简述 河北省石家庄市西柏坡高速公路路基一标T梁冬季混凝土施工原材料、搅拌、灌筑、养护到脱模过程描述和冬季施工中出现的一些质量通病以及防治措施等。
关键词 公路桥梁 混凝土 冬季施工 防治措施
1.引言
预制混凝土箱梁的大型桥梁工程建设中得到了广泛的应用，我国西北地区有较长的寒冷季节，由于受工期制约，混凝土冬季施工是不可避免的。桥梁冬季施工必须在确保施工质量及生产安全的条件下，制定具有技术可靠性和经济合理性的专项施工技术方案及对策措施，做好技术准备工作、施工准备工作及资源准备工作。
2.工程概况
本桥位于西柏坡高速公路高庄至北沟段，桥梁中心桩号为SK6+734.5。结构为左幅为4*35+5*35+5*35+ (50+90+90+50)+5*30+3*40+5*35+5*35m预应力砼先简支后连续小箱梁;右幅为5*35+5*35+5*35+ (49.5+80+80+45.5)+4*40+3*40+5*35+5*35m预应力砼先简支后连续小箱梁，交角90°。桥左幅35孔、1398m;右幅36孔、1418m。
冬季寒冷干燥， 12月至次年3月平均气温-4至-6度，极端最低气温-9度。根据架梁工期要求，应采取冬季施工才能保证完成任务。
3 实施方案
3.1 一般规定
《公路工程施工规范》要求，当昼夜平均气温连续三天低于5度或最低气温低于-3度，应按冬季施工处理，采取保温措施。
冬季施工期间，当采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制混凝土，且其抗压强度达到设计强度的30%之前，混凝土均不得受冻。当混凝土抗压强度未达到5MPa前，也不得受冻。浸水冻融条件下的混凝土开始受冻时，其强度不得小于设计强度的75%。
3.2 施工准备
3.2.1混凝土浇筑时，模板温度宜在5-25度，当模板温度低于0度时，在混凝土浇筑前对模板进行升温，对模板采用棚布遮盖，当遮盖达不到要求的模板温度时，利用底模下两根蒸汽管通入蒸汽进行加热。
3.2.2冬季施工还必须根据其气候特点，考虑现场供水管道的保温防冻、搅拌机棚的保温等措施。
3.2.3根据混凝土施工量，提前备好足够的粗、细骨料存放到骨料棚内，预防进入冬季后，粗、细骨料无法冲洗，从而影响质量和进度。
3.2.4冬季施工工艺方法大多为蓄热法、综合法、暖棚法、蒸汽热法及电加热法等，可根据施工工艺养护方法，准备好覆盖保温材料(塑料膜、毛毯、草帘、暖棚等)、加热设施(大小箱、小型锅炉、煤、砂石、加热钢管等)、外加剂(引起高效减水剂、防冻剂)等。
3.2.4编制冬季施工方案及技术措施，并对有关人员进行技术交底或培训。
3.3 原材料的选用
采用低碱普通硅酸盐水泥，不得使用早强水泥，细骨料采用洁净的天然中砂，粗骨料采用5-20厘米的连续级配碎石，减水剂采用高性能减水剂，粉煤灰采用1级粉煤灰。
3.3.1 材料温度
(1)水加热，其加热温度不宜高于80度。当骨料不加热时，水可加热至80度以上。
(2)粗、细骨料，当加热水尚不能满足要求时，可将骨料均匀加热，其加热温度不应高于60度。骨料加热前可用帆布等物进行覆盖，加热时可采用蒸汽或热水管等热源，应避免直接使用蒸汽进行喷射。骨料的温度一定要均匀，否则将直接影响拌和物的质量稳定。
在粗细骨料堆放仓安装火炉加温，保证棚内温度不低于0度。拌和机料仓外侧牵入6根80厘米的蒸汽管，贯通3个拌和机料仓，蒸汽管外侧设置排水阀门孔，不通气时管道加温时，骨料温度必须每2米进行一次测量，含有冰雪和冰块的骨料严禁投入搅拌机内。
(3)水泥、粉煤灰、外加剂等可在使用前运入暖棚进行自然预热，但不得直接加热。
3.3.2 钢筋加工
冬期钢筋的闪光对焊宜在室内进行或选在气温达正温时进行，焊接时的环境气温不宜低于0度。钢筋应提前运入车间，焊接后的钢筋应待完全冷却后才能运往室外。焊接后的接头严禁立即接触冰雪。
3.4 混凝土施工
3.4.1 混凝土的配制、搅拌及运输
(1)搅拌混凝土之前，应先经过热工计算，并经实际试拌确定水和骨料需要预热的最高温度，尽可能保证混凝土入模温度不低于5度。一般气温低于-5度时，可用热水拌和混凝土;气温低于-10度时，采用骨料加热措施。
