混凝土在道路橋梁冬施中的特點與質(zhì)量控制

雷金喜

(中鐵二十一局集團有限公司，甘肅 蘭州 730030)

隨著我國經(jīng)濟水平和交通事業(yè)的迅速發(fā)展，道路橋梁的發(fā)展及建設(shè)速度越來越快，混凝土以其承載能力強、施工便利、成本低、擁有較高的裝飾性和可塑性等優(yōu)點，在當今的道路橋梁施工建設(shè)中已經(jīng)成為不可或缺的建筑材料，其應(yīng)用極為廣泛。 冬季，我國大部分地區(qū)處于寒冷地帶，由于溫度驟降，加之混凝土構(gòu)成復(fù)雜的特點，道路橋梁的施工受到了很大的影響?；炷習驕囟鹊慕档投a(chǎn)生強度下降、體積變形和凍結(jié)等質(zhì)量問題，因此，必須采取有效的措施來保證道路橋梁在冬季施工的順利進行。

1 道路橋梁混凝土冬季施工的特點

依《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204-2002）及《建筑工程冬期施工規(guī)程》（JGJ/T104-2011）規(guī)定：混凝土冬季施工是指室外日平均氣溫持續(xù)5天停留在5～-3℃以下，而對于氣溫低于-15℃時則一般不進行混凝土的施工[1，2]。道路橋梁混凝土冬季施工有如下特點：

1.1 溫度對水泥水化及混凝土強度的影響?；炷恋哪Y(jié)、硬化是水泥發(fā)生水化作用后，經(jīng)過一些列的物理化學變化產(chǎn)生的結(jié)果。冬季水泥水化對混凝土的強度增長起著決定性的作用，這主要是溫度引起的變化。溫度高時，水活性就高，水化速度快；而溫度低時，水化熱降低，水化速度慢，當溫度為負溫時，水泥的水化將會停止，隨之便嚴重影響到混凝土強度的增長，導(dǎo)致與常溫相比，混凝土的強度會降低。并且當混凝土中的水有液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)時，骨料表面也會因浸水結(jié)冰而導(dǎo)致水泥漿和骨料間的粘結(jié)力下降，使混凝土抗壓能力降低。

1.2 溫度對混凝土凍害的影響。當室外溫度降至0.3℃-0.5℃時，混凝土中內(nèi)部結(jié)構(gòu)開始凍結(jié)，體積會隨之膨脹而增加至約109%，硬化的混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞，稱為混凝土的凍害。其宏觀則表現(xiàn)為混凝土的強度損失。故混凝土冬季施工時，為保證施工質(zhì)量及施工進度要求，應(yīng)采取特殊的溫度控制措施使混凝土強度能夠較快增長，并使混凝土受凍前能夠盡快達到其抗凍害的臨界強度。

1.3 冬季施工器具進行處理。冬季易下雪結(jié)冰，在施工前需要對施工過程中用到的器具進行有效處理，將其上面的冰雪及污垢清理干凈。為了保證混凝土有一個合宜的施工溫度，必要時需要對施工器具進行保溫，并提高施工措施的可靠性。

1.4 材料及能源的供給可靠性。施工中應(yīng)嚴格按照相關(guān)規(guī)范的規(guī)定進行操作，使用防凍劑和早強劑時要首選正規(guī)廠家的合格產(chǎn)品。在能源供給方面，如施工檢測時所必須的保溫設(shè)備，要保證其供給的可靠性。

2 冬季道路橋梁混凝土施工質(zhì)量的控制

道路橋梁用混凝土的質(zhì)量主要表現(xiàn)在強度、體積變形、耐久性及抗壓性等方面上，在混凝土的澆筑施工中，應(yīng)著重考慮三個方面的問題，第一，防止混凝土因溫度的降低導(dǎo)致水化受阻而影響到強度；第二，混凝土養(yǎng)護前要確保養(yǎng)護齡期的最小值，即保證混凝土的脆性；第三，混凝土養(yǎng)護后期要保證其密實度和耐久性。

