混凝土預制構(gòu)件蒸汽養(yǎng)護工藝的探討

馬玉錳

北京福安建材有限公司

混凝土預制構(gòu)件蒸汽養(yǎng)護工藝的探討

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隨著社會的發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)的不斷進步，裝配式結(jié)構(gòu)成為目前混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的新方向，也成為今后國家重點推廣和應用的結(jié)構(gòu)形式。裝配式結(jié)構(gòu)中最重要的就是混凝土預制構(gòu)件，工廠化的生產(chǎn)能大大提高混凝土外觀質(zhì)量，并對其結(jié)構(gòu)性能可以嚴格把控，同時混凝土預制構(gòu)件還具有能極大程度上改善施工現(xiàn)場的環(huán)境條件、節(jié)約原材料、加快施工速度、可重復利用等優(yōu)點?；炷令A制構(gòu)件到了冬季，氣溫降低就影響了混凝土預制構(gòu)件的生產(chǎn)效率及質(zhì)量。為了解決這些問題我們就引入了蒸汽養(yǎng)護工藝，蒸汽養(yǎng)護工藝為低溫環(huán)境下混凝土預制構(gòu)件高質(zhì)量的生產(chǎn)起到了至關(guān)重要的作用。

混凝土預制構(gòu)件；蒸汽養(yǎng)護；工藝；探討

1 對蒸汽養(yǎng)護的工藝進行分析

在建筑工程混凝土施工中，新成型的混凝土主要是由骨料、水泥顆粒、氣相液相等等材料組成的一種混合物，充水毛細孔在固相和氣相之間作為連接，水泥顆粒和用水量的多少影響了毛細孔的最終數(shù)值。

(1)在進行蒸汽養(yǎng)護操作時混凝土容易發(fā)生體積膨脹現(xiàn)象，其主要的原因是由于混凝土的內(nèi)部液相和氣相受到蒸汽的作用才產(chǎn)生的?；炷林懈鹘M成成分會因為受熱而體積膨脹，各組的成分具有不同的體積膨脹系數(shù)，例如，固體物質(zhì)膨脹系數(shù)小于水的膨脹系大概是10倍左右，而氣相的膨脹系數(shù)相對來說更大一些，它超過了固體物質(zhì)膨脹系數(shù)的100倍左右。其中最主要的是當混凝土中的游離水和空氣在受到蒸汽作用后產(chǎn)生熱量，其體積會慢慢變大，進而引起混凝土的體積產(chǎn)生變大和膨脹現(xiàn)象。在新成型的混凝土預制構(gòu)件中，毛細孔的尺寸均不完全相同，大小各異。通過大量的理論數(shù)據(jù)演算后得到如下結(jié)論：水灰比為0.4時，毛細孔的平均直徑為4.2×10-4cm。

(2)通過對蒸汽膨脹的理論進行一系列的計算，混凝土的體積會增長97%，其主要是由液相和氣相的影響而產(chǎn)生，因此說，新成型的混凝土當受到蒸汽加熱后，液相和氣相對其結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生比較大的危害和損傷。這些液相和氣相和在蒸汽加熱膨脹后會大大影響混凝土的內(nèi)部孔隙概率，嚴重影響和破壞混凝土的耐久性和物理力學的性能。新成型的混凝土由于受熱而產(chǎn)生蒸汽時，氣相和液相就會自由膨脹。由于氣相和液相的膨脹會造成混凝土結(jié)構(gòu)松散，孔隙率增加。在預應力混凝土管樁的生產(chǎn)和制造的過程當中,我們首先需要選取樣板來制作混凝土的試驗樣品,制作后需要靜止放置五個小時左右，等混凝土的試驗樣品達到一定的冷凝程度后再送到80℃左右的養(yǎng)護池進行蒸汽養(yǎng)護處理。試驗樣品的放置靜養(yǎng)過程非常關(guān)鍵，如果沒有按照要求處理就被直接的放到養(yǎng)護池進行蒸汽養(yǎng)護，那么就會造成試件表面產(chǎn)生饅頭狀的發(fā)泡層。因此說，我們一定要充分的了解和把控混凝土受熱時的物理變化過程和混凝土的硬化過程，這樣才能夠有效提升混凝土蒸汽養(yǎng)護的工藝水平，最終達到提升混凝土生產(chǎn)和制造的高效率。

