大體積預應力混凝土箱梁養護施工

宋良勝

(日照市公路管理局,山東日照 276500)

大體積預應力混凝土箱梁養護施工

宋良勝

(日照市公路管理局,山東日照 276500)

大體積結構物混凝土澆筑,往往在設計、施工時常會采用一些應對措施,但對后期的養護過程容易忽視,極易造成收縮裂縫,影響結構物的使用壽命。以現澆箱梁為例簡要介紹保溫保濕措施。

預應力混凝土 保溫 保濕

的通道,二是抹去表面的水泥漿,減少水泥漿的收縮。因而必須多抹、多搓,抹至表面看不見水泥漿為止。橋面收漿時還應注意盡量不要加水收漿,收漿時若在表面灑水容易造成水泥漿集中,會在凝結后形成龜裂或起皮。當發生這種水泥漿集中時應采取多次收漿的方法防止裂紋或起皮。

夏季應盡量避免在陽光暴曬時收漿抹面。當溫度較高時應適當增加收漿抹面人數,尤其是第二次收漿的時間應控制好,水份蒸發較快時應提前進行第二次收漿。收漿后及時覆蓋灑水。

(3)拆模后保濕:箱梁拆模后除頂底板繼續覆蓋灑水外,腹板內外側,翼緣板底面均采用養護劑成膜覆蓋養護?；炷琉B護劑是由水性高分子材料改性水玻璃組成,具有較強的親水性。該養護劑具有較好的成膜性能和一定的滲透性能,噴涂在混凝土表面上時形成連續的無色不透水的薄膜。實際噴涂后由于氧化原因,噴涂過的混凝土表面略有泛黃現象,與未噴涂的混凝土表面略有區別。養護劑覆蓋養護的效果較好,未發現裂紋。夏季應以灑水養護為主,也可噴涂養護液養護。由于夏季脫模后混凝土表面溫度較高,表面失水很快,噴涂養護液前應先將混凝土表面灑水濕透,再噴養護液其效果可能會更好。表2是一組7天混凝土試件抗壓強度對比試驗數據。

從表2可以看出噴灑養護液養護與灑水養護試件強度基本相同,說明噴灑養護液有較好的養護效果。

2.2 混過凝土保溫

混凝土保溫分灌注后的整體保溫及脫模后的保溫兩部分。灌注后的整體保溫,應優先采用覆蓋的方法,特別是冬季臨近海邊,風力作用及晝夜溫差對梁體產生的內外溫差均會造成溫差裂紋。值得注意的是箱梁兩側的通風孔盡管很小卻形成風洞,通風孔處本身容易形成應力集中,由于風洞引起的劇烈降溫在該處極易形成裂紋。這種裂紋形成后發展很快,如果不及時堵住通風孔或提前進行預應力張拉,裂紋往往會內外貫通,而且向上下延伸很長。因此通風孔芯模抽出后應及時用棉紗或海綿將通風孔堵塞。梁體脫模后的保溫主要是防止脫模瞬間混凝土內外產生的溫差。對普通混凝土而言,不論何時內外溫差應控制15～20℃以內。

(1)由于現澆箱梁合攏束構造鋼筋復雜,其端模脫模十分困難,采用鋼模尤其如此,混凝土強度增長到設計允許脫模的強度時,端模脫模比較困難。若提前脫模此時混凝土正處于強度快速增長期,其水化熱較高,內外溫差較大,若保溫不當,容易形成溫差裂縫。因此脫端模除須快速脫模外,在氣溫較低時,應避開低溫時間,盡量白天脫模,脫模后及時覆蓋。

(2)內模拆除亦須提前,主要是考慮到內模(錨塊)對梁體有約束作用,這種約束限制混凝土收縮變化,導致混凝土中產生拉應力。為了避免這種情況發生,宜較早解除內模約束。但內模拆除時往往也是梁體混凝土快速增長期,箱內溫度遠遠高于箱外溫度,箱室兩端如果不采取遮蓋措施,則會形成風洞效應,造成梁端急劇降溫,在梁端加厚段出現裂縫。因此脫內模時,應將箱室兩端外側用油布之類的編織物遮蓋,防止其出現風洞。尤其是冬季更不得出現這種情況。

(3)冬季低溫施工時,混凝土灌注完畢后。對整個外模全面覆蓋形成保溫棚,或在外模表面噴上泡沫保溫層。當采用編織物覆蓋保溫時,應采取有效的防風措施。編織物應與模板或骨架可靠連接,不得被風掀開,否則就起不到保溫的作用。冬季除采取覆蓋保溫外,當氣溫低于-5℃時,還應在保溫棚內設置取暖爐,取暖爐上放置敞口式水壺,不得干燒,以防治混凝土失水。

總之,大體積現澆預應力混凝土這樣的對耐久性有較高要求的結構,必須采取更有效的保溫保濕方案。并根據箱梁的溫度變化曲線制訂相應的養護措施,才能控制預制箱梁的早期裂紋。