2.1 選擇優(yōu)質(zhì)原材料并控制好原材料溫度

在道路橋梁混凝土冬季施工過程中，原材料的選擇非常重要，若選擇的材料質(zhì)量不達標，將會對混凝土的澆筑質(zhì)量產(chǎn)生影響。施工單位在選擇原材料時應(yīng)以水泥標號為42.5或以上的硅酸鹽水泥為主，并分批次嚴格檢查其質(zhì)量，不能有失誤。由于水泥水化熱較大，早期強度比較高，在3d的抗壓強度約等于普通硅酸鹽水泥7d才能達到的強度，故水泥的用量應(yīng)該300kg/m2，水灰比不大于0.6。此外還要盡量選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，這樣就能保證其熱膨脹系數(shù)和砂漿的熱膨脹系數(shù)相近，使其良好的粘結(jié)在一起。冬季混凝土原材料在攪拌前需要進行預(yù)加熱處理，為方便起見，一般首選加熱水處理的方法，若加熱水仍不能滿足要求，則需要對骨料進行加熱。水和骨料加熱的最高溫度相關(guān)規(guī)范已作出規(guī)定。當水加熱到80℃以上時，注意水泥不能與水直接接觸。施工中我們常用的加熱方法是間接加熱，加熱過程中要確保全方位的保溫效果。

2.2 混凝土的拌制及澆筑質(zhì)量控制

混凝土攪拌時，應(yīng)將骨料表面的冰塊或雪花徹底清理掉，清潔砂石時的環(huán)境溫度應(yīng)盡量保持在0℃以上，清潔結(jié)束后用塑料膜將其覆蓋。為了控制后期混凝土的強度，攪拌時應(yīng)摻入一定量的早強劑，摻入的數(shù)量可以根據(jù)相關(guān)規(guī)定或模擬實驗來確定。當需要摻入的外加劑為液體時，不能直接投入攪拌機，而是需要先與水拌合，之后一起倒入攪拌機中進行攪拌，攪拌時間需要控制為常溫時的1.5倍。在對混凝土原材料進行投料時，應(yīng)先投入溫度大于5℃的骨料和加熱的水，待攪拌至水溫降到40℃左右時，再投入水泥，然后繼續(xù)攪拌至需要時間，這樣可以防止水泥假凝，混凝土在出機時需要控制溫度大于10℃。

冬季混凝土在澆筑前，要保證模板表面清潔、光滑平整，拼縫嚴密而不漏漿。為了避免混凝土澆筑時熱量過早、過快和過度散失，應(yīng)使用保溫效果好的彩布條對施工點進行封閉，混凝土經(jīng)振搗成型后要立即覆蓋，保證養(yǎng)護前具有合適的溫度。道路橋梁各個施工段進行混凝土澆筑時，都要確保其保溫效果，對于橋梁墩柱，需要對混凝土澆筑模板進行預(yù)熱，預(yù)熱完畢后還要用土工布進行包裹，澆筑完的混凝土也需要采取一定措施進行保溫防護工作，以便給混凝土的凝結(jié)提供一個合宜的溫度。在蓋梁澆筑完成后，頂面需要通過覆蓋土工布以及塑料薄膜進行保溫，如果周圍溫度過低還需要配以電熱毯，側(cè)面和底面需要用彩條布進行封閉。對于箱梁的施工，應(yīng)盡可能選擇在早上開盤，這樣只需要有適當?shù)念A(yù)熱即可，減少使用不必要的大功率熱源。當澆筑承臺頂面時，需要使用襯鋪有塑料薄膜的電熱毯和土工布對初凝前的混凝土進行保溫，施工時首先在承臺附近砌30cm高的堰，同時向頂面堰內(nèi)注入冷卻水，并按順序撤除電熱毯[7]。施工時發(fā)現(xiàn)，對封閉承臺與鋼樁圍堰之間的間隙做保溫處理可以保證承臺側(cè)面的溫度，其施工方法為采用彩條布將間隙頂口密封，以建造出能降低溫度損失的棚狀結(jié)構(gòu)，達到保溫目的。其次，為了加大承臺的側(cè)面溫度，需要在溫度較低階段對封閉間隙添加碘鎢燈。最后，仍然選擇保溫效果佳的彩條布對系梁側(cè)模進行封閉。

