大体积预应力混凝土箱梁养护施工

宋良胜

(日照市公路管理局,山东日照 276500)

大体积预应力混凝土箱梁养护施工

宋良胜

(日照市公路管理局,山东日照 276500)

大体积结构物混凝土浇筑,往往在设计、施工时常会采用一些应对措施,但对后期的养护过程容易忽视,极易造成收缩裂缝,影响结构物的使用寿命。以现浇箱梁为例简要介绍保温保湿措施。

预应力混凝土 保温 保湿

的通道,二是抹去表面的水泥浆,减少水泥浆的收缩。因而必须多抹、多搓,抹至表面看不见水泥浆为止。桥面收浆时还应注意尽量不要加水收浆,收浆时若在表面洒水容易造成水泥浆集中,会在凝结后形成龟裂或起皮。当发生这种水泥浆集中时应采取多次收浆的方法防止裂纹或起皮。

夏季应尽量避免在阳光暴晒时收浆抹面。当温度较高时应适当增加收浆抹面人数,尤其是第二次收浆的时间应控制好,水份蒸发较快时应提前进行第二次收浆。收浆后及时覆盖洒水。

(3)拆模后保湿:箱梁拆模后除顶底板继续覆盖洒水外,腹板内外侧,翼缘板底面均采用养护剂成膜覆盖养护。混凝土养护剂是由水性高分子材料改性水玻璃组成,具有较强的亲水性。该养护剂具有较好的成膜性能和一定的渗透性能,喷涂在混凝土表面上时形成连续的无色不透水的薄膜。实际喷涂后由于氧化原因,喷涂过的混凝土表面略有泛黄现象,与未喷涂的混凝土表面略有区别。养护剂覆盖养护的效果较好,未发现裂纹。夏季应以洒水养护为主,也可喷涂养护液养护。由于夏季脱模后混凝土表面温度较高,表面失水很快,喷涂养护液前应先将混凝土表面洒水湿透,再喷养护液其效果可能会更好。表2是一组7天混凝土试件抗压强度对比试验数据。

从表2可以看出喷洒养护液养护与洒水养护试件强度基本相同,说明喷洒养护液有较好的养护效果。

2.2 混过凝土保温

混凝土保温分灌注后的整体保温及脱模后的保温两部分。灌注后的整体保温,应优先采用覆盖的方法,特别是冬季临近海边,风力作用及昼夜温差对梁体产生的内外温差均会造成温差裂纹。值得注意的是箱梁两侧的通风孔尽管很小却形成风洞,通风孔处本身容易形成应力集中,由于风洞引起的剧烈降温在该处极易形成裂纹。这种裂纹形成后发展很快,如果不及时堵住通风孔或提前进行预应力张拉,裂纹往往会内外贯通,而且向上下延伸很长。因此通风孔芯模抽出后应及时用棉纱或海绵将通风孔堵塞。梁体脱模后的保温主要是防止脱模瞬间混凝土内外产生的温差。对普通混凝土而言,不论何时内外温差应控制15～20℃以内。

(1)由于现浇箱梁合拢束构造钢筋复杂,其端模脱模十分困难,采用钢模尤其如此,混凝土强度增长到设计允许脱模的强度时,端模脱模比较困难。若提前脱模此时混凝土正处于强度快速增长期,其水化热较高,内外温差较大,若保温不当,容易形成温差裂缝。因此脱端模除须快速脱模外,在气温较低时,应避开低温时间,尽量白天脱模,脱模后及时覆盖。

(2)内模拆除亦须提前,主要是考虑到内模(锚块)对梁体有约束作用,这种约束限制混凝土收缩变化,导致混凝土中产生拉应力。为了避免这种情况发生,宜较早解除内模约束。但内模拆除时往往也是梁体混凝土快速增长期,箱内温度远远高于箱外温度,箱室两端如果不采取遮盖措施,则会形成风洞效应,造成梁端急剧降温,在梁端加厚段出现裂缝。因此脱内模时,应将箱室两端外侧用油布之类的编织物遮盖,防止其出现风洞。尤其是冬季更不得出现这种情况。

(3)冬季低温施工时,混凝土灌注完毕后。对整个外模全面覆盖形成保温棚,或在外模表面喷上泡沫保温层。当采用编织物覆盖保温时,应采取有效的防风措施。编织物应与模板或骨架可靠连接,不得被风掀开,否则就起不到保温的作用。冬季除采取覆盖保温外,当气温低于-5℃时,还应在保温棚内设置取暖炉,取暖炉上放置敞口式水壶,不得干烧,以防治混凝土失水。

总之,大体积现浇预应力混凝土这样的对耐久性有较高要求的结构,必须采取更有效的保温保湿方案。并根据箱梁的温度变化曲线制订相应的养护措施,才能控制预制箱梁的早期裂纹。