1 混凝土常見裂縫原因分析

(1)混凝土澆筑初期?；炷凉嘧⑼旰?混凝土強度基本為零,任何失水收縮均會造成表面裂紋。混凝土拌制后一段時間,膠凝材料開始水化,并出現泌水和體積縮小現象,此外在這段時間內,混凝土表面由于各種原因引起失水,塑性狀態的混凝土可能因體積變化較快導致表面開裂。這種體積的縮小即為塑性收縮。塑性收縮引起的混凝土表面裂縫一般深度較淺,不直接影響混凝土的整體性能。但有兩點應引起我們足夠的重視:1)寬度和長度較大的塑性裂縫可能會因應力集中導致裂縫向混凝土內部擴展。2)大量的微小裂縫使混凝土保護層的質量下降。我們知道,混凝土耐久性最重要的保護就是高質量的表層,幾乎所有耐久性方面的問題都始于混凝土的表層。當混凝土處于惡劣環境下時,侵害性作用會因表層混凝土受損加速影響到混凝土內部。而且根據以往經驗,在混凝土的初凝階段因養護不及時導致表面嚴重失水而發生的裂紋,其裂紋深度一般很深,尤其是橋面板這樣的薄壁部位,發生裂紋后很容易形成貫通性裂紋。這種裂紋的破壞性后果極其嚴重,因此,混凝土灌注完后應及時灑水、覆蓋保濕,尤其是在氣溫高、氣候干燥的情況下,混凝土初凝前即應灑水保濕。在氣溫低、氣候干燥的情況下,應立即覆蓋防止失水,水化熱升高后既使是氣溫低的情況下也需灑水補充水份。

(2)混凝土澆筑中期。當混凝土的強度處于較快的增長階段時,其水化熱較高,而混凝土是不良熱傳導材料。當其外部遇到冷空氣或冷介質時,其表面溫度快速冷卻而內部溫度不會下降,造成內外溫差產生收縮裂紋。

(3)混凝土澆筑后期。當混凝土強度趨近于設計強度時,內部水化熱完全消失,表面失水干縮也會產生裂紋,但這種裂紋一般為龜裂,其裂紋是淺表性的。這種裂紋雖不致影響結構強度,但對結構耐久性有較大影響,也應加強混凝土的后期保濕養護。

2 常見裂縫應對措施

2.1 箱梁保濕

(1)底板混凝土的保濕方案:底板混凝土灌注完后應及時收漿,收漿時可用噴水壺噴水以保證表面有足夠的水份,同時利于收漿,收漿完畢后應用氈布或麻袋覆蓋,尤其是兩端出口處更應及時覆蓋,防止箱內兩端形成的風洞造成失水。氣溫在平均5℃以上時,混凝土初凝后連續灑水保持表面濕潤,平均溫度在5℃以下時,應用濕氈布或濕麻袋覆蓋或噴涂養護劑保水。在拆除內模及端模時,應對頂板下部、腹板、梁端立即噴灑液體養護劑進行覆蓋,噴灑時應采用兩次噴灑成膜。對底板容易覆蓋保濕的部位應立即覆蓋保濕。經試驗箱內濕度約比箱外濕度低5%左右。表1是一組箱梁箱內外溫濕度測試對比數據。

由表1可以看出箱內外的濕度在內外溫差的影響下有一定的差別,在箱內溫度較高的情況下箱內濕度會更小。因此箱內拆模后溫度高、蒸發量大時更應加強養護,養護液噴灑前應對表面充分灑水,其養護效果會更好(圖1）。

(2)頂底板混凝土的保濕方案:由于頂板部位暴露面積大,且不易密閉養護,尤其是在收漿階段,暴露時間過長,夏季高溫及冬季低溫養護的難度較大。橋面養護主要是及時覆蓋。溫度低于5℃時應在收漿后蓋上塑料布,阻止水份蒸發,混凝土初凝后,塑料布上再覆蓋氈布保濕。也可在混凝土表面均勻涂刷養護劑。溫度高于5℃時,應邊收漿邊用噴壺或洗車泵將水噴成霧狀對表面進行灑水保濕,混凝土初凝后,即可覆蓋氈布,其上灑水保證氈布濕透,對混凝土起到保濕的作用。夏天第二次收漿完畢后應立即覆蓋無紡布并灑水保濕（圖2）。

制梁過程中,加強第二次收漿抹面控制,并及時覆蓋、灑水且保持表面濕透狀態,連續養護不少于7天,橋面板基本沒有裂紋。實踐證明橋面出現裂紋主要與第二次收漿的時間及灑水不及時有很大的關系。抹面的作用一是破壞混凝土表面的毛細孔,切斷水份蒸發

表1

表2

宋良勝(1974—),男,漢,山東省莒縣閻莊鎮人,畢業于中國農業大學,一直在日照市莒縣公路局從事道路橋梁工程施工,積累了大量的實踐經驗。