混凝土在澆筑過程中一般采用分層澆筑，對于冬季施工，澆筑時應(yīng)在下一層混凝土澆筑前用溫度測量計量測上一層混凝土表面的溫度，確保其溫度大于2℃。此外，在凍脹性地基土上澆筑混凝土時，常可以采用保溫、預(yù)熱或摻用防凍劑等措施。對抗凍性要求高的混凝土，宜使用引氣劑或引水減少劑，使之起到抗凍、促凝、減水和降低冰點的作用，混凝土摻防凍劑時應(yīng)使室外溫度在正溫以上，以確保其摻和質(zhì)量，防止裂縫。對于非凍脹性地基土應(yīng)使混凝土受凍前達到預(yù)期的抗凍臨界強度。

2.3 混凝土施工的養(yǎng)護與修補

由于混凝土的水硬性特征，在混凝土固化和硬度增強的過程中，為避免因表面水分流失不當造成的色差及微裂紋現(xiàn)象，保證其強度和持久性，需要對其進行特別養(yǎng)護。冬季混凝土的養(yǎng)護施工分為養(yǎng)護期間加熱和不加熱兩種，當外界氣溫不是很低且結(jié)構(gòu)尺寸較厚大時，水泥初期水化時由于存在水化熱而使混凝土在入模后有一定的溫度，加之通常的模板外面有保溫材料在蓄熱，這樣不需在養(yǎng)護期間對混凝土進行加熱即可在短時間內(nèi)達到允許受凍臨界強度。當外界氣溫較低且結(jié)構(gòu)構(gòu)件不夠厚大時，若只做簡單的保溫蓄熱工作，則達不到強度快速增長的要求，這時就必須采用外部熱源對澆筑后的混凝土進行加熱養(yǎng)護。為了做好保溫養(yǎng)護工作，使其終凝前溫度不低于5℃，工程中經(jīng)常采用的方法有蓋棚暖棚法和蒸汽養(yǎng)護法。

施工中，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有的工程特點和工程設(shè)備選擇合適的保溫養(yǎng)護方法，當?shù)罉蛴没炷敛捎谜羝訜狃B(yǎng)護時，首要任務(wù)是搭設(shè)鍋爐房并做好管道的布置工作，地下管道的埋深要與地基土凍結(jié)深度持平，對于架空管道、上水管和截門井等構(gòu)建物都應(yīng)采取保溫措施進行處理。在養(yǎng)護過程中需要定期澆水，必須直接澆到混凝土表面，以保證濕度。當采用暖棚法時，需要再施工現(xiàn)場周圍搭建暖棚，養(yǎng)護期間需要不斷提供熱源，以保證棚內(nèi)適宜的環(huán)境溫度，使混凝土在正溫下硬化，確保強度。

冬季混凝土施工后若有缺陷，應(yīng)進行及時的修補工作。針對混凝土的泌水性以及模板偶然漏漿的情況，混凝土表面時常有砂帶和氣泡狀孔洞等缺陷，需要進行修補。側(cè)模拆模后，需要立即對混凝土表面的砂帶和浮漿進行清理并補缺。

結(jié)語

綜上所述，在冬季道路橋梁混凝土施工當中，為了保證混凝土的施工質(zhì)量，需要從混凝土材料選擇、混凝土攪拌及澆筑、混凝土養(yǎng)護及修補等方面，對其加以嚴格控制，在優(yōu)化原材料和施工配合比的情況下，采用切實有效的混凝土施工方法，并做好混凝土養(yǎng)護和溫度測量等方面的工作，在整個施工過程中，各工序既是緊密聯(lián)系又相互影響，必須以綜合質(zhì)量為標準，妥善處理施工的全過程。保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有良好的強度、密度性及整體性，以達到道路橋梁的設(shè)計要求和建設(shè)目的。

[1]GB50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[2]JGJ/T104-2011，建筑工程冬期施工規(guī)程》[S].

[3]張賀.簡析冬季道路橋梁施工中混凝土澆筑方法的改良[J].四川建材，2012.

[4]鄺國強.淺議道路橋梁施工過程中混凝土原材料的質(zhì)量控制分析[J].建筑科學，2011.

[5]王品義.淺談混凝土施工技術(shù)在道路橋梁工程施工中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?012.

[6]劉剛.道路橋梁冬季混凝土澆筑問題分析[J].工程科技，2012.

[7]胡丹峰.道路橋梁冬季施工中混凝土澆筑的施工措施[J].建筑施工，2011.