蒸汽养生技术在梁板预制施工中的应用

【摘要】 通过介绍常用的砼养护方法及其优缺点，重点推出预应力砼箱梁蒸汽养生施工方法以及质量控制要点。

【关键词】 蒸汽养生；梁板；施工；应用

一、前言

混凝土中，水及水泥起化学作用谓之水化作用，这水化作用是否圆满，对混凝土的强度及耐久性影响很大，如何保持水分，让水化作用得以完全，或是借助其它方式来缩短混凝土水化的时间，即砼养护工作是保证砼质量的关键。因此，必须根据工程特点从常用的湿治养护、护膜养护、蒸汽养护中选择适当的养护方式，来保证砼的强度及耐久性，取得良好经济效果。

二、砼养护方法概述

（一）湿治养护

湿治养护时机须在混凝土达相当凝固阶段，不会因湿治工作而损坏混凝土面为第一要求；常见的湿治养护方式有浇水法、延缓拆模法、遮盖法等，做法及优缺点概列如下：

1.浇水法：必须连续或间歇性的在混凝土表面浇水，以保持混凝土表面之湿润状态，养护时机通常在新拌混凝土缩水后到终凝阶段；浇水频率及时间点拿捏得当，所费成本及品质掌控将可控制在一定范围内；但若控制不当，会因时干时湿而造成混凝土表面产生微裂缝，严重时会龟裂，品质影响程度有时会比不养护来得严重。

2.延缓拆模法：针对养护不易之结构体，可延缓其拆模时间，且同时在模板上洒水保持湿润；但此法不适用于工期急迫性之工程，且会降低模具的使用率。

3.遮盖法：以白色土工布等覆盖于混凝土表面并经常洒水保持湿润，或以塑料布等防水材料遮盖于混凝土表面，防止水分急速散失；以土工布作为覆盖物，必须先将浇置完成的混凝土以其它方式养护12h以上防止表面被破坏，方可覆盖，并于覆盖后做经常性洒水以保持润湿状态。以塑料布等防水材料作为混凝土养护，其遮盖须相互重迭，并注意转角及边缘处须盖周密，并以木条或适当重量的物体给予固定。

（二）护膜养护

护膜养护法是在新浇筑的混凝土表面喷洒一层薄护膜，以防止水分蒸发，护膜养护法之喷面需均匀，构造物的转角及边缘处必须谨慎处理，在这些部位是失败率最高的地方，务必喷洒周全。

（三）蒸汽养护

蒸汽养护法是一种将砼构件有效密封后向其内通入蒸汽的一种养护方法，该方法能加速混凝土水化反应，在短时间内提早达到所需的抗压强度，可加快模板周转、缩短工期、有效降低施工成本。

三、蒸汽养生在梁板预制施工中应用实例

（一）工程概况

商州至漫川关高速公路N13标段位于陕西省山阳县，起讫里程为K119+700～K124+100，全长4.4km。共有桥梁4869.16 m /10座，20 m后张法预应力砼箱梁784片，20 m先张法预应力砼空心板梁420片，16 m先张法预应力砼空心板梁21片，后张法预应力砼箱梁设置8个钢筋绑扎台座、16个预制台座，存梁台座可存梁300片；先张法预应力砼空心板梁设置5道生产线，每道生产线一次可生产4片20 m空心板梁或5片16m空心板梁，存梁区可存梁300片。箱梁采用单片、空心板采用整个生产线一体蒸汽养生方法。本项目所在区域属暖温带，因地处山区，气候的垂直变化较大。区内河谷区年平均气温12.9℃，一月平均气温0.4℃，七月平均25.4℃，极端最高气温39.8℃，极端最低气温14.8℃，年降水量725mm，50%的降水集中在7、8、9月份。夏多暴雨，间有春、伏旱，秋有连阴雨。

（二）蒸汽养生工艺过程

1.蒸汽养生设备

（1）锅炉：在蒸汽养生过程中，锅炉是提供养生热源的设备，通常选取以其容量能使养生区域在养生时间维持最高恒温为原则，锅炉可采用移动式或固定式，由于在预制场生产故采用固定式，又因养生面积较大，故采用3台锅炉（2T/台）养生（2台养生箱梁，1台养生空心板梁）。

