高大塔柱墩柱混凝土的养护

高大塔柱墩柱混凝土的养护

刘聪

枣庄山源建筑材料检测有限公司  山东省枣庄市  277200

摘要：混凝土的高空养护一直是悬索桥、斜拉桥主塔及高大墩柱的重难点。塔柱的施工工期一般近一年，需经历季节变化，塔柱混凝土属于高强、高性能混凝土，壁厚柱高，水化热大，为防止塔柱混凝土出现裂缝，混凝土的养护措施极其重要。本文以某大桥为依托，对高大塔柱、墩柱养护工艺进行分析，提出施工中塔柱侧面养护采用爬模木模板养护与混凝土养护剂衔接，塔柱节段水平面采用蓄水养生的养护组合方式。

关键词：塔柱；养护工艺；混凝土

1、现行高大塔柱、墩柱节段混凝土的养护措施分析

塔柱、墩柱由于其独特的竖向、立式结构，能够采取湿养护的面积相对较小，不像混凝土箱梁、路面那样直观明了，采取的养护工艺不尽一致，效果千差万别，养护工艺是否恰当关系到塔、墩柱施工期裂缝的产生。目前常见的混凝土养护方法有：蓄水养护、连续喷雾、湿覆盖养护、塑料布养护、喷涂养护剂，基本都是对敞露在外的混凝土面进行养护。塔柱由于其敞露在外的混凝土面在养护最关键的前７天只有相对面积很小的节段顶面，其他侧面都被模板包裹，此时只能对其顶面进行湿覆盖养护或者蓄水养护；在侧模拆除前要不要对占塔柱节段主要面积的侧面进行养护，如何养护没有统一的看法，在侧模拆除后的养护措施主要有两种：一种是喷涂养护剂，第二种是喷淋水养护。有的用水泥对表面缺陷进行修补后什么也不做，对于塔柱这样的结构如何养护没有统一的养护方案、措施，也缺少相关文献的理论指导，因而塔柱混凝土在施工期因养护方法不恰当而产生裂缝的情况不在少数。

2、塔柱节段顶面混凝土的养护

主塔一个节段混凝土浇筑完毕，在节段顶面混凝土收浆后尽快采用麻袋或者土工布覆盖后再对其进行洒水湿润，后续洒水过程中在顶面形成蓄水养护，混凝土水化热开始时就蓄水完成，确保蓄水水温与混凝土温度同时增长，过程中及时缓慢小流量补充水量，在下节节段混凝土浇筑前使混凝土表面仍是湿润状态。由于塔柱顶面竖向钢筋和劲性骨架的影响，顶面混凝土要做到完全覆盖几乎不可能，塔柱节段在混凝土灌注后至拆模前采用顶面蓄水的方法是最好的养护方法。

3、塔柱节段侧面混凝土的养护

3.1拆模前的养护

塔柱侧模给混凝土的浇筑成型和强度增长提供支撑，也给混凝土养护提供了条件，即平常说的带模养护。大桥南北两岸塔柱均采用木模，减轻了爬架自重也给混凝土的保温保湿养护带来益处，塔柱的内外模板和顶面的蓄水层共同为新浇混凝土打造出一个相对密闭的养护空间。内外模板的材质、厚度、整体完整性、安装的紧密性、孔洞的多少大小及脱模剂的质量和涂刷质量等直接关系到空间的密闭程度，防止混凝土水分蒸发的快慢程度，保水效果的好坏。塔柱侧面模板越密实、安装越紧密，对新浇混凝土的保水保温效果越好，养护效果就越好。此时因养护不当或模板选择不当使混凝土的内外产生大的温度梯度，混凝土即会因温度应力而产生表面裂缝。采取保温性好热导系数低的木模能显著降低混凝土的内外温差，减少表面裂缝的产生。采用钢模对保温不利，应根据保温养护的需要再增加保温措施；采用木模时，保温性能较好，可将其直接作为保温材料考虑。

3.2拆模后的养护

在塔柱混凝土浇后的３ｄ内严禁拆模，一是从混凝土的强度考虑确保施工、结构的安全；二是混凝土水化热正处于相对高峰期，此时拆模侧面混凝土失去保护屏障失水加速，造成混凝土干缩裂缝的出现，同时混凝土表面散热急剧加速造成混凝土内外温差过大产生过高的温度应力造成温度裂缝。拆模后采取的养护措施是塔柱、高大墩柱是否产生早期裂缝或者已有表层裂缝是否发展成深层裂缝的关键。目前主要有两种养护措施：

