預(yù)制箱梁混凝土夏季施工質(zhì)量控制淺談
張紹君
【江蘇農(nóng)墾工程建設(shè)監(jiān)理事務(wù)所 淮安?。玻玻常埃埃薄?BR>
混凝土的夏季施工，多數(shù)施工單位不像冬季施工那樣作為一項(xiàng)專門(mén)課題予以重視。但隨著施工高速化、結(jié)構(gòu)大型化和建筑造型多樣化的發(fā)展，施工質(zhì)量和功能的要求也越來(lái)越高，加之無(wú)數(shù)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，促使人們對(duì)混凝土的夏季施工越來(lái)越重視。
江蘇宿遷京杭運(yùn)河二號(hào)橋全長(zhǎng)８７８．７６ｍ，凈－２２＋２×１．５ｍ。主橋?yàn)槿珙A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，引橋?yàn)椋玻埃眍A(yù)應(yīng)力空心板（附斷面圖１、２）。橋孔布置１７×２０ｍ組合箱梁＋（４７＋７５＋４７）連續(xù)梁＋１８×２０ｍ組合箱梁。工期２０個(gè)月，根據(jù)施工總體計(jì)劃，箱梁２８０片預(yù)制安排在１９９８年４～９月。正是夏季高溫季節(jié)，６、７、８月份平均溫度超過(guò)２５℃，最高氣溫超過(guò)３７℃。為搞好二號(hào)橋組合箱梁預(yù)制質(zhì)量，必須對(duì)預(yù)制箱梁混凝土夏季施工質(zhì)量進(jìn)行控制，為此制訂出相應(yīng)控制原則和措施，以確保工程質(zhì)量。
１ 混凝土夏季施工特點(diǎn)
夏季施工最顯著的特點(diǎn)是環(huán)境溫度高、相對(duì)濕度較小，這些對(duì)于新拌以及硬化后的混凝土除有利的一面外也產(chǎn)生許多不利影響：
１?１ 在高溫下拌合和澆筑混凝土，水分蒸發(fā)快，諸多原因引起坍落度損失，難以保證所設(shè)計(jì)的坍落度，易降低混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B和耐久性。若摻用減水劑的混凝土，溫度高氣泡易揮發(fā)，降低其含氣量，且變得不穩(wěn)定，空氣量難于控制，使混凝土坍落度的控制變得較為困難。
１?２ 由于夏季溫度高，水泥水化反應(yīng)加快，混凝土凝結(jié)較快，施工操作時(shí)間變短，容易因搗固不良造成蜂窩、麻面以及“冷縫”等質(zhì)量問(wèn)題。
１?３ 混凝土養(yǎng)生非常重要，如脫模后不能及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)，混凝土脫水將影響水化反應(yīng)的正常進(jìn)行，不僅降低強(qiáng)度，而且加大混凝土收縮，易出現(xiàn)干縮裂縫。
為此，針對(duì)混凝土夏季施工特點(diǎn)和諸多不利因素，應(yīng)采取必要的防護(hù)措施，以保證混凝土的澆筑質(zhì)量。
２ 混凝土夏季施工控制措施
炎熱夏季澆筑混凝土，易加速水化反應(yīng)，對(duì)混凝土拌制、運(yùn)送、澆搗都有不利的一面。因而需要采取有效控制措施，限制夏季混凝土出料溫度不得大于３０℃，規(guī)定混凝土內(nèi)外溫差不超過(guò)２０℃，來(lái)保證混凝土的澆筑質(zhì)量。
２?１ 控制夏季混凝土最佳澆筑時(shí)間
嚴(yán)格規(guī)定夏季箱梁預(yù)制澆筑時(shí)間，放在每天早晨６點(diǎn)前和下午５點(diǎn)鐘以后，以此控制混凝土內(nèi)外溫差。
２?２ 估算混凝土拌合料溫度，切實(shí)采取有效降溫措施
根據(jù)原料溫度推算拌合后混凝土的溫度可按下式進(jìn)行：
