浅谈蒸汽养护在T梁施工中的应用

浅谈蒸汽养护在T梁施工中的应用

赵 ,宇

太原铁建公司泉州项目部

摘要：T梁施工水平的提高能够有效降低北方寒冷环境对工程施工的负面影响，保证混凝土强度，顺利按照工期施工，阳安二线铁路安康制梁分公司使用了蒸汽养护的策略调整梁体早期强度的增长速度，从而加快了施工进度,彻底攻克了部分寒冷地区混凝土早期强度增长速度慢的缺点。结合实际情况，本文将从预制T梁蒸汽养护措施的施工措施及注意事项出发，开展应用分析。

关键词:预制T梁;蒸汽养护;工艺;方案

一、前言

近年来，我国工程技术水平与日俱增导致各种工程构件开始呈现工业化、整体化、规模化生产的态势，预应力梁板预制作为工程建设中十分关键的要件之一，正在被工程界的有关人士重点关注。研究证明，一旦混凝土强度提高，必然导致材料张拉时长出现变化，继而改变原有施工进度，此类现象在温度较低的区域更加明显。事实上，想提高混凝土早期强度，不但需要根据实际情况调整配合比，而且还需要考虑混凝土的养护温度和时间。阳安铁路安康制梁分公司在研究大量理论，并且尝试多项实践之后，顺利对预制梁板完成了蒸汽养护，并且精确掌控了其养护期间的温度与时间,一方面加快了施工进度，另一方面增强了梁体混凝土质量，确保了制梁任务顺利完成。

二、工程概况

安康制梁分公司负责生产阳安增二线工程6标、7标、8标和直通线的预制T梁，T梁采用通桥（2012）2101-Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ，通桥（2012）2109-Ⅰ、Ⅱ，跨长分为32m、24m、16m三种，设计强度为C55和C60,为后张法预应力铁路简支梁，共生产693孔。通桥（2012）2101、（2012）2109系列桥梁为分片式T梁，为适应时速160Km客货共线铁路，由铁道部经济规划研究院于2012年11月发布的新梁型。32m梁梁高2.5米，梁宽2.3米，单片梁重140t，24m梁梁高2.1米，梁宽2.3米，单片梁重100t，16m梁梁高2.5米，梁宽2.3米，单片梁重64t。

制梁分公司地处北亚热带亚湿润-湿润气候区，气候温和湿润，雨量丰沛。年平均气温在13～15.7℃，极端最高气温41.7℃，极端最低气温-10.6℃，最冷月平均气温1.6～3.4℃。在预制T梁生产中受寒冷天气影响，采用标准养护方式极大影响预制T梁混凝土的早期强度提升，降低了生产速度，延期了生产任务，根据实际情况，制梁分公司决定采用蒸汽养护的方式以便解决以上问题。

三、施工工艺及试验方案

3.1、工艺简介

蒸汽养护是工程建设期间使用频率较高的加速养护方法，是将T梁构件放置于封闭的蒸汽养护棚内，通入湿热蒸汽加热混凝土，加快水泥等材料的水化硬化效率，能够快速帮助混凝土顺利达到“早强、快硬”效果，减少养护时间，是快速达到提升混凝土强度(当达到设计强度的70%时)，加快台座、模板周转频率和生产效率的重要措施。

混凝土作为一种常见材料，它在较高温度、湿度环境中，可快速提升早期强度，缩短养护龄期，保证尽快完成操作，达成符合设计强度的效果，具体方案总结如下：

3.1.1静停阶段:

这个阶段的操作重点是混凝土中水泥的水化，通过此项操作可以使混凝土获得一定的初始结构强度，以保证增强混凝土在升温阶段的性能表现，尽可能降低破坏作用对混凝度的影响，该阶段的消耗时间通常在4小时以上。

3.1.2升温阶段:

这一阶段的混凝土温度会在一定时间内提高到既定的恒温阶段，期间可能导致混凝土表面因受热膨胀而出现数量不等的裂缝，影响混凝土品质。因此，应当根据实际情况科学调整该阶段的温度变化速度,定期观察温度计，做好温度计、测温感应片的信息记录工作，保证提速速率不得高于每小时10摄氏度。

3.1.3恒温阶段:

恒温阶段是提高混凝土强度的关键步骤，经历静停和升温后，混凝土温度达到四十五度左右的恒温水平，此时的操作人员应该停止升温，开启混凝土的恒温养护。恒温加热阶段应保持90%的相对湿度。定期测量温度并登记。

