混凝土箱梁冬季施工及养护

摘要：通过对客运专线混凝土箱梁冬季施工实践，结合热工计算理论；论证冬季混凝土施工养护的必要性和可靠性。

关键词：客运专线 混凝土箱梁 热工计算 冬季施工

一、混凝土的冻害

冬季施工中，新浇混凝土如果遭冻，由于拌和水结冰，其体积增加约9%。同时，水泥的水化作用也停止。在恢复正常温度以后，水泥浆体中的孔隙率将比正常凝结的混凝土显著增加，从而使混凝土的各项物理力学性能全面下降。有时冬季浇筑的混凝土块体，措施不利时，顶面可能早期受冻，在浇筑上一层混凝土时，下面的受冻混凝土处理不彻底，也能形成受冻夹层。此外，混凝土早期受冻对其抗拉强度、抗压强度、抗渗性能、以及钢筋与混凝土的粘结强度、后期抗冻融能力等都有一定影响。因此，混凝土的耐久性受到严重损害。

二、混凝土的抗冻要求

混凝土的强度降至0℃前，其抗压强度不得低于抗冻临界强度。所谓抗冻临界强度是指新浇筑混凝土在受冻前达到某一个初始强度值，然后遭到冻结，当恢复正温养护后，混凝土强度仍会继续增长，经28天标准养护后，其后期强度可达设计标准值的95%以上。具体规定为：硅酸盐水泥或普通水泥配制的混凝土抗冻临界强度为其设计强度的40%，矿渣水泥配制的混凝土为其设计强度的50%。

三、混凝土的防冻措施

一、原材料质量控制

1.水泥。水泥选用普通硅酸盐水泥，注意到其中掺合材料对混凝土抗冻、抗渗性能的影响，采用525号水泥。

2.骨料。粗细骨料放置于防风、防雨的棚内，保证骨料清洁，不得含有冰雪冻结物及易冻裂的矿物物质，其他指标满足《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》的要求。粗细骨料拌合前置于暖棚内，暖棚内温度不低于5℃。

3.外加剂。在冬期施工期间，选用具有防冻性能复合减水剂，其各项品质指标均应满足《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》的要求。严禁使用含氯盐类防冻剂，严禁施工单位在施工现场自行将减水剂与防冻剂混合使用。

4.钢筋。钢筋和预应力筋应存放于室内或进行严密覆盖，选择低温韧性良好的焊条。 钢筋和预应力筋加工在棚内进行，加工棚三面用墙板封闭挡风（迎风面必须封闭）。钢筋闪光对焊在室内进行，环境温度不低于0℃，焊毕后的钢筋待完全冷却后再运往室外

二、冬期施工混凝土配合比

冬期施工期间，由于环境温度较低，根据施工环境条件选择合理的冬期施工配合比，可采取适当降低混凝土水胶比；掺加有利于混凝土早期强度发展的掺合料（如适当降低粉煤灰，增加矿粉掺量），使用复合型防冻减水剂等技术措施。

三、混凝土拌合和运输

1.混凝土搅拌在暖棚内进行，棚内设取暖措施，棚内温度不低于10℃。

2.混凝土原材料使用时的温度根据热工计算和实际试拌情况确定，确保混凝土入模温度满足相关要求（≥5℃）。主要措施采取以加热拌合用水为主，辅以骨料、外加剂保温，水的加热温度控制在80℃，以防止水泥发生假凝现象。

混凝土出机温度除满足混凝土浇筑温度，保证混凝土不早期受冻和防止产生温度裂缝外，也要满足施工上的可能性，如混凝土出机温度过高或过低，都会给施工带来不利的影响。

由于混凝土拌和时，混凝土组成材料的温度一般要高于拌和楼或搅拌站的温度，在搅拌过程中要有一部分热量损失。按出机温度要求，混凝土拌和温度按式（1）、式（2）计算：

混凝土拌和物温度主要受混凝土出机温度控制。当混凝土出机温度确定后，再考虑拌和过程中热量损失。

3. 搅拌时先投入骨料、水，充分搅拌后再投入水泥、矿物掺合料、外加剂等。搅拌时间以最后一种材料投入搅拌机内开始计算。搅拌时间较正常温度下延长50%左右。

4. 输水管、送料带、混凝土罐车、泵车和管道采取遮蔽、包裹等保温措施，尽量减少中间倒运环节缩短运输时间，减少混凝土施工过程中的热量散失。

5. 当拌制的混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时，应重新调整拌合料的加热温度。

6. 混凝土入模前，采用专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气量及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合设计或配合比要求的混凝土方可入模浇筑。混凝土拌和物入模温度不得低于5℃。

四.混凝土浇筑

1. 当环境温度低于-10℃时，不得进行混凝土施工。

2.浇筑前，清除模板及钢筋上的冰雪和圬垢。

3.新、旧混凝土施工缝的清理工作应符合下列规定：

当旧混凝土面和外露钢筋（预埋件）暴露在冷空气中时，应对距离新、旧混凝土施工缝1.5m范围内的旧混凝土和长度在1.0m范围内的外露钢筋（预埋件）进行防寒保温。

当混凝土不需加热养护且在规定的养护期内不致冻结时，对于非冻胀性地基或旧混凝土面，可直接浇筑混凝土。

4. 混凝土浇筑应分层连续浇筑，分层厚度不得小于20cm。并尽量缩短每层浇注的分段长度，减小混凝土的散热面。

五、保温措施及养生

（1）混凝土浇筑成型后，立即进行防寒保温，防寒保温措施分为蓄热法和外部热源加热法。当室外最低气温高于-15℃时，混凝土结构表面系数（冷却面积和体积的比值）不大于15m-1的工程应优先采用蓄热法进行养护，但应保证混凝土结构小环境温度不得低于5℃。

（2）采用蓄热法时，对模板用保温材料包裹，顶面用保温材料覆盖，同时对结构的边棱角加强覆盖保温，迎风面采取防风措施。

（3）当混凝土抗压强度达到设计强度的30%，且高于5MPa后方可拆除模板，浸水冻融条件下混凝土强度不得小于设计强度的75%。

（4）安排专人对结构物进行温度测量，拆模时混凝土芯部与表面，表面与环境的温差不得大于15℃。当养护完毕后的环境温度仍在0℃以下时，应待混凝土冷却至5℃以下且混凝土与环境温之间的温差不大于15℃后，方可拆除模板。

（5）拆除模板时，一边拆除模板一边（内用塑料布外用棉被）对拆除部分包裹，包裹时间自拆除模板时计不得小于21天。

（6）冬期施工不得直接洒水养护，宜喷涂养护剂或采取保湿增湿措施。

（7）模板拉杆孔道应进行封堵，防止水进入产生冻胀。

四、结束语

本文通过对箱梁冬季施工的具体实施过程，论述混凝土的冻害、抗冻要求以及防冻措施。结合热工计算分析理论，论述混凝土运输和拌和过程中温度的控制方法，并提出了几点混凝土冬季施工及养护需注意的问题。希望为其他相类似的工程提供可参考的依据。

参考文献：

[1]混凝土冬季施工[C].中国公路学会桥梁和结构工程学会2004年全国桥梁学术会议论文集，2004

[2]混凝土冬季施工方法及其应用[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2004.6

[3] 高架现浇连续箱梁混凝土冬季施工技术[J].工程质量，2004.1