Ｔ＝〔Ｓ?ＴａＷａ＋ＴｃＷｃ?＋ＴｔＷｔ＋ＴｍＷｍ〗
?。?Ｓ?Ｗａ＋Ｗｃ?＋Ｗｔ＋Ｗｍ〕
式中：
Ｔ─混凝土拌合物的出料溫度（℃）；
?。萤す腆w材料（水泥及骨料）的平均比熱，取
０．２；
?。祝岍す橇现亓浚ǎ耄纾?；
Ｔａ─骨料溫度（℃）；
?。祝悌に嘀亓浚ǎ耄纾?；
Ｔｃ─水泥溫度（℃）；
Ｗｔ─骨料表面含水量（ｋｇ）；
Ｔｔ─骨料表面水溫度（℃）；
?。裕愆せ炷涟韬嫌盟浚ǎ耄纾?；
?。祝愆せ炷涟韬嫌盟疁囟龋ā妫?。
上式估算出的溫度，未考慮水泥水化熱和攪拌過(guò)程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能的影響，得出的溫度比實(shí)際出料溫度要低幾度。
由上式看出，要降低混凝土拌合料的溫度，首先應(yīng)降低原材料的溫度，特別是降低比熱最大的水和用量最多的骨料的溫度。因此，所采取的措施是：一是規(guī)定夏季每天下午進(jìn)行淘砂，沖洗石子，以利降低骨料溫度；二是混凝土攪拌用水，取用溫度低的深井水，達(dá)到有效的降低拌合料的溫度。
２?３ 采取措施控制夏季施工混凝土坍落度
在夏季高溫條件下，混凝土的可操作性能有所降低，其中坍落度損失是比較明顯的。而引起坍落度損失原因雖多，但水分蒸發(fā)與長(zhǎng)距離運(yùn)輸造成坍落度損失是主要的。因二號(hào)橋箱梁預(yù)制場(chǎng)靠近拌合樓，則運(yùn)輸中坍落度損失不是主要原因。如何降低拌合料及澆筑中的坍落度損失是其控制的主要措施：①現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理做到加強(qiáng)旁站，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝土配制、抖合過(guò)程、骨料計(jì)量增加檢測(cè)力度，根據(jù)砂、石含水量即時(shí)調(diào)整施工配合比；②縮短澆筑時(shí)間，使其坍落度損失不低于原坍落度的９０％。在施工過(guò)程中不斷革新工藝技術(shù)，改箱梁預(yù)制兩次澆筑（兩次立模）為外模、內(nèi)模同時(shí)立模連續(xù)澆筑，克服兩次澆筑停留時(shí)間長(zhǎng)易產(chǎn)生冷縫問(wèn)題，使其每片箱梁由原兩次澆筑需４～５小時(shí)，縮短到２～３小時(shí)澆筑完成；③是摻緩凝劑改善和易性，以利振搗密實(shí)。
２?４ 防止混凝土裂縫的產(chǎn)生
夏季施工的混凝土出現(xiàn)裂縫的機(jī)會(huì)比較多，常見(jiàn)的有溫度裂縫、塑性收縮裂縫和干縮裂縫。
宿遷二號(hào)橋箱梁預(yù)制防止裂縫的措施是：
?。?從提高混凝土內(nèi)在質(zhì)量著手。擇優(yōu)定點(diǎn)采購(gòu)。粗骨料選用連云港大島山石子；水泥選用高品質(zhì)淮海５２５＃普通硅酸鹽水泥；細(xì)骨料采用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈的新沂中粗砂。同時(shí)嚴(yán)格控制砂石含泥量，改善砂石級(jí)配，盡量控制好坍落度、單位用水量、水灰比。
２?提高混凝土的密實(shí)度。嚴(yán)格控制按試配砂、石級(jí)配投料生產(chǎn)，做到振搗工藝技術(shù)合理。在箱梁外模板上設(shè)置附著式振搗器，采用插入式振搗器與附著式振搗器相結(jié)合振搗方法，頂板用平板振搗器將梁頂澆平。保證混凝土質(zhì)地密實(shí)，提高了混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，增強(qiáng)對(duì)裂縫開(kāi)展的抵抗能力。
