罗国毅

【摘 要】预制箱梁过程中进行科学合理的蒸汽养护可以提高混凝土早期强度，缩短箱梁养护时间，从而减短模板周转周期，加快生产进度，同时保证施工质量。

【关键词】蒸汽养护 箱梁预制 作用

1引言

随着全国城镇化速度的不断加快，交通设施的不断完善，各种简支梁桥也被广泛使用。在简支梁桥施工过程中箱梁预制是很关键的一步。箱梁预制主要受到场地条件和施工总工期的限制。特别是某些工程中箱梁数量比较多的时候，为了增加产能，蒸汽养护就是最有效的解决方法。

2工程实例

金华市西二环跨沪昆铁路立交桥，全上跨铁路结构。孔跨布置采用装配式预应力混凝土小箱梁，全长909.081m。

本工程总共包括箱梁436片。由于箱梁数量较多，長度不一，对梁厂的要求就更高，特别是在台座轮换、模板周转以及场地条件等方面都提出了很高的要求。金华的梁厂本身制梁速度有限，受场地限制，存梁区也不足，考虑到制梁和架梁进度要统一，首先是要压缩单片梁的预制时间，而最根本的就是要压缩混凝土养护时间，因此梁厂引进的是先进的蒸汽养护技术，使混凝土尽快达到设计强度。

3箱梁蒸汽养护工艺

蒸汽养护工艺一般分为静停、升温、恒温、降温4个阶段，为了防止箱梁因内外温差过大或恒温温度过高而导致混凝土产生裂缝，应严格控制蒸养过程中的升、降温速率及恒温温度。

3.1静停阶段

静停阶段也称预养期、前置期或静置期，是在箱梁浇筑成型后及蒸汽养护开始前在大气环境下的一段放置时间。该阶段主要是保证混凝土浇筑完成后混凝土进行了一定程度的水化反应，具有一定的结构强度，以防止升温期混凝土体积膨胀对结构产生破坏。静停阶段时间的长短与混凝土的配比、水泥的种类、环境的温湿度、升温速率等因素有很大的关系。一般来讲，较长的静停时间有利于提高混凝土初期结构强度，抵抗混凝土在升温过程中的肿胀变形，但是过长的静停时间对于实际生产中的生产效率又不利，所以一般在箱梁预制过程中静停时间为4h。

在实际生产中由于静停时间应根据现实情况进行试验、调整，一般的做法是：在采用早强剂等外加剂，或在夏季环境温度高，在升温速率较慢等情况下，可适当缩短静停时间；反之，则要适当延长静停时间。

3.2升温阶段

蒸气养护时，箱梁强度及整体性能主要是在升温阶段形成，该阶段决定着箱梁的蒸养质量，因此箱梁升温阶段的蒸养参数（如升温速率、温湿度的协调、外模板与蒸汽之间的温差等参数）需要经过大量试验确定和严格控制。

升温速率的控制主要是调节箱梁混凝土的硬化强度和热胀变形产生的温度应力之间的关系，避免升温过程中混凝土温度应力超过其硬化强度造成混凝土开裂。如在北方较低气温时，要保持较低的升温速率，最好将升温速率控制在10℃/h左右。如果箱梁早期静停时间越长，初期结构强度越高，升温速率可以相应提高；反之，则需缓慢升温。热蒸汽与冷混凝土表面相接触时要凝结成水，会导致制品表面的水灰比增大影响制品表面质量，因此要采用一定的工艺来控制箱梁混凝土表面的湿度，一般可采用棉毡、土工布等保水材料在开始升温前覆盖于箱梁顶板裸露面上。现在使用的外模板一般都是钢模，在快速升温过程中，水泥的热胀变形能力远大于钢材，这会造成制品与模板相互连接部位产生裂纹，一般采用减小升温速率来解决。

升温的速度与预养时间、混凝土的干硬度及模板情况的关系，见表3.2-1. 此外还与构件的表面系数有关，表面系数≥6m-1时，升温速度不得超过15℃/h；表面系数﹤6m-1时，升温速度不得超过10℃/h。蒸养时升温速度也可随混凝土初始强度的提高而增加，因此也可以采用变速（渐快）升温和分段（递增）升温。

3.3 恒温阶段

恒温阶段的主要控制参数是恒温温度和恒温时间。对于预制箱梁，恒温阶段的温度越高和养护时间越长，粱体混凝土的强度提升越快和最终获得的强度越高。但过高的恒温温度和较长的热养时间会造成梁体后期强度的损失或其它特性受损，所以选择合适的恒温温度和恒温时间对于蒸养过程非常重要。恒温温度及恒温时间的确定，主要取决于水泥品种、水灰比及对脱模的强度要求，见表3.3-1.

2.当采用矿渣硅酸盐水泥时，养护温度可提高到85℃～95℃。

3.4 降温阶段

降温阶段要缓慢停汽、均匀降温、保持湿度。蒸养混凝土的强度主要来自于升温和恒温阶段，但是降温阶段对于蒸养混凝土的强度仍然有影响，这些影响主要表现在降温过程中，表层降温快，收缩亦快；内层降温慢（因混凝土的导热系数较小），收缩亦慢，于是在构件表里产生温差，在表层混凝土中产生拉应力，当拉应力超过混凝土强度时，就会在混凝土中产生裂缝。因此，在降温速率的选择上，对于预制箱梁需要缓慢降温，减少温差，以避免出现过大的收缩拉应力。蒸汽养护完全撤除后，仍必须进行养护，如覆盖土工布保湿，喷洒温水，保证高强混凝土后期养护质量，减少裂缝的产生。

4箱梁蒸汽养护的难点分析

蒸汽养护箱梁由于控制过程难度较大，很容易使混凝土产生裂缝，裂缝的产生主要有2种：一种是不当的蒸汽养护制度造成的裂缝；一种是在脱模后的不当养护制度造成的裂缝。前者主要是由于混凝土受热不均匀而造成混凝土的膨胀裂纹，或者是由于混凝土与模板之间的膨胀不协调而造成的剪切应力；后者主要是箱梁刚停止蒸汽养护，温度较高，而直接暴露在空气中，而混凝土是热的不良导体，内部的高温与表面的低温差异过大，从混凝土芯部到表面的温度梯度过大，从而引起了较大的温度应力。我们只有通过大量试验确定蒸汽养护制度和合理的蒸养工艺，在停止蒸养后进行洒水养护保证混凝土表面的湿度，又控制混凝土温度梯度，使芯部混凝土的温度梯度比较平缓，不会产生过大的温度应力，避免裂缝的产生。

预制箱梁蒸汽养护并不是无懈可击，有关资料表明蒸气养护时由于混凝土水化产物没有足够的时间扩散，水化产物分散不均匀，使混凝土孔结构变得粗糙，硬化结构会出现较大的孔；同时水化产物CH晶体及C-S-H凝胶都会变得紧密，导致孔隙率增大，从而降低混凝土抵抗氯离子渗透的能力，使之降低箱梁的耐久性。

5总结分析

我们只有认真的学习、研究混凝土各方面性能，积极改进完善蒸汽养护中的各种合理化工艺，才能正确运用蒸汽养护可提高混凝土早期强度的特点，缩短单片梁的生产周期，提高施工生产进度，节约能源资金，保证在不同地域不同时间生产出高质量箱梁。