2 蒸汽養(yǎng)護工藝對水泥水化生成物的影響分析

在大部分技術(shù)論著中，人們都認為在規(guī)范、標準的混凝土硬化過程和混凝土蒸汽養(yǎng)護過程中所引起的水化產(chǎn)物之間沒有什么區(qū)別。因為伴隨著溫度的逐步升高，只是化學反應速度被加速提高了，其他方面是沒有被影響到的。當溫度達到80攝氏度時，其水化的速度會增加很多倍，所以在實際的制造操作中，混凝土管樁的初步養(yǎng)護過程中都是在80攝氏度左右才進行養(yǎng)護的，而我們所得到的實際結(jié)果也佐證了以上的理論是正確的。但是，有一個問題就是混凝土的強度在蒸汽養(yǎng)護條件下較低于混凝土標準養(yǎng)護條件下的強度，產(chǎn)生這個問題的原因是由于受新生物的分散的影響，那么混凝土的硬化強度就會出現(xiàn)變化，水化反應時的溫度越高，生成的新生物分散程度就會越低，從而造成了混凝土強度的降低。

3 蒸汽養(yǎng)護智能系統(tǒng)的技術(shù)原理

混凝土智能化蒸汽養(yǎng)護系統(tǒng)按程序設定自動執(zhí)行蒸汽養(yǎng)護的工藝流程、保證蒸汽養(yǎng)護各個階段的溫度與濕度要求。它是由一臺主機、多臺養(yǎng)護從機、無線溫濕度測試終端、養(yǎng)護終端(養(yǎng)護棚架及蒸汽管路)等四大部分組成。每臺養(yǎng)護主機或從機都配有一套對應的無線溫濕度測試終端，主機中央控制器根據(jù)每個無線溫濕度終端監(jiān)測的溫濕度數(shù)據(jù)自動執(zhí)行運算并判斷其對應的養(yǎng)護主機是否啟動(或停止)，通過蒸汽養(yǎng)護管路對養(yǎng)護棚架內(nèi)輸送蒸汽。

智能蒸汽養(yǎng)護系統(tǒng)技術(shù)原理圖

4 蒸汽養(yǎng)護的工藝流程

(1)預養(yǎng)期也叫作靜停期,是將混凝土預制構(gòu)件在澆筑完成后放置在室溫下進行養(yǎng)護的過程。混凝土預制構(gòu)件中的固體顆粒在重力作用下會下沉，內(nèi)部氣泡會向外擴散，這樣做能夠使得內(nèi)部氣體順利排放出去，并且能夠提高水泥在蒸汽養(yǎng)護前的水化程度,使水泥能夠具有一定的初始結(jié)構(gòu)強度，在這一階段，初始強度一般應控制在0.4～0.5MPa。