３?從改善溫度條件入手。盡量采用溫度低的混凝土和水化熱低的水泥，再者多向骨料堆灑水，進(jìn)行蒸發(fā)冷卻骨料，以降低混凝土攪拌溫度，同時(shí)控制每層澆筑高度不超過(guò)３０ｃｍ，既利振搗密度，又加快熱量散失，避免產(chǎn)生溫度裂縫。
２?５ 加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)工作
澆筑后立即用草墊護(hù)蓋適時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，避免曝曬，建立專人養(yǎng)護(hù)。二號(hào)橋監(jiān)理對(duì)箱梁預(yù)制養(yǎng)生控制方法：①先脫內(nèi)模從內(nèi)養(yǎng)護(hù)，而后再脫外模，即加快提高混凝土強(qiáng)度，又使混凝土構(gòu)件從內(nèi)冷卻。②做到前７天堅(jiān)持灑水保持濕潤(rùn)，經(jīng)常連續(xù)養(yǎng)護(hù)；并堅(jiān)持按時(shí)段經(jīng)常養(yǎng)護(hù)；后１４天內(nèi)做到間斷養(yǎng)生的三段養(yǎng)護(hù)法。使結(jié)構(gòu)逐漸干燥，這樣可以利用混凝土的徐變性能，對(duì)溫度及干縮應(yīng)力起到“卸荷”作用，避免裂縫的發(fā)生。
３ 夏季箱梁預(yù)制施工控制效果
宿遷運(yùn)河二號(hào)橋箱梁預(yù)制中，監(jiān)理根據(jù)夏季混凝土施工特點(diǎn)和要求，加強(qiáng)對(duì)質(zhì)量監(jiān)控力度，把好工程質(zhì)量關(guān)：一是材料關(guān)，二是工序關(guān)，三是檢測(cè)關(guān)，四是中間交驗(yàn)關(guān)。獲得了箱梁內(nèi)在質(zhì)量符合要求，混凝土強(qiáng)度符合規(guī)范規(guī)定，取得２８０片預(yù)制箱梁未產(chǎn)生“冷縫”、“塑性裂縫”和“干縮裂縫”的較好控制效果。
３?１ 宿遷運(yùn)河二號(hào)橋預(yù)制箱梁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度Ｃ５０，監(jiān)理抽檢２８０片箱梁混凝土強(qiáng)度都在５８．８～６０．９ＭＰａ，而預(yù)制箱梁彈性模量設(shè)計(jì)值Ｅ＝３．５×１０４ＭＰａ，監(jiān)理抽檢值一般在３．６×１０４～４．１４×１０４ＭＰａ；外觀平整密實(shí)光潔，無(wú)砂眼氣泡裂紋。
３?２ 經(jīng)江蘇省交通廳質(zhì)量監(jiān)督站１９９８年９月對(duì)二號(hào)橋工程質(zhì)量檢查評(píng)論是“柱、箱梁混凝土表面光潔，無(wú)砂眼、無(wú)漏漿、無(wú)氣泡、模板接縫平整”。混凝土超聲回彈強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求（如下表）：
３?３ 預(yù)制箱梁壓水試驗(yàn)：
為測(cè)試預(yù)制箱梁混凝土密實(shí)度，監(jiān)理對(duì)預(yù)制箱梁進(jìn)行壓水抽檢試驗(yàn)。將箱梁底部排氣孔和兩頭皆封好，于１９９８年５月對(duì)Ｎ６２２～２３等６片箱梁逐片進(jìn)行２４小時(shí)以上灌水試驗(yàn)，結(jié)果箱梁腹板、底板均無(wú)滲水、陰水、漏水現(xiàn)象。
由于混凝土夏季施工存在很多困難和新問(wèn)題，宿遷運(yùn)河二號(hào)橋按夏季高溫施工等特點(diǎn)，進(jìn)行具體分析，列出主要因素，實(shí)施了有效的控制，從而進(jìn)行了一次有益的嘗試。
