于混凝土夏季施工存在很多困难和新问题,宿迁运河二号桥按夏季高温施工等特点,进行具体分析,列出主要因素,实施了有效的控制,从而进行了一次有益的尝试。