（2）蒸汽管架与蒸汽管：蒸汽管的作用在于负责将养生过程中，锅炉所所产生的蒸汽传送至养生区域，蒸汽管有主副管之分，主管设开关阀，以控制锅炉进入副管的时机，副管则每隔一适当的间距设置大小适当的喷孔，以提供混凝土养生足的蒸汽。

（3）养生棚：采用养生棚将整片箱梁或整个先张法生产线完全包围，使热蒸汽输入养生棚以养生混凝土，必须具有可耐热、可流通与密闭性能好的特性，本项目养生棚采用帆布。

2.蒸汽养生程序

预制场配置蒸汽养护锅炉，16个箱梁生产台座由2台锅炉提供蒸汽，5条空心板生产线由1台锅炉提供蒸汽，每个锅炉产能为2T/h（传热效能为9.9 kgf/cm2），每台锅炉再配置进水管及出气管等配件；待混凝土初凝后，开始蒸汽升，3h后蒸汽度达到60℃～ 65℃，维持该温度12h，再降温约4h至常温，即完成蒸汽养护，全程蒸汽养护时间约19h，砼强度一般可以达到设计强度的90%，即达到放张或张拉的要求。将蒸汽养生流程分述如下：

（1）浇筑混凝土：在浇筑混凝土时须同时进行下列作业：a.对养生设备、锅炉用料及电源进行检查，以确保蒸汽养生得以利进行。B.做砼抗压试块。

（2）前置时期：在混凝土浇筑完成后，而蒸汽养生开始前这段时间为前置时间，其应视混凝土的初凝时间长短而定，一般通常为2h至5h。

（3）配设蒸汽管：在混凝土浇筑完成后蒸汽养生开始前，应将蒸汽主、副管配管完成，以使蒸汽能有效均匀分布于养生区域。

（4）架设养生棚：在蒸汽配管架设完成后，以耐热帆布架设一离混凝土养生面约为30～40cm高之密闭养生棚，以利棚蒸汽均匀流通，使养生温度均匀分布，达到预期养生效果。

（5）增温阶段：增温阶段温度增加速率不可过快，一般以不超过15℃/h为原则。

（6）恒温阶段：一般经增温期将养生棚温度增至60℃～70℃左右后，即开始蒸汽养生的重要阶段一恒温期。

（7）降温阶段：降温过程中，温度应以不超过10℃/h的速率徐徐少，直到较外界大气温度高约10℃为止。

3.混凝土质量控制要点

（1）温度检查：升温及降温期间，每小时检查1次，恒温期间每2h检查1次，检查方法为：a.每槽梁设置3个测温孔，测温孔布置在槽中间及两端；b.检测温度时温度计应与外界气温隔绝，并应在测温孔内留置不少于3min，具体做法为在塑料棚布上刻上小孔，将温度计固定在棚布内，小孔用透明胶布封住，可从此孔读数。

（2）混凝土强度：除制取标准养护试件外，同时制取与混凝土结构同条件蒸汽养护试块，以确定强度增长情况，确定先张法空心板梁放张时间和后张法箱梁的张拉时间。

4.蒸汽养护注意事项

（1）构件内模拆卸时，其表面温度与环境温度之差不宜过大，当室外为负温时，温差不宜大于20℃；

（2）停止蒸汽养护后还应对构件覆盖养护，防止温差过大，表面失水过快产生塑性收缩裂缝；

（3）蒸汽养护温度控制过程需要专人负责，并且要做详细记录。

5.蒸汽养护现场控制的难点

（1）现地缺乏良好的温控设备，仅以控制蒸汽输出量的方式来间接控制温度，因此难以有效掌控；

（2）养护棚很难达到密闭空间，所以恒温期间温度大多也仅能介于55～65℃；

（3）降温期间在实际现场操作时是以关闭锅炉方式作自然降温，降温速率难以控制。