張紹君
【江蘇農(nóng)墾工程建設(shè)監(jiān)理事務(wù)所 淮安?。玻玻常埃埃薄?BR>
混凝土的夏季施工，多數(shù)施工單位不像冬季施工那樣作為一項(xiàng)專門(mén)課題予以重視。但隨著施工高速化、結(jié)構(gòu)大型化和建筑造型多樣化的發(fā)展，施工質(zhì)量和功能的要求也越來(lái)越高，加之無(wú)數(shù)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，促使人們對(duì)混凝土的夏季施工越來(lái)越重視。
江蘇宿遷京杭運(yùn)河二號(hào)橋全長(zhǎng)８７８．７６ｍ，凈－２２＋２×１．５ｍ。主橋?yàn)槿珙A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，引橋?yàn)椋玻埃眍A(yù)應(yīng)力空心板（附斷面圖１、２）。橋孔布置１７×２０ｍ組合箱梁＋（４７＋７５＋４７）連續(xù)梁＋１８×２０ｍ組合箱梁。工期２０個(gè)月，根據(jù)施工總體計(jì)劃，箱梁２８０片預(yù)制安排在１９９８年４～９月。正是夏季高溫季節(jié)，６、７、８月份平均溫度超過(guò)２５℃，最高氣溫超過(guò)３７℃。為搞好二號(hào)橋組合箱梁預(yù)制質(zhì)量，必須對(duì)預(yù)制箱梁混凝土夏季施工質(zhì)量進(jìn)行控制，為此制訂出相應(yīng)控制原則和措施，以確保工程質(zhì)量。
１ 混凝土夏季施工特點(diǎn)
夏季施工最顯著的特點(diǎn)是環(huán)境溫度高、相對(duì)濕度較小，這些對(duì)于新拌以及硬化后的混凝土除有利的一面外也產(chǎn)生許多不利影響：
１?１ 在高溫下拌合和澆筑混凝土，水分蒸發(fā)快，諸多原因引起坍落度損失，難以保證所設(shè)計(jì)的坍落度，易降低混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B和耐久性。若摻用減水劑的混凝土，溫度高氣泡易揮發(fā)，降低其含氣量，且變得不穩(wěn)定，空氣量難于控制，使混凝土坍落度的控制變得較為困難。
１?２ 由于夏季溫度高，水泥水化反應(yīng)加快，混凝土凝結(jié)較快，施工操作時(shí)間變短，容易因搗固不良造成蜂窩、麻面以及“冷縫”等質(zhì)量問(wèn)題。
１?３ 混凝土養(yǎng)生非常重要，如脫模后不能及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)，混凝土脫水將影響水化反應(yīng)的正常進(jìn)行，不僅降低強(qiáng)度，而且加大混凝土收縮，易出現(xiàn)干縮裂縫。
為此，針對(duì)混凝土夏季施工特點(diǎn)和諸多不利因素，應(yīng)采取必要的防護(hù)措施，以保證混凝土的澆筑質(zhì)量。
２ 混凝土夏季施工控制措施
炎熱夏季澆筑混凝土，易加速水化反應(yīng)，對(duì)混凝土拌制、運(yùn)送、澆搗都有不利的一面。因而需要采取有效控制措施，限制夏季混凝土出料溫度不得大于３０℃，規(guī)定混凝土內(nèi)外溫差不超過(guò)２０℃，來(lái)保證混凝土的澆筑質(zhì)量。
２?１ 控制夏季混凝土最佳澆筑時(shí)間
嚴(yán)格規(guī)定夏季箱梁預(yù)制澆筑時(shí)間，放在每天早晨６點(diǎn)前和下午５點(diǎn)鐘以后，以此控制混凝土內(nèi)外溫差。
２?２ 估算混凝土拌合料溫度，切實(shí)采取有效降溫措施
根據(jù)原料溫度推算拌合后混凝土的溫度可按下式進(jìn)行：