1 混凝土常见裂缝原因分析

(1)混凝土浇筑初期。混凝土灌注完后,混凝土强度基本为零,任何失水收缩均会造成表面裂纹。混凝土拌制后一段时间,胶凝材料开始水化,并出现泌水和体积缩小现象,此外在这段时间内,混凝土表面由于各种原因引起失水,塑性状态的混凝土可能因体积变化较快导致表面开裂。这种体积的缩小即为塑性收缩。塑性收缩引起的混凝土表面裂缝一般深度较浅,不直接影响混凝土的整体性能。但有两点应引起我们足够的重视:1)宽度和长度较大的塑性裂缝可能会因应力集中导致裂缝向混凝土内部扩展。2)大量的微小裂缝使混凝土保护层的质量下降。我们知道,混凝土耐久性最重要的保护就是高质量的表层,几乎所有耐久性方面的问题都始于混凝土的表层。当混凝土处于恶劣环境下时,侵害性作用会因表层混凝土受损加速影响到混凝土内部。而且根据以往经验,在混凝土的初凝阶段因养护不及时导致表面严重失水而发生的裂纹,其裂纹深度一般很深,尤其是桥面板这样的薄壁部位,发生裂纹后很容易形成贯通性裂纹。这种裂纹的破坏性后果极其严重,因此,混凝土灌注完后应及时洒水、覆盖保湿,尤其是在气温高、气候干燥的情况下,混凝土初凝前即应洒水保湿。在气温低、气候干燥的情况下,应立即覆盖防止失水,水化热升高后既使是气温低的情况下也需洒水补充水份。

(2)混凝土浇筑中期。当混凝土的强度处于较快的增长阶段时,其水化热较高,而混凝土是不良热传导材料。当其外部遇到冷空气或冷介质时,其表面温度快速冷却而内部温度不会下降,造成内外温差产生收缩裂纹。

(3)混凝土浇筑后期。当混凝土强度趋近于设计强度时,内部水化热完全消失,表面失水干缩也会产生裂纹,但这种裂纹一般为龟裂,其裂纹是浅表性的。这种裂纹虽不致影响结构强度,但对结构耐久性有较大影响,也应加强混凝土的后期保湿养护。

2 常见裂缝应对措施

2.1 箱梁保湿

(1)底板混凝土的保湿方案:底板混凝土灌注完后应及时收浆,收浆时可用喷水壶喷水以保证表面有足够的水份,同时利于收浆,收浆完毕后应用毡布或麻袋覆盖,尤其是两端出口处更应及时覆盖,防止箱内两端形成的风洞造成失水。气温在平均5℃以上时,混凝土初凝后连续洒水保持表面湿润,平均温度在5℃以下时,应用湿毡布或湿麻袋覆盖或喷涂养护剂保水。在拆除内模及端模时,应对顶板下部、腹板、梁端立即喷洒液体养护剂进行覆盖,喷洒时应采用两次喷洒成膜。对底板容易覆盖保湿的部位应立即覆盖保湿。经试验箱内湿度约比箱外湿度低5%左右。表1是一组箱梁箱内外温湿度测试对比数据。

由表1可以看出箱内外的湿度在内外温差的影响下有一定的差别,在箱内温度较高的情况下箱内湿度会更小。因此箱内拆模后温度高、蒸发量大时更应加强养护,养护液喷洒前应对表面充分洒水,其养护效果会更好(图1）。

(2)顶底板混凝土的保湿方案:由于顶板部位暴露面积大,且不易密闭养护,尤其是在收浆阶段,暴露时间过长,夏季高温及冬季低温养护的难度较大。桥面养护主要是及时覆盖。温度低于5℃时应在收浆后盖上塑料布,阻止水份蒸发,混凝土初凝后,塑料布上再覆盖毡布保湿。也可在混凝土表面均匀涂刷养护剂。温度高于5℃时,应边收浆边用喷壶或洗车泵将水喷成雾状对表面进行洒水保湿,混凝土初凝后,即可覆盖毡布,其上洒水保证毡布湿透,对混凝土起到保湿的作用。夏天第二次收浆完毕后应立即覆盖无纺布并洒水保湿（图2）。

制梁过程中,加强第二次收浆抹面控制,并及时覆盖、洒水且保持表面湿透状态,连续养护不少于7天,桥面板基本没有裂纹。实践证明桥面出现裂纹主要与第二次收浆的时间及洒水不及时有很大的关系。抹面的作用一是破坏混凝土表面的毛细孔,切断水份蒸发

表1

表2

宋良胜(1974—),男,汉,山东省莒县阎庄镇人,毕业于中国农业大学,一直在日照市莒县公路局从事道路桥梁工程施工,积累了大量的实践经验。