预应力混凝土构件移动养护技术

王 宁 张 杰 张 亮

（中铁十局集团第二工程有限公司）

0 引言

采用预制方式生产预应力混凝土构件，为保证生产效率，不但要求混凝土早期（7d）强度需达到28d 龄期的90%以上，而且为适应预应力构件力学性能的设计要求，多采用高强度混凝土，设计强度等级大都在C50 以上。目前工厂化生产预应力混凝土预制构件，特别是桥梁工程所采用的后张法预应力混凝土箱梁或T 形梁，混凝土设计强度高，构件跨度尺寸大。预应力混凝土养护是混凝土工程的重要环节，在混凝土浇筑完成后，就进入养护环节，养护不当会使混凝土产生干缩裂缝、影响强度和耐久性。因此，构件养护技术是保障混凝土生产效率和质量的关键技术之一，也是体现绿色施工的关键工序。

1 室外养护技术现状

脱模后3d养护非常关键，养护的温度、湿度等环境是影响构件质量的重要因素。

混凝土养护方式主要分为自然养护和人工养护。自然养护成本低，但养护条件难以保证，混凝土强度增长受到气候影响较大，构件质量和生产效率都难以保证。人工养护虽然在质量和生产效率得到保证，但养护成本和难度大幅度提高，特别是大跨度构件。目前采用的养护方法主要有以下几种：

⑴浇水养护：预制件脱模后，直接将水浇到预制梁板表面，且必须连续或间歇性的在预制梁板表面浇水。养护用水应根据气温确定浇水时间及间隔，气温在25～30℃时，需2 小时浇水一次，每次35～40 秒；气温在30℃以上时，则需1 小时浇水一次，每次35～40 秒；如果风力较大时，应根据室外蒸发情况，观察构件表面，适当增加浇水次数。该养生工艺需水量大，而且对构件养生不均匀。

⑵喷淋养护：针对浇水养生存在的问题，对浇水养生进行改进，将水进行加压雾化，实现对构件进行喷淋浇水，系统从供水到浇水工作完毕，基本实现过程全自动控制，喷出的水雾均匀。

⑶覆盖增温养护：在温度不高的情况下，在构件表面覆盖土工布或其他材料，并同时采用加热装置，根据要求进行间隔喷淋浇水以保持构件湿润。

公路施工建设基本在野外进行，预制构件不能在养护棚完成，多为露天养护，天气（环境温度）变化不可控，为提高养护条件和生产效率，保证养护温度、湿度，需要大量的养护用水和加热电能。

2 养护技改

我公司承建的新伊高速1 标段原采用浇水养护方式，夏季高温时，白天半小时浇水一次，每次2～3 分钟，每天浇水5 立方左右；冬季养护，构件需要加盖保温层（彩条布或帆布）保温保湿，养护水需要加热，加热功率20kw，耗电量300～400kw·h/d，养护水电费用3000 元/片。可以看出养护的用水量和耗电量都非常大，而且养护效果不理想，生产成本高。针对养护存在的问题，必须进行相关技术改造，开发适合户外生产的构件养护技术与装置。

根据国家对工程建设实行“质量第一”和“效益优先”的指导方针，参照《建筑工程绿色施工规范》（GB／T50905－2014）对建设项目所提出的：在保证质量、安全等基本要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源，减少对环境负面影响，实现节能、节材、节水、节地和环境保护（“四节一保”）的要求。

2.1 技术措施

根据混凝土养护暖棚法施工原理和绿色施工节能要求，开发一种可移动式混凝土养护棚，使构件的养护条件（温度、湿度等）接近养护棚条件。装置具有折叠功能，便于收纳、运输，推拉移动方便；采用内外两层防护布构成隔热空腔，集成了对预制件全方位的喷水与保温保湿养护功能，可根据外界气温进行保温层设置，不影响钢筋、模板等其他工种施工。养护棚可实现全天候生产，有效提高生产效率。

