論公路橋梁項目的預制T梁蒸汽養(yǎng)生技術

唐駿

摘要 高速公路橋梁工程具有工序復雜、工期緊、任務重等特點，為有效提升預制T梁施工效率，保證橋梁施工工期要求，文章依托某高速公路橋梁施工實踐，針對預制T梁蒸汽養(yǎng)生技術展開綜合探究，介紹了蒸汽養(yǎng)生主要設備，總結了蒸汽養(yǎng)生施工技術要點及注意事項，通過試驗檢測，驗證預制T梁蒸汽養(yǎng)生48 h后的抗壓強度、彈性模量均能達到張拉要求。同時，針對蒸汽養(yǎng)護對T梁結構耐久性造成的不良影響，提出了針對性的處治措施，可為后續(xù)同類工程提供參考和借鑒。

關鍵詞 公路橋梁項目；預制T梁；蒸汽養(yǎng)護；質量控制

中圖分類號 U445.4文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）14-0117-03

0 引言

近年來，隨著交通運輸行業(yè)的不斷發(fā)展，公路橋梁工程建設取得顯著進步，預制T梁憑借強度高、跨度大、質量輕、耐久性好等優(yōu)點，在橋梁工程建設中得到了大規(guī)模應用。但由于公路橋梁施工工期較緊、任務繁重，對預制T梁質量和進度提出了更加嚴苛的要求。因此，為保證預制T梁施工質量，加快橋梁施工進度，該文提出了預制T梁蒸汽養(yǎng)生技術，可以有效增強混凝土水化反應速率，提高T梁早期強度，縮短施工工期，保證項目建設的綜合效益[1]。

1 工程概況

某高速公路位于山區(qū)地帶，設計長度9.934 km，全線橋隧占比超過85%，工期700 d。由于現場地形條件復雜，施工空間有限，結合現場實際情況，預制T梁場設置于現場僅有的挖方路基區(qū)域，長度125 m，總面積約3 720 m2。因預制場地狹小，預制梁工期較緊，為保證項目整體施工進度，該工程預制T梁采用蒸汽養(yǎng)生技術。

2 蒸汽養(yǎng)生設備

預制T梁蒸汽養(yǎng)生涉及設備較多，其基本類型及要求如下：

（1）蒸汽鍋爐。其作用是為T梁提供蒸汽，結合該工程實際情況，現場共設置2臺鍋爐，單體功率72 kW·h，鍋爐安裝、調試完畢應實施壓力試驗，檢測達標后方可使用。

（2）蒸汽管道。主要作用是將來自鍋爐的蒸汽輸送至T梁蒸養(yǎng)棚，管道規(guī)格為φ100 mm的耐高溫PVC管，并在外側設置保溫層，防止散熱過快。管道與臺座等長，并沿臺座縱向設置。

（3）保溫棚。主要作用是為T梁蒸養(yǎng)提供封閉空間，保持蒸養(yǎng)溫度恒定。其主體結構采用規(guī)格為100 mm×

100 mm×1.8 mm方管；墻面板為雙面0.326 mm鐵皮巖棉板；頂板為雙面0.326 mm鐵皮泡沫板；單塊板長為11 m。

（4）蓄水池。T梁蒸養(yǎng)期間用水量巨大，為確保水源充足，該工程從附近引水，并在現場設置容量為10 m3的蓄水池，保持供水穩(wěn)定[2]。

3 蒸汽養(yǎng)生施工工藝要點

3.1 施工準備

預制T梁蒸汽養(yǎng)生前，應科學做好以下施工準備工作：

（1）技術準備。提前編制T梁蒸養(yǎng)施工組織設計及技術方案，確定施工材料、蒸養(yǎng)設備、技術人員、施工人員配置計劃，并明確T梁施工質量控制要點、混凝土強度管控要點、溫濕度控制要點、安全管控要點等，保證T梁蒸養(yǎng)工作的順序實施。

（2）物資準備。蒸養(yǎng)施工前，物質部應結合實際情況制定材料和設備購置計劃，合理配置鍋爐、管道、保溫材料、保溫棚等設施，具體包括蒸汽鍋爐2臺，保溫棚4個、耐高溫PVC管200 m、三通閥門10套等[3]。

（3）設備安裝。蒸汽管道敷設時，每間隔3 m預留排氣孔，并設置閥門，通過閥門自由調節(jié)蒸汽流量，進而實現溫度控制。但應特別強調的是T梁蒸養(yǎng)期間禁止溫度突變，同時針對T梁兩端、邊緣等散熱過快區(qū)域應采取必要的保溫措施，并禁止在T梁表面灑水，蒸養(yǎng)溫度不得超過65 ℃。

3.2 蒸汽養(yǎng)生流程

T梁早期養(yǎng)護階段，需重點針對耐久性影響因素實施控制，以保證早期強度、耐久性等相關性能符合標準要求。T梁施工完畢，通過保溫棚實施密閉蒸養(yǎng)，并對其密閉效果實施檢測，防止出現漏氣現象。

