預應力混凝土構件移動養護技術

王 寧 張 杰 張 亮

（中鐵十局集團第二工程有限公司）

0 引言

采用預制方式生產預應力混凝土構件，為保證生產效率，不但要求混凝土早期（7d）強度需達到28d 齡期的90%以上，而且為適應預應力構件力學性能的設計要求，多采用高強度混凝土，設計強度等級大都在C50 以上。目前工廠化生產預應力混凝土預制構件，特別是橋梁工程所采用的后張法預應力混凝土箱梁或T 形梁，混凝土設計強度高，構件跨度尺寸大。預應力混凝土養護是混凝土工程的重要環節，在混凝土澆筑完成后，就進入養護環節，養護不當會使混凝土產生干縮裂縫、影響強度和耐久性。因此，構件養護技術是保障混凝土生產效率和質量的關鍵技術之一，也是體現綠色施工的關鍵工序。

1 室外養護技術現狀

脫模后3d養護非常關鍵，養護的溫度、濕度等環境是影響構件質量的重要因素。

混凝土養護方式主要分為自然養護和人工養護。自然養護成本低，但養護條件難以保證，混凝土強度增長受到氣候影響較大，構件質量和生產效率都難以保證。人工養護雖然在質量和生產效率得到保證，但養護成本和難度大幅度提高，特別是大跨度構件。目前采用的養護方法主要有以下幾種：

⑴澆水養護：預制件脫模后，直接將水澆到預制梁板表面，且必須連續或間歇性的在預制梁板表面澆水。養護用水應根據氣溫確定澆水時間及間隔，氣溫在25～30℃時，需2 小時澆水一次，每次35～40 秒；氣溫在30℃以上時，則需1 小時澆水一次，每次35～40 秒；如果風力較大時，應根據室外蒸發情況，觀察構件表面，適當增加澆水次數。該養生工藝需水量大，而且對構件養生不均勻。

⑵噴淋養護：針對澆水養生存在的問題，對澆水養生進行改進，將水進行加壓霧化，實現對構件進行噴淋澆水，系統從供水到澆水工作完畢，基本實現過程全自動控制，噴出的水霧均勻。

⑶覆蓋增溫養護：在溫度不高的情況下，在構件表面覆蓋土工布或其他材料，并同時采用加熱裝置，根據要求進行間隔噴淋澆水以保持構件濕潤。

公路施工建設基本在野外進行，預制構件不能在養護棚完成，多為露天養護，天氣（環境溫度）變化不可控，為提高養護條件和生產效率，保證養護溫度、濕度，需要大量的養護用水和加熱電能。

2 養護技改

我公司承建的新伊高速1 標段原采用澆水養護方式，夏季高溫時，白天半小時澆水一次，每次2～3 分鐘，每天澆水5 立方左右；冬季養護，構件需要加蓋保溫層（彩條布或帆布）保溫保濕，養護水需要加熱，加熱功率20kw，耗電量300～400kw·h/d，養護水電費用3000 元/片。可以看出養護的用水量和耗電量都非常大，而且養護效果不理想，生產成本高。針對養護存在的問題，必須進行相關技術改造，開發適合戶外生產的構件養護技術與裝置。

根據國家對工程建設實行“質量第一”和“效益優先”的指導方針，參照《建筑工程綠色施工規范》（GB／T50905－2014）對建設項目所提出的：在保證質量、安全等基本要求的前提下，通過科學管理和技術進步，最大限度地節約資源，減少對環境負面影響，實現節能、節材、節水、節地和環境保護（“四節一保”）的要求。

2.1 技術措施

根據混凝土養護暖棚法施工原理和綠色施工節能要求，開發一種可移動式混凝土養護棚，使構件的養護條件（溫度、濕度等）接近養護棚條件。裝置具有折疊功能，便于收納、運輸，推拉移動方便；采用內外兩層防護布構成隔熱空腔，集成了對預制件全方位的噴水與保溫保濕養護功能，可根據外界氣溫進行保溫層設置，不影響鋼筋、模板等其他工種施工。養護棚可實現全天候生產，有效提高生產效率。