Ｔ＝〔Ｓ?ＴａＷａ＋ＴｃＷｃ?＋ＴｔＷｔ＋ＴｍＷｍ〗
?。?Ｓ?Ｗａ＋Ｗｃ?＋Ｗｔ＋Ｗｍ〕
式中：
Ｔ─混凝土拌合物的出料溫度（℃）；
?。萤す腆w材料（水泥及骨料）的平均比熱，取
０．２；
?。祝岍す橇现亓浚ǎ耄纾?；
Ｔａ─骨料溫度（℃）；
?。祝悌に嘀亓浚ǎ耄纾?；
Ｔｃ─水泥溫度（℃）；
Ｗｔ─骨料表面含水量（ｋｇ）；
Ｔｔ─骨料表面水溫度（℃）；
?。裕愆せ炷涟韬嫌盟浚ǎ耄纾?；
?。祝愆せ炷涟韬嫌盟疁囟龋ā妫?。
上式估算出的溫度，未考慮水泥水化熱和攪拌過(guò)程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能的影響，得出的溫度比實(shí)際出料溫度要低幾度。
由上式看出，要降低混凝土拌合料的溫度，首先應(yīng)降低原材料的溫度，特別是降低比熱最大的水和用量最多的骨料的溫度。因此，所采取的措施是：一是規(guī)定夏季每天下午進(jìn)行淘砂，沖洗石子，以利降低骨料溫度；二是混凝土攪拌用水，取用溫度低的深井水，達(dá)到有效的降低拌合料的溫度。
２?３ 采取措施控制夏季施工混凝土坍落度
在夏季高溫條件下，混凝土的可操作性能有所降低，其中坍落度損失是比較明顯的。而引起坍落度損失原因雖多，但水分蒸發(fā)與長(zhǎng)距離運(yùn)輸造成坍落度損失是主要的。因二號(hào)橋箱梁預(yù)制場(chǎng)靠近拌合樓，則運(yùn)輸中坍落度損失不是主要原因。如何降低拌合料及澆筑中的坍落度損失是其控制的主要措施：①現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理做到加強(qiáng)旁站，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝土配制、抖合過(guò)程、骨料計(jì)量增加檢測(cè)力度，根據(jù)砂、石含水量即時(shí)調(diào)整施工配合比；②縮短澆筑時(shí)間，使其坍落度損失不低于原坍落度的９０％。在施工過(guò)程中不斷革新工藝技術(shù)，改箱梁預(yù)制兩次澆筑（兩次立模）為外模、內(nèi)模同時(shí)立模連續(xù)澆筑，克服兩次澆筑停留時(shí)間長(zhǎng)易產(chǎn)生冷縫問(wèn)題，使其每片箱梁由原兩次澆筑需４～５小時(shí)，縮短到２～３小時(shí)澆筑完成；③是摻緩凝劑改善和易性，以利振搗密實(shí)。
２?４ 防止混凝土裂縫的產(chǎn)生
夏季施工的混凝土出現(xiàn)裂縫的機(jī)會(huì)比較多，常見(jiàn)的有溫度裂縫、塑性收縮裂縫和干縮裂縫。
宿遷二號(hào)橋箱梁預(yù)制防止裂縫的措施是：
?。?從提高混凝土內(nèi)在質(zhì)量著手。擇優(yōu)定點(diǎn)采購(gòu)。粗骨料選用連云港大島山石子；水泥選用高品質(zhì)淮海５２５＃普通硅酸鹽水泥；細(xì)骨料采用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈的新沂中粗砂。同時(shí)嚴(yán)格控制砂石含泥量，改善砂石級(jí)配，盡量控制好坍落度、單位用水量、水灰比。
２?提高混凝土的密實(shí)度。嚴(yán)格控制按試配砂、石級(jí)配投料生產(chǎn)，做到振搗工藝技術(shù)合理。在箱梁外模板上設(shè)置附著式振搗器，采用插入式振搗器與附著式振搗器相結(jié)合振搗方法，頂板用平板振搗器將梁頂澆平。保證混凝土質(zhì)地密實(shí)，提高了混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，增強(qiáng)對(duì)裂縫開(kāi)展的抵抗能力。