(2)混凝土宜选用较小的水胶比和较小的落度。
(3)为防止水泥的絮状假凝现象，水泥不能直接与80度以上的水接触，水温过高时应采用二次投料方法，其中顺序为先投入骨料和已加热的水，搅拌均匀后再投入水泥、外加剂及粉煤灰等，避免加热的水与水泥、外加剂及粉煤灰直接接触。
(4)注意观察拌制的混凝土状态，当拌制的混凝土出现落度减小或发生速凝现象时，应重新调整拌合料的加热温度。
(5)为使原材料搅拌均匀，混凝土搅拌时间宜较常温施工延长50%左右。
(6)为保证搅拌机内温度，浆搅拌机修建防护棚，并接入蒸汽管道，搅拌混凝土前及停止搅拌后，用热水或蒸汽冲热拌和机。
(7)混凝土拌合完毕后，为减少混凝土运输过程中的热量损失，缩短混凝土浇筑时间，采用汽车装载吊斗配合龙门吊运送混凝土，提高运输速度避免中间倒运环节，降低输送过程中的热量损失，保证混凝土入模温度。
3.4.2 混凝土浇筑
(1)混凝土浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪及杂物，特别是新老混凝土交接处。
(2) 当环境温度在0度以上时，混凝土入模温度不低于5度;当环境温度为负温时，混凝土入模温度不易低于10度。
(3)混凝土采用斜向分段、水平分层、连续浇筑、一次灌成的灌注工艺，水平分层厚度控制在200厘米。关注前揭开一段篷布浇筑一段，每浇筑4米段后及时覆盖保温，浇筑完毕后静听养护应保持棚内温度不低于5度。
(4)加强冬季施工的管理，定期测温，按冬季施工规范规定增设试块组数，与结构同条件养护，以此作为拆模依据。
3.4.3混凝土养护
(1)梁体浇注完毕对其进行覆盖然后进行蒸汽养护。
(2)混凝土养护时棚内底部温度不得低于5度，且混凝土表面应保持湿润;蒸汽养护过程按静停、升温、恒温、降温4个阶段进行控制。静停阶段可适当通入蒸汽，保持棚内温度不低于5度。
(3)采用的保温材料不宜直接覆盖在刚浇筑完毕的混凝土层上，可先覆盖塑料薄膜，上部在覆盖草袋、麻袋等保温材料。
(4)拆模后的混凝土也应及时覆盖保温材料，以防混凝土表面温度的骤降而产生裂缝。
3.4.4混凝土冬季施工的质量通病及预防措施
3.4.4(1) 钢筋与混凝土早期裂缝钢筋的实质是：
2fe→2fe2++4e
fe→fe3++3e
当溶盐中存在活泼的阴离子时，发生如下反应：
02+2H20+4e→4(0H)-
2CI-+fe2++2(0H) - →fe(0H)2+2CI-
由于钢筋的氧气伴随产生体积膨胀，致使混凝土沿主筋方向产生裂缝。其次，混凝土T梁的早期裂缝是在梁体拆模后张拉前出现的裂缝，是早期温度和收缩引起的裂缝，也就是当冷缩和干缩变性受到约束引起的应力超过混凝土的抗拉强度时引起的裂缝。
4、防治措施是：
4.1严格控制氯盐掺量，限定量的氯盐掺量入时应充分溶解或搅拌均匀，以防止吧、偏折引起局部钢筋。
4.2控制水泥质量和优化配合比，增大密实度，防止水分转移。
4.2.1表面起灰
表面起灰是以砂浆和粗骨料相脱离、表面起灰、骨料裸露为特征。主要是由于混凝土混合物水灰比太大，离析、泌水严重，粘聚性、保水性差，且又未采取覆盖保水措施。混凝土水分速度向外转移，必然导致表面起灰。
其防治措施：严格控制水灰比，延长混凝土搅拌时间，表面覆盖塑料薄膜等保水。
4.2.2混凝土表面返霜
混凝土硬化后，外加剂溶液通过毛细管作用渗入到混凝土表面，而混凝土表面水分则逐渐蒸干。外加剂溶液的过饱和而成结晶状析出，形成白霜，结晶过程如果形成结晶水则体积膨胀。这样产生的内应力对表面造成的损害称结晶腐蚀。此种情况还将影响混凝土与饰面层的结合。
4.2.3预防措施
(1)适当控制外加剂用量，并在其充分溶解后使用，或适当延长搅拌时间。
(2)混凝土浇筑后，立即在其表面覆盖薄膜，严防混凝土水分向外转移，因而，防止外加剂在混凝土表面达到饱和而结晶。
5、 结束语
某省交通集团工程质量监督站对该工程混凝土的质量进行了检测，从检测和实际情况看，冬季生产的桥梁混凝土无一处受到冻害，且桥梁结构物表面无裂纹，28d强度及弹模、实测强度值完全满足设计标准。