（1）蒸養(yǎng)設備及具體階段。選用型號為CL-75自動蒸養(yǎng)發(fā)生器，此設備可自動完成開關、加水、加熱等工作，具有耗能低、污染小、重量輕、免維護等優(yōu)點，其實際耗能僅為常規(guī)電力發(fā)生器的1/3。預制T梁蒸養(yǎng)過程如圖1所示，具體包括預養(yǎng)期、升溫期、恒溫期、降溫期，各階段溫控要求如下：①預養(yǎng)期溫度控制在10～20 ℃，養(yǎng)護時間為2～6 h；②升溫期應嚴格控制保溫棚內部溫度，并按照10 ℃/h的速率勻速提升溫度，將溫度控制在60～65 ℃；③恒溫期將保溫棚內溫度保持在60～65 ℃范圍內，蒸養(yǎng)時間為8～10 h，若溫度不足60 ℃時，應合理延長蒸養(yǎng)時間；④降溫期的預制T梁強度滿足要求后，應暫停通汽，并嚴格控制棚內溫降速率，確保處于10 ℃/h范圍內[4-5]。若溫降過快，會造成混凝土溫縮裂縫，降低T梁強度。

（2）T梁蒸養(yǎng)要求：①嚴格控制蒸養(yǎng)溫度，每間隔1～2 h檢測一次溫度，詳細記錄檢測數據，并以此判定T梁混凝土強度；②蒸養(yǎng)期間，實時監(jiān)測棚內溫度及T梁表面溫度，避免溫差過大；③溫度監(jiān)測時間為混凝土澆筑完成至保溫棚移除；④溫度監(jiān)測頻率按升溫、降溫期30 min/次，恒溫期1 h/次；⑤各測溫時間應分別標號，并在現場詳細記錄溫度監(jiān)測情況；⑥蒸養(yǎng)期間若溫差過大，應及時報告，當棚內溫差超過15 ℃時，應立即預警，查找具體影響原因，并采取必要的防控措施[6-7]。

（3）拆模要求：待混凝土達到一定強度，保證棱角不產生破壞時，進行模板拆除。同時，盡量選擇溫度較高時段拆模，以10：00—16：00為宜。模板拆除前，需暫停通汽，適當降低保溫棚內溫度，并嚴格控制棚內、外溫差，確保處于15 ℃范圍內，溫降速率不超過5 ℃/h，模板拆除過程中及時采用毛氈進行覆蓋保溫。模板拆除完畢，繼續(xù)進行通汽養(yǎng)護，直至T梁混凝土強度滿足張拉要求，然后進行緩慢降溫，待T梁表面溫度接近常溫水平時，將表面毛氈撤除，避免產生溫縮裂縫[8]。

3.3 施工注意事項

預制T梁養(yǎng)護應建立科學完善的蒸養(yǎng)制度，嚴格控制升溫、恒溫、降溫等各環(huán)節(jié)溫度及時間，確保滿足規(guī)范要求，同時，應確保蒸養(yǎng)濕度符合標準要求。

（1）T梁蒸養(yǎng)期間，應對保溫棚及梁體表面溫度、濕度實施全面監(jiān)測。待蒸養(yǎng)混凝土試件抗壓強度、彈性模量滿足要求后，方可進行降溫。

（2）蒸養(yǎng)裝置噴嘴距離混凝土表面至少為300 mm，保溫棚內濕度不得低于95% RH。

（3）預制T梁同條件蒸養(yǎng)試件抗壓強度、彈性模量分別達到設計標準的90%和85%時，方能實施降溫。

（4）蒸汽養(yǎng)護應根據施工現場具體情況，并結合蒸養(yǎng)設備功率及外界環(huán)境條件，制定滿足該工程實際需求的蒸養(yǎng)方案，以科學指導實際施工。

（5）蒸養(yǎng)期間應采取必要的環(huán)保措施，避免因T梁蒸養(yǎng)而對生態(tài)環(huán)境造成破壞，結合現場實際情況，科學做好防護工作，實現工程建設與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

（6）T梁蒸養(yǎng)施工時，嚴格按照相關技術標準及設計要求開展環(huán)境保護工作，并制定如下環(huán)保措施：①制梁場地內建立完善的排水系統(tǒng)，確保現場無積水，現場施工便道應堅實和平整，寬度滿足大型設備錯車要求；②選擇性能優(yōu)良的低噪聲施工機具，并在施工區(qū)域周邊設置消聲降噪設施，以有效降低噪聲污染；③建立健全環(huán)保管控機制，嚴格遵循“預防為主、防治結合”的環(huán)保理念，科學強化水土保持工作，制定科學完善的水土保護措施，防止水體污染。