３?從改善溫度條件入手。盡量采用溫度低的混凝土和水化熱低的水泥，再者多向骨料堆灑水，進(jìn)行蒸發(fā)冷卻骨料，以降低混凝土攪拌溫度，同時(shí)控制每層澆筑高度不超過(guò)３０ｃｍ，既利振搗密度，又加快熱量散失，避免產(chǎn)生溫度裂縫。
２?５ 加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)工作
澆筑后立即用草墊護(hù)蓋適時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，避免曝曬，建立專人養(yǎng)護(hù)。二號(hào)橋監(jiān)理對(duì)箱梁預(yù)制養(yǎng)生控制方法：①先脫內(nèi)模從內(nèi)養(yǎng)護(hù)，而后再脫外模，即加快提高混凝土強(qiáng)度，又使混凝土構(gòu)件從內(nèi)冷卻。②做到前７天堅(jiān)持灑水保持濕潤(rùn)，經(jīng)常連續(xù)養(yǎng)護(hù)；并堅(jiān)持按時(shí)段經(jīng)常養(yǎng)護(hù)；后１４天內(nèi)做到間斷養(yǎng)生的三段養(yǎng)護(hù)法。使結(jié)構(gòu)逐漸干燥，這樣可以利用混凝土的徐變性能，對(duì)溫度及干縮應(yīng)力起到“卸荷”作用，避免裂縫的發(fā)生。
３ 夏季箱梁預(yù)制施工控制效果
宿遷運(yùn)河二號(hào)橋箱梁預(yù)制中，監(jiān)理根據(jù)夏季混凝土施工特點(diǎn)和要求，加強(qiáng)對(duì)質(zhì)量監(jiān)控力度，把好工程質(zhì)量關(guān)：一是材料關(guān)，二是工序關(guān)，三是檢測(cè)關(guān)，四是中間交驗(yàn)關(guān)。獲得了箱梁內(nèi)在質(zhì)量符合要求，混凝土強(qiáng)度符合規(guī)范規(guī)定，取得２８０片預(yù)制箱梁未產(chǎn)生“冷縫”、“塑性裂縫”和“干縮裂縫”的較好控制效果。
３?１ 宿遷運(yùn)河二號(hào)橋預(yù)制箱梁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度Ｃ５０，監(jiān)理抽檢２８０片箱梁混凝土強(qiáng)度都在５８．８～６０．９ＭＰａ，而預(yù)制箱梁彈性模量設(shè)計(jì)值Ｅ＝３．５×１０４ＭＰａ，監(jiān)理抽檢值一般在３．６×１０４～４．１４×１０４ＭＰａ；外觀平整密實(shí)光潔，無(wú)砂眼氣泡裂紋。
３?２ 經(jīng)江蘇省交通廳質(zhì)量監(jiān)督站１９９８年９月對(duì)二號(hào)橋工程質(zhì)量檢查評(píng)論是“柱、箱梁混凝土表面光潔，無(wú)砂眼、無(wú)漏漿、無(wú)氣泡、模板接縫平整”。混凝土超聲回彈強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求（如下表）：
３?３ 預(yù)制箱梁壓水試驗(yàn)：
為測(cè)試預(yù)制箱梁混凝土密實(shí)度，監(jiān)理對(duì)預(yù)制箱梁進(jìn)行壓水抽檢試驗(yàn)。將箱梁底部排氣孔和兩頭皆封好，于１９９８年５月對(duì)Ｎ６２２～２３等６片箱梁逐片進(jìn)行２４小時(shí)以上灌水試驗(yàn)，結(jié)果箱梁腹板、底板均無(wú)滲水、陰水、漏水現(xiàn)象。
由于混凝土夏季施工存在很多困難和新問(wèn)題，宿遷運(yùn)河二號(hào)橋按夏季高溫施工等特點(diǎn)，進(jìn)行具體分析，列出主要因素，實(shí)施了有效的控制，從而進(jìn)行了一次有益的嘗試。