2.1.1 养护棚结构

养护棚由内层防辐射布1、外层防辐射布2 及若干根倒U 形骨架3，内层防辐射布1 与外层防辐射布2 形状尺寸相匹配并在其各自的边缘处密封相连从而构成防护棚4，内、外层防辐射布采用不透气防水布料制成，防护棚4 呈底端敞开的半圆柱体状，内层防辐射布1 通过固定绳11、固定扣或固定环等常规固定件固定装配在倒U 形骨架3 上，若干倒U 形骨架3 沿预制梁A 的长度方向均匀间隔布置，倒U 形骨架3 的两端伸出于防护棚的底端并安装有行走轮5，防护棚4 的一端设有可开闭的门6，通过拉链61 实现门6 的开闭。内层防辐射布1 或外层防辐射布2 上设有气嘴7，通过气嘴7 进行充气后，内、外层防辐射布之间构成隔热空腔8，采用气泵通过气嘴进行充气，在充气的过程中，防护棚将进一步完全张开，隔热空腔8 起到隔热和保温作用，根据室外温度高低，调整充气量大小。倒U 形骨架3 通过卡箍31固定安装有软水管9，每根软水管9 沿预制梁A 的长度方向铺设，每根软水管沿其长度方向设有若干个喷水头10，各个喷水头10 的喷孔均朝向预制梁。软水管9 共计设有四根，四根软水管分别位于预制梁的左侧、右侧、左上侧、右上侧，从而实现对预制梁的全方位液体喷射覆盖，喷孔的截面为圆台形，更利于大范围增压喷射，并提高了雾化效果。图1、图2 为养护棚结构示意图，图3、图4 为养护棚外景图，图5 为加热用太阳能装置。

图1 外部结构示意图

图2 内部结构示意图

图3 养护棚外景

图4 养护棚内景

图5 太阳能养护用水加热装置

2.1.2 养护棚特点

养护棚展开后自成一个相对密闭的体系，养护棚内温度、湿度可实现自动控制，内、外层防辐射布防水，内、外层之间可进行充气，构成隔热（保温）空腔。夏季室外温度较高时，阻止外部高温的辐射，降低高温对构件养护的影响；冬季室外温度较低（大于5℃）时，阻止内部热量向外扩散，起到保温作用，保持构件需要的养护温度。

养护淋水采用喷淋雾化方式，喷淋装置全方位设置在构件周边，上部适当加密；喷头采用压力供水雾化喷嘴，以最大限度提高喷淋的均匀性和节水效果。喷淋水根据天气变化采用不同供水方式。冬季温度低，根据天气情况采用太阳能热水器或电热水器对养护水进行加热，采用35℃左右的热水喷淋，对养护棚内部增温增湿（类似澡堂），保证构件养护环节的温度和湿度要求。

养护过程中，通过干湿度监测仪对棚内湿度和温度进行预警。在湿度降低到设置值时，

即刻打开喷淋装置；在温度降低到设置值时，应通过提高养护用水温度，但严格控制养护用水温度在60℃以下，避免表面混凝土出现假凝。

2.1.3 节水措施

在预制台座建设时，现场采用细石混凝土全面硬化、找平、压光，并按0.3%找坡至两侧的排水盲沟。排水盲沟设置在台座两侧，断面尺寸在300mm×300mm 左右。排水盲沟的主要作用是将多余的养护用水及时排出，做到养护现场无积水。排水盲沟端部设置养护废水沉淀池、过滤装置和养护用水回收池，通过沉淀、过滤等环节，对养护废水净化，以便再次利用，达到养护环节的节水目标；并将排水盲沟、废水沉淀池和养护用水回收池外侧衬砌挤塑聚苯乙烯保温板和表面封闭覆盖，进一步减小热能散失。

3 应用效果及效益分析

采用太阳能养护和循环水养护可大幅度减少水加热的能源消耗和养护水用量，间接地节省电力消耗和施工废水的排放。在降低成本和保证工程质量的同时，体现出较好的经济效益和社会效益，最大限度地满足了节能减排、环境保护等政策要求。

采用该项技术后，新伊高速预应力构件养护，夏季高温时，养护温度稳定在25±3℃，白天2 小时喷淋水一次，每次1 分钟左右，消耗水0.2m3/天片，较原来节水效果明显；冬季养护，构件需要加盖保温层（彩条布或帆布）保温保湿，养护水用太阳能加热时，消耗电能非常小，采用电加热时，耗电量100～200kw·h/d，养护温度稳定在（18±3）℃，养护期费用约1000 元/片左右。养护喷淋用水实现循环利用，较原来节水60%以上。

4 结论

为加快户外预应力混凝土构件生产效率，必须进行有效养护，移动养护棚可以有效解决户外构件养护问题。养护棚可实现全天候生产，有效提高生产效率。夏季高温时，养护温度稳定在(25±3)℃；冬季养护，养护温度稳定在(18±3)℃。养护喷淋用水实现循环利用，较原来节水60%以上。