前言:随着我国高速公路的发展,各种新材料新工艺不断用于工程施工,为加快施工进度、缩短施工周期及降低工程成本创造了条件,然而冬季施工又要求我们必须确保施工质量和施工进度,现结合笔者在施工中一些所得就C50T梁施工中一些问题浅谈如下:

　　一、温度对混凝土的破坏机理

　　冬季施工中,混凝土在0℃以下的硬化是一个多种因素共同作用的复杂过程。新浇混凝土在0℃以下作用的冻涨破坏主要分以下两种。

　　混凝土浇筑后,初凝前水泥未来得及水化就冻结成冰晶体。在这种情况下,水泥处在休眠状态,温度恢复0℃以上水泥才进行正常的水化,与未受冻的混凝土强度基本相同。但混凝土在极低温度下很快冻结无法振捣。

　　新浇混凝土初凝后,水泥进行缓慢水化,强度缓慢增强,温度继续下降混凝体就会受到冻害。因为冷却从表面逐渐向内部发展,水分向表层移动。当温度降到冰点时,水分开始结冻,形成冰聚体,引起水分在混凝土中的重新分布。由于冰聚体体积膨胀而排挤凝胶体和水泥颗粒,破坏了水泥水化后形成的结晶骨架。另外混凝土越密实,毛细现象越明显,水分的移动、冰聚体的形成越迅速。一旦混凝土转入0℃以上,冰聚体消失,就会在原来位置留下空隙,给混凝土留下严重的质量隐患。

　　混凝土在0℃以下受冻最常出现第二种情况。在冬季施工中必须采取有效措施,进行热工计算,保证混凝土在0℃以下强度的正常增长。

　　二、降低单位混凝土用水量

　　经试验知混凝土的抗冻性能同水灰比有关,在水泥等级相同情况下,水灰比越小,混凝土强度越高。所以在满足规范要求的前提下降低单位混凝土的单位用水量,可减少游离态的自由水。

　　(一)测定掺加减水剂的7天抗压强度

　　试验中采用po.525水泥,掺加减水防冻剂2.5%,7天抗压强度平均值为48mpa,减水率为12%。

　　(二)确定wc

　　C50混凝土标号采用wc来控制混凝土强度。

　　经验公式:Rp7=0.48Rcj7(CW-0.52)式中:Rp7混凝土配制强度,取值为设计强度的100%;Rcj7掺加减水剂的水泥7d的抗压强度。

　　(三)计算用水量

　　单位混凝土的用水量同骨料种类、粒径及混凝土的坍落度等因素有关。混凝土的用水量可用下式计算:W=3.33(H+K)(1-Wj)式中:H设计混凝土需要达到的坍落度;Wj掺加减水剂的减水率;K系数。

　　注:k适用于中砂,如采用细砂值应增加3.采用粗砂应减小2。

　　配制高强度混凝土时,在用水量确定后,通常采用调节减水剂的用量来控制混凝土的坍落度。其他计算同普通混凝土配合比计算一样,在此不再累述。

　　三、热工计算

　　为保证混凝土的拌合温度及出机温度,在施工前应预先通过热工计算,确定其合适温度。施工中采用热水(50～55℃)拌和及骨料预热(30～35℃)的方法。

　　混凝凝土的拌合温度按下式计算:

　　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混凝土拌合温度,℃

　　Mw用水量,㎏

　　M2砂子用量,㎏

　　W2砂子的含水率,%

　　C2冰的熔解热,KJ㎏

　　Tw水的温度,℃

　　T1水泥的温度,℃

　　T2砂子的温度,℃

　　T3石子温度,℃

　　W3石子的含水率,%

　　C1水的比热容,KJ㎏

　　M1水泥用量,㎏

　　M3石子用量,㎏

　　骨料温度大于0℃时,C1=4,C2=0;当骨料温度小于或等于0℃时,C1=2,C2=335,经计算,混凝土的温度完全能够满足要求,可用来控制施工。

　　四、施工工艺

　　采用强制式拌和机和锅炉烧热水法。为了满足热工计算要求,保证混凝土拌合温度、出机温度及入模温度,步骤如下:

　　(1)投料搅拌。投上全部砂石骨料后,开始搅拌,同时通蒸汽30～45s,保证混合料再拌合仓内均匀受热,此时骨料预热可达3035℃。需注意的是骨料加热不能超过40℃。

　　(2)搅拌。将热水、水泥、高效减水剂依次投入拌合箱内搅拌6090s,可根据具体情况适当延长,以加强混合料之间的热量传递,保证温度基本一致,提高拌合质量,增强混泥土的和易性。混凝土拌合物的出机温度控制在2530℃。

　　(3)运输、浇注、振捣成形。采用翻斗车加棉被覆盖,运入施工现场,确保入模温度控制在1825℃,并振捣成形,成形后立即转入暖棚养生。成形温度应控制在10℃以上。

　　五、暖棚养生

　　暖棚搭建采用分段式,用钢筋焊结成骨架,上面覆盖透明塑料布,以利用白天太阳光的能量;晚上覆盖草毯子保温。暖棚搭接触采用棉被覆盖保温,防止漏气。分别在棚的四角及棚中间生炉火,炉火数量根据暖棚大小确定,确保棚内温度不得低于5℃,设专人检查混凝土及棚内温度,各点应选择有代表性的位置布设,一般应离地50cm左右,第一个24小时不少于八次,其余每昼夜不少于四次。同时要用烟筒将烟气引出棚外,以免新浇混凝土吸收CO2后易于同混凝土中的氢氧化钙反应,在混凝土表面形成碳化层。

　　养护期间注意棚内温度和湿度。混凝土的硬化,关键在于水泥的水化作用,温度升高,水泥水化速度加快,因而混凝土强度发展也快。反之,温度降低,水泥水化速度降低,混凝土强度发展将相应迟缓。湿度对水泥的水化作用能否正常进行有显著影响,湿度适当,水泥水化便能顺利进行,使混凝土强度得到充分发展。如果湿度不够,混凝土会失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行,甚至停止水化。水泥水化作用不能完成,致使混凝土结构松散,渗水性增大,或形成干缩裂缝,严重降低混凝土强度,从而影响耐久性。发生失水现象时,应及时采取增湿措施或在混凝土表面洒温水养护。