2.1.1 養護棚結構

養護棚由內層防輻射布1、外層防輻射布2 及若干根倒U 形骨架3，內層防輻射布1 與外層防輻射布2 形狀尺寸相匹配并在其各自的邊緣處密封相連從而構成防護棚4，內、外層防輻射布采用不透氣防水布料制成，防護棚4 呈底端敞開的半圓柱體狀，內層防輻射布1 通過固定繩11、固定扣或固定環等常規固定件固定裝配在倒U 形骨架3 上，若干倒U 形骨架3 沿預制梁A 的長度方向均勻間隔布置，倒U 形骨架3 的兩端伸出于防護棚的底端并安裝有行走輪5，防護棚4 的一端設有可開閉的門6，通過拉鏈61 實現門6 的開閉。內層防輻射布1 或外層防輻射布2 上設有氣嘴7，通過氣嘴7 進行充氣后，內、外層防輻射布之間構成隔熱空腔8，采用氣泵通過氣嘴進行充氣，在充氣的過程中，防護棚將進一步完全張開，隔熱空腔8 起到隔熱和保溫作用，根據室外溫度高低，調整充氣量大小。倒U 形骨架3 通過卡箍31固定安裝有軟水管9，每根軟水管9 沿預制梁A 的長度方向鋪設，每根軟水管沿其長度方向設有若干個噴水頭10，各個噴水頭10 的噴孔均朝向預制梁。軟水管9 共計設有四根，四根軟水管分別位于預制梁的左側、右側、左上側、右上側，從而實現對預制梁的全方位液體噴射覆蓋，噴孔的截面為圓臺形，更利于大范圍增壓噴射，并提高了霧化效果。圖1、圖2 為養護棚結構示意圖，圖3、圖4 為養護棚外景圖，圖5 為加熱用太陽能裝置。

圖1 外部結構示意圖

圖2 內部結構示意圖

圖3 養護棚外景

圖4 養護棚內景

圖5 太陽能養護用水加熱裝置

2.1.2 養護棚特點

養護棚展開后自成一個相對密閉的體系，養護棚內溫度、濕度可實現自動控制，內、外層防輻射布防水，內、外層之間可進行充氣，構成隔熱（保溫）空腔。夏季室外溫度較高時，阻止外部高溫的輻射，降低高溫對構件養護的影響；冬季室外溫度較低（大于5℃）時，阻止內部熱量向外擴散，起到保溫作用，保持構件需要的養護溫度。

養護淋水采用噴淋霧化方式，噴淋裝置全方位設置在構件周邊，上部適當加密；噴頭采用壓力供水霧化噴嘴，以最大限度提高噴淋的均勻性和節水效果。噴淋水根據天氣變化采用不同供水方式。冬季溫度低，根據天氣情況采用太陽能熱水器或電熱水器對養護水進行加熱，采用35℃左右的熱水噴淋，對養護棚內部增溫增濕（類似澡堂），保證構件養護環節的溫度和濕度要求。

養護過程中，通過干濕度監測儀對棚內濕度和溫度進行預警。在濕度降低到設置值時，

即刻打開噴淋裝置；在溫度降低到設置值時，應通過提高養護用水溫度，但嚴格控制養護用水溫度在60℃以下，避免表面混凝土出現假凝。

2.1.3 節水措施

在預制臺座建設時，現場采用細石混凝土全面硬化、找平、壓光，并按0.3%找坡至兩側的排水盲溝。排水盲溝設置在臺座兩側，斷面尺寸在300mm×300mm 左右。排水盲溝的主要作用是將多余的養護用水及時排出，做到養護現場無積水。排水盲溝端部設置養護廢水沉淀池、過濾裝置和養護用水回收池，通過沉淀、過濾等環節，對養護廢水凈化，以便再次利用，達到養護環節的節水目標；并將排水盲溝、廢水沉淀池和養護用水回收池外側襯砌擠塑聚苯乙烯保溫板和表面封閉覆蓋，進一步減小熱能散失。

3 應用效果及效益分析

采用太陽能養護和循環水養護可大幅度減少水加熱的能源消耗和養護水用量，間接地節省電力消耗和施工廢水的排放。在降低成本和保證工程質量的同時，體現出較好的經濟效益和社會效益，最大限度地滿足了節能減排、環境保護等政策要求。

采用該項技術后，新伊高速預應力構件養護，夏季高溫時，養護溫度穩定在25±3℃，白天2 小時噴淋水一次，每次1 分鐘左右，消耗水0.2m3/天片，較原來節水效果明顯；冬季養護，構件需要加蓋保溫層（彩條布或帆布）保溫保濕，養護水用太陽能加熱時，消耗電能非常小，采用電加熱時，耗電量100～200kw·h/d，養護溫度穩定在（18±3）℃，養護期費用約1000 元/片左右。養護噴淋用水實現循環利用，較原來節水60%以上。

4 結論

為加快戶外預應力混凝土構件生產效率，必須進行有效養護，移動養護棚可以有效解決戶外構件養護問題。養護棚可實現全天候生產，有效提高生產效率。夏季高溫時，養護溫度穩定在(25±3)℃；冬季養護，養護溫度穩定在(18±3)℃。養護噴淋用水實現循環利用，較原來節水60%以上。