3.1.4降温阶段:

通过恒温阶段提高混凝土抗压强度后，操作人员需要根据实际情况开始降温作业,这一阶段同样需要控制速率，通常不得高于每小时10摄氏度，等到梁体内温度与室温温差小于10摄氏度以后方可停止。这一阶段需要以自然冷却为主，不可采用其他手段迅速降温，迅速降温通常会造成混凝土应力失衡，继而导致较多裂纹。

3.2、蒸汽养护的主要设备及方法

3.2.1蒸汽养护的方法

安康制梁分公司为了提高蒸汽养护的效果，在混凝土上方增加轻钢材质的移动养护棚，整个养护棚专门铺设一层能够防水、防风的篷布，做好棚内的恒温工作，确保恒温温度达到45摄氏度。此外，移动养护棚棚内空间的具体大小和梁体有关，通常略大即可

3.2.2主要设备

1)中型电加热蒸汽发生器

2)养护棚        

3）温度计

3.3蒸汽养护方案

移动养护棚通常需要等待混凝土浇筑结束方可使用，此时操作人员能够充分结合水泥水化作用的放热功能，完成养护棚覆盖，并顺利克服混凝土热量散失的问题。随着混凝土初期结构强度达标，获得了一定程度的抵抗升温、避免膨胀的能力之后，工作人员才可以进行加热养护。此时的静停时长是4个小时，环境温度不能低于5摄氏度。如温度低于这一标准，需要进行蒸汽加温。

终凝操作完成后，工作人员应该及时通入蒸汽开启蒸养作业，这一过程必须严格控制温度提高速度，不能快于每小时十摄氏度，一旦高于这个速度，混凝土可能会出现开裂现象。此外，为保证混凝土受热均匀，品质过关，工作人员还需要结合温度计、湿度计等测试设备定期观察棚内的温度和湿度，可以考虑在T梁两端及1/2跨处腹板设置温湿度计，做好定期观测工作，避免温度变化速度失控。

当温度达到45摄氏度以后，不再需要升温操作，而是需要改变热蒸汽量确保环境温度达到恒温。这一阶段的温度检测通常每两小时进行一次。

养生48个小时之后，工作人员应该对这一批混凝土开展脱模作业，首先停止通气，根据实际情况下降棚内温度，让它稳定有序的达到室外温度，其温差最高不能超过15摄氏度，降温速度不大于10℃/h。

蒸汽养护温度监测记录表

实践证明：静停阶段T梁环境温度不得低于5℃，静停时间要满足4h；升温阶段升温速度不大于10℃/h，且在5h达到45℃的蒸汽养护设定温度；恒温阶段要保持45℃梁体养护温度，恒温时间不低于48h；降温阶段降温速度不得大于10℃/h，降温时间在3.5h内可达到温度要求，满足与外界环境温度不大于15℃的规定。测定结果处理，温度测定结果保留一位小数，混凝土强度精确到0.1MPa。

3.4养护程序

3.5养护效果

通过对冬季低温条件连续浇筑的6片C55混凝土T梁分别采用自然养护及蒸汽养护，自然养护的梁片3天强度仅能达到设计强度的45%左右，而采用蒸汽养护的梁片其3天强度可达设计强度的90%左右，达到设计张拉强度的要求。具体数据见下表。

结果判定：同等3d养护时间，采用蒸汽养护方式的混凝土强度增长速度更快，强度更高，极大的缩短了养护时间，同时也有效的提高了T梁的生产质量和生产进度。

四、结束语

冬季寒冷的低温天气必然会降低混凝土强度、耐久性的提升效果，继而耽误整个工程的实施进度。然而，在阳安二线铁路安康制梁分公司使用的蒸汽技术作用下，人们可以高质量完成混凝土预制T梁的早期养护，尽可能减少混凝土表面干缩裂缝出现的几率，并且加快T梁生产进度，减少生产周期，真正意义上加快了各种台座、模板的周转效率,实现了建设工程技术的创新升级,为寒冷地区混凝土强度及质量的控制提供了宝贵经验。

主要参考文献：

（1）《客货共线铁路预制后张法预应力混凝土简支梁》

TB∕T3043-2018

（2）《预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁工艺细则》QB/TTAK.GC02-2016

（3）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2018