前言:隨著我國高速公路的發(fā)展,各種新材料新工藝不斷用于工程施工,為加快施工進度、縮短施工周期及降低工程成本創(chuàng)造了條件,然而冬季施工又要求我們必須確保施工質量和施工進度,現(xiàn)結合筆者在施工中一些所得就C50T梁施工中一些問題淺談如下:

　　一、溫度對混凝土的破壞機理

　　冬季施工中,混凝土在0℃以下的硬化是一個多種因素共同作用的復雜過程。新澆混凝土在0℃以下作用的凍漲破壞主要分以下兩種。

　　混凝土澆筑后,初凝前水泥未來得及水化就凍結成冰晶體。在這種情況下,水泥處在“休眠”狀態(tài),溫度恢復0℃以上水泥才進行正常的水化,與未受凍的混凝土強度基本相同。但混凝土在極低溫度下很快凍結無法振搗。

　　新澆混凝土初凝后,水泥進行緩慢水化,強度緩慢增強,溫度繼續(xù)下降混凝體就會受到凍害。因為冷卻從表面逐漸向內部發(fā)展,水分向表層移動。當溫度降到冰點時,水分開始結凍,形成冰聚體,引起水分在混凝土中的重新分布。由于冰聚體體積膨脹而排擠凝膠體和水泥顆粒,破壞了水泥水化后形成的結晶骨架。另外混凝土越密實,毛細現(xiàn)象越明顯,水分的移動、冰聚體的形成越迅速。一旦混凝土轉入0℃以上,冰聚體消失,就會在原來位置留下空隙,給混凝土留下嚴重的質量隱患。

　　混凝土在0℃以下受凍最常出現(xiàn)第二種情況。在冬季施工中必須采取有效措施,進行熱工計算,保證混凝土在0℃以下強度的正常增長。

　　二、降低單位混凝土用水量

　　經試驗知混凝土的抗凍性能同水灰比有關,在水泥等級相同情況下,水灰比越小,混凝土強度越高。所以在滿足規(guī)范要求的前提下降低單位混凝土的單位用水量,可減少游離態(tài)的自由水。

　　(一)測定摻加減水劑的7天抗壓強度

　　試驗中采用po.525水泥,摻加減水防凍劑2.5%,7天抗壓強度平均值為48mpa,減水率為12%。

　　(二)確定w/c

　　C50混凝土標號采用w/c來控制混凝土強度。

　　經驗公式:Rp7=0.48Rcj7(C/W-0.52) 式中:Rp7——混凝土配制強度,取值為設計強度的100%;Rcj7——摻加減水劑的水泥7d的抗壓強度。

　　(三)計算用水量

　　單位混凝土的用水量同骨料種類、粒徑及混凝土的坍落度等因素有關�；炷�土的用水量可用下式計算:W=3.33(H+K)(1-Wj)式中:H——設計混凝土需要達到的坍落度;Wj——摻加減水劑的減水率;K——系數(shù)。

　　注:k適用于中砂,如采用細砂值應增加3.采用粗砂應減小2。

　　配制高強度混凝土時,在用水量確定后,通常采用調節(jié)減水劑的用量來控制混凝土的坍落度。其他計算同普通混凝土配合比計算一樣,在此不再累述。

　　三、熱工計算

　　為保證混凝土的拌合溫度及出機溫度,在施工前應預先通過熱工計算,確定其合適溫度。施工中采用熱水(50～55℃)拌和及骨料預熱(30～35℃)的方法。

　　混凝凝土的拌合溫度按下式計算:

　　T=[.092(M1T1+M2T2+M3T3)+4.2Tw(Mw_W2M2-W3M3)+C1(W2M2T2+W3M3T3)-C2(W2M2+W3M3))/[4.2Mw+0.9(M1+M2+M3)]

　　式中:T—混凝土拌合溫度,℃

　　Mw—用水量,㎏

　　M2—砂子用量,㎏

　　W2—砂子的含水率,%

　　C2—冰的熔解熱,KJ/㎏

　　Tw—水的溫度,℃

　　T1—水泥的溫度,℃

　　T2—砂子的溫度,℃

　　T3—石子溫度,℃

　　W3—石子的含水率,%

　　C1—水的比熱容,KJ/㎏

　　M1—水泥用量,㎏

　　M3—石子用量,㎏

　　骨料溫度大于0℃時,C1=4,C2=0;當骨料溫度小于或等于0℃時,C1=2,C2=335,經計算,混凝土的溫度完全能夠滿足要求,可用來控制施工。

　　四、施工工藝

　　采用強制式拌和機和鍋爐燒熱水法。為了滿足熱工計算要求,保證混凝土拌合溫度、出機溫度及入模溫度,步驟如下:

　　(1)投料攪拌。投上全部砂石骨料后,開始攪拌,同時通蒸汽30～45s,保證混合料再拌合倉內均勻受熱,此時骨料預熱可達30—35℃。需注意的是骨料加熱不能超過40℃。

　　(2)攪拌。將熱水、水泥、高效減水劑依次投入拌合箱內攪拌60—90s,可根據(jù)具體情況適當延長,以加強混合料之間的熱量傳遞,保證溫度基本一致,提高拌合質量,增強混泥土的和易性。混凝土拌合物的出機溫度控制在25—30℃。

　　(3)運輸、澆注、振搗成形。采用翻斗車加棉被覆蓋,運入施工現(xiàn)場,確保入模溫度控制在18—25℃,并振搗成形,成形后立即轉入暖棚養(yǎng)生。成形溫度應控制在10℃以上。

　　五、暖棚養(yǎng)生

　　暖棚搭建采用分段式,用鋼筋焊結成骨架,上面覆蓋透明塑料布,以利用白天太陽光的能量;晚上覆蓋草毯子保溫。暖棚搭接觸采用棉被覆蓋保溫,防止漏氣。分別在棚的四角及棚中間生爐火,爐火數(shù)量根據(jù)暖棚大小確定,確保棚內溫度不得低于5℃,設專人檢查混凝土及棚內溫度,各點應選擇有代表性的位置布設,一般應離地50cm左右,第一個24小時不少于八次,其余每晝夜不少于四次。同時要用煙筒將煙氣引出棚外,以免新澆混凝土吸收CO2后易于同混凝土中的氫氧化鈣反應,在混凝土表面形成碳化層。

　　養(yǎng)護期間注意棚內溫度和濕度�；炷�土的硬化,關鍵在于水泥的水化作用,溫度升高,水泥水化速度加快,因而混凝土強度發(fā)展也快。反之,溫度降低,水泥水化速度降低,混凝土強度發(fā)展將相應遲緩。濕度對水泥的水化作用能否正常進行有顯著影響,濕度適當,水泥水化便能順利進行,使混凝土強度得到充分發(fā)展。如果濕度不夠,混凝土會失水干燥而影響水泥水化作用的正常進行,甚至停止水化。水泥水化作用不能完成,致使混凝土結構松散,滲水性增大,或形成干縮裂縫,嚴重降低混凝土強度,從而影響耐久性。發(fā)生失水現(xiàn)象時,應及時采取增濕措施或在混凝土表面灑溫水養(yǎng)護。