第一种是拆模后喷涂养护剂。养护剂是一种喷洒或涂刷于混凝土表面，能在混凝土表面形成一层连续不透水的密闭养护薄膜的乳液或高分子溶液。养护剂具备养护保水功能，且不影响混凝土的各项物理力学性能，其自身水分蒸发后，能防止混凝土硬化早期的水分蒸发，不但可用于新浇混凝土的养护，也可用来继续养护脱模后的混凝土以及经过早期湿养的混凝土。大桥塔柱节段拆模后立即在塔柱侧面喷涂养护剂两道，确保能在混凝土表面形成一层连续不透水的密闭养护薄膜。尽可能的减少侧面混凝土水分的散失，同时利用养护剂形成的养护薄膜给混凝土表面保温。通过相关试验研究表明，对混凝土表面涂刷养护剂，可以增强混凝土早期的保水能力，与不涂刷养护剂的混凝土相比抗压强度有一定程度的增长，降低混凝土的干缩率，并可改善混凝土的抗开裂性能。

第二种是拆模后喷水或者淋水养护，此种养护方式风险较大，实际操作过程中极易造成塔柱表面产生裂缝，或者使拆模后的表面裂缝发展成深层裂缝。《钢筋混凝土结构裂缝控制指南》提出：表面淋水及拆模引起的瞬时温差不宜超过15℃。以塔柱拆模时混凝土表面温度55℃计算，向塔柱侧面喷淋水的水温需达到40℃以上，这在施工现场较难实现，施工用水、养护用水都是自然温度，基本都在30℃以下。较冷的养护用水直接喷淋在拆模后的高温混凝土表面，使混凝土表面温度快速下降，而混凝土内部温度下降慢，从而加大了混凝土的内外温度梯度，温度应力加大，塔柱、墩柱施工期柱壁裂缝由此产生。裂缝产生的大小、深度与侧面喷淋水温、现场水管流量大小及持续时间有关，也就是冷却的速度相关。拆模后对高温的塔壁喷淋冷水，看似在对塔壁进行养护，其实加速了塔壁表面混凝土的冷却，是人为的环境降温，也是塔柱、墩柱一直存在的养护误区。塔壁在水化热单独作用下不会发生开裂，但若叠合环境降温作用，或者是人为降温，塔壁表面应力将超出混凝土在该时刻的抗拉强度，导致混凝土开裂。

4、塔柱横梁混凝土养护

横梁在浇筑完后其敞露在外的混凝土面相对塔柱一个节段多，能采取湿养护的面积大，相当于一段高截面的现浇混凝土单室箱梁，采取湿覆盖养护是通常的做法。养护在混凝土浇筑至顶板时即可开始，收光一段用塑料薄膜覆盖一段，前段还在浇筑，后段已经覆盖，至浇筑完成，覆盖也跟随完成。真正做到了混凝土开始养护的时间应尽早及时。待顶面混凝土可以上人踩不出脚印再覆盖土工布、洒水养护。箱梁养护还有一个优点：养护水湿润整个顶面覆盖的土工布过程中自然通过箱梁人孔流入箱梁内室，在内室形成蓄水养护。此时箱梁顶面有塑料薄膜和湿润的土工布覆盖层防止混凝土的水分蒸发，箱梁内室有30cm左右蓄水层与混凝土温度一同升高，在箱梁内室形成一个相对湿度很高的环境，箱梁底部有底板、翼板木模板的保温养护，且拆模时间长达一个月左右，经此养护箱梁很少有表面裂缝，底板光洁有镜面效果。

5、结语

对采用爬模施工的塔柱或墩柱的养护，提倡柱壁混凝土养护利用木模板保水保温养护，拆模后喷涂混凝土养护剂保水保温养护衔接，塔柱节段顶面蓄水养生的组合养护工艺。大桥南北两岸塔柱均采用此种养护工艺，施工期塔柱表面均未见有害裂缝出现。拆模后对塔柱、墩柱侧面喷淋冷水造成混凝土表面温度应力的突然加大是施工期塔柱、墩柱柱壁混凝土产生裂缝的主要原因。对采用翻模施工的塔柱或墩柱的养护，节段顶面蓄水养生，柱壁利用木模板或者经加保温层处理的钢模保温养护至少7d后可拆模，此时最低要求的养护期已完成，没有工作平台的可以不涂刷养护剂，提前拆模或者向柱壁淋水将增大柱壁裂缝产生的风险。

参考文献

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