4 蒸汽養(yǎng)生T梁早期力學性能

4.1 T梁早期混凝土抗壓強度

蒸汽養(yǎng)護可為預制T梁混凝土提供適宜的溫度、濕度條件，加快混凝土內部水化反應速率，顯著提升混凝土抗壓強度。為全面了解混凝土蒸養(yǎng)早期強度變化情況，在相同蒸養(yǎng)條件下，對混凝土抗壓強度實施檢測[9]。從現場隨機抽取T梁檢測試件，試件混凝土強度為C50，具體檢測數據如表1所示。

通過表1能夠看出，混凝土試件蒸養(yǎng)24 h后，其強度出現大幅度上升，與常規(guī)灑水養(yǎng)護方式相比，其強度上升幅度較大。蒸養(yǎng)48 h后，混凝土強度上升速率顯著降低。

4.2 T梁早期混凝土彈性模量

混凝土彈性模量是評價混凝土構件承載能力的重要指標，能有效反映構件在荷載作用下的變形特征，當彈性模量較小時，混凝土在外界荷載作用下會產生變形，從而造成結構失穩(wěn)。彈性模量檢測是在混凝土構件受荷載作用發(fā)生形變的條件下，采用千分尺測量形變量，并依據形變狀況，分析變形規(guī)律。在相同蒸養(yǎng)條件下，對混凝土彈性模量實施檢測，具體檢測數據如表2所示。

05 右（02） 28.10 36.30

通過表2能夠看出，預制T梁蒸養(yǎng)期間，早期混凝土彈性模量增長速率較快，后期逐漸減慢，并呈現收斂趨勢。該橋梁預制T梁混凝土彈性模量設計值為3.25×

104 MPa，檢測結果顯示，T梁構件蒸養(yǎng)48 h后，其彈性模量已超過設計值的80%，符合T梁張拉標準要求。

5 蒸汽養(yǎng)護對T梁耐久性的影響

5.1 蒸汽養(yǎng)護對混凝土水化速度的影響

混凝土材料內部存在較多空隙，長期暴露于高溫環(huán)境條件下，空氣中的氯離子等介質會通過空隙逐漸進入混凝土結構內部，造成混凝土碳化，引發(fā)鋼筋銹蝕，嚴重影響混凝土結構承載性能和使用年限。預制T梁蒸養(yǎng)期間，混凝土水化反應速率迅速增大，反應生成物質貼附于混凝土表面，導致水化產物不均勻，嚴重影響后續(xù)水化反應的正常進行。

對于蒸養(yǎng)導致的水化產物不均勻、反應速率下降的狀況，可采取蒸養(yǎng)+水養(yǎng)同步進行的方式進行養(yǎng)護，保持混凝土水化反應充分進行，以有效提升混凝土密實度與抗?jié)B性能，從而全面增強耐久性[10]。

5.2 蒸汽養(yǎng)護對混凝土結構的影響

混凝土材料在高溫環(huán)境中，其內部C3S會形成體積較大的水化物，從而顯著增大混凝土內部孔隙，使其密實度及抗?jié)B性能下降，影響混凝土結構耐久性。對于此類問題，可在混凝土材料中加入適量礦物材料，調整混凝土內部構造，從而有效提升其耐久性能。如：在混凝土材料中加入適量粉煤灰，能有效地增強其抗?jié)B性能，主要是因為粉煤灰粒徑小于水泥粒徑，摻加粉煤灰后，粉煤灰顆粒有效填充水泥顆粒間的空隙，從而實現增加密實度的目的。同時，在混凝土摻加適量的粉煤灰，可有效增大水灰比，加快混凝土內部水化生成物擴散速率，并使生成物分散更均勻。因此，在混凝土材料中加入適量礦物材料，能有效改善其耐久性能。

6 結論

綜上所述，為有效提升預制T梁施工質量，加快橋梁施工進度，該文結合某橋梁工程預制T梁養(yǎng)護實踐，對預制T梁蒸汽養(yǎng)生技術進行分析，得出如下結論：

（1）蒸汽養(yǎng)生前，應科學做好施工準備工作，全面了解各環(huán)節(jié)施工要點，保證T梁蒸養(yǎng)工作的順序實施。

（2）預制T梁蒸汽養(yǎng)生應建立科學完善的蒸養(yǎng)制度，嚴格按照蒸養(yǎng)流程開展養(yǎng)生工作，并采取分級升溫、恒溫、分級降溫的方式實施養(yǎng)生，科學控制各階段蒸養(yǎng)溫度、濕度及時間，確保滿足規(guī)范要求。

（3）采用蒸養(yǎng)方式養(yǎng)護48 h后，混凝土抗壓強度、彈性模量均超過設計標準的80%，充分表明蒸養(yǎng)技術能有效提升混凝土早期強度。

（4）采用蒸汽養(yǎng)護時，在混凝土內部摻加適量粉煤灰，能有效增加混凝土密實度，提高抗?jié)B性能，改善混凝土耐久性能。

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