(2)升溫期在蒸汽養(yǎng)護工藝操作過程中對混凝土性能的影響非常重要,產(chǎn)生的放氣現(xiàn)象能夠引起顯著的破壞作用。當混凝土預制構(gòu)件受到蒸汽養(yǎng)護后，其在混凝土預制構(gòu)件的表面會立馬的冷卻和凝結(jié)，然后就會產(chǎn)生冷凝水膜的現(xiàn)象并且會立即產(chǎn)生冷凝熱蒸汽，在這個時候，氣體和水分就會在混凝土的內(nèi)部進行傳輸，將一些孔都慢慢的連接起來，從而形成了定向的孔縫，然后混凝土的體積就會迅速的膨脹和增大。由于混凝土的初始結(jié)構(gòu)在升溫期，那么它的強度就會比較低，其內(nèi)應力還沒有形成，這時候混凝土的預制構(gòu)件結(jié)構(gòu)就容易受到外界的傷害。一般情況下，由于一些混凝土的結(jié)構(gòu)，比如混凝土的孔隙率會慢慢增多、產(chǎn)生體積增大等等缺陷，其大多數(shù)是在升溫的階段產(chǎn)生的,所以說，我們對于升溫的速度要求比較嚴格，速度不能夠過快。最好是能夠分段的進行升溫，就是先慢慢的升溫，然后再一點一點的加快升溫，這樣才能夠大大降低液相和氣相出現(xiàn)熱膨脹后產(chǎn)生的破壞性影響。

(3)混凝土預制構(gòu)件強度增長的重要時期是恒溫期，在這個階段，我們需要注意不要設定保溫的溫度過高，因為這樣會影響其強度的增長，所以，在這個階段我們盡量不要提升混凝土預制構(gòu)件的恒溫養(yǎng)護的溫度。

這個時候，水泥的水化反應會比較的劇烈，而混凝土中的微管多孔結(jié)構(gòu)已經(jīng)慢慢的產(chǎn)生。由于水泥的水化熱反應會造成混凝土的內(nèi)部溫度在一定時間內(nèi)超出介質(zhì)溫度，其內(nèi)部的水分、氣體都會繼續(xù)的產(chǎn)生膨脹，但是這個階段的混凝土預制構(gòu)件結(jié)構(gòu)的強度已經(jīng)慢慢的加強了。伴隨著水化的進行，減縮也在增加，這些因素都能夠幫助混凝土預制構(gòu)件抵御不利因素的影響。

(4)在降溫的時期，混凝土的預制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)就會慢慢的定型，這時候混凝土的內(nèi)部所發(fā)生的變化主要是由于混凝土內(nèi)外的溫差、體積的收縮、水分的汽化、拉應力大學而造成的。降溫期降溫速度的合理選擇要依據(jù)混凝土預制構(gòu)件的尺寸大小選擇，如若不然，一旦降溫速度太快就會造成混凝土預制構(gòu)件產(chǎn)生的收縮和拉應力過大，進而致使混凝土預制構(gòu)件產(chǎn)生微裂縫。蒸汽養(yǎng)護工藝流程的的四個階段都是非常重要的，四個環(huán)節(jié)都不能忽視，缺一不可，它們都能夠直接影響到混凝土預制構(gòu)件的外觀質(zhì)量和結(jié)構(gòu)性能。

5 對混凝土預制構(gòu)件蒸汽養(yǎng)護工藝的后期維護進行分析

蒸汽養(yǎng)護工藝的后期養(yǎng)護十分重要，要求盡量堆放在室內(nèi)，避免風吹日曬，如條件無法滿足而只能露天堆放時，應用覆蓋保護，防止表面水分散失過快而引起的體積收縮增大。與此同時由于混凝土預制構(gòu)件內(nèi)部溫度變化比較小隨之而來的收縮也會較小，因此表面的收縮變形程度受到內(nèi)部混凝土收縮變成程度的制約，就極易產(chǎn)生拉應力，進而造成混凝土預制構(gòu)件表面產(chǎn)生縱橫交錯的干縮裂縫。

6 結(jié)束語

綜上所述，針對混凝土預制構(gòu)件的傳統(tǒng)養(yǎng)護工藝在冬季氣溫較低的情況下，養(yǎng)護操作過程不規(guī)范、不精細的問題，提出并分析研究了智能蒸汽養(yǎng)護工藝技術(shù)，用于混凝土預制構(gòu)件養(yǎng)護的新方法，并闡述了智能蒸汽養(yǎng)護工藝的技術(shù)原理和此項技術(shù)在實際施工操作過程中的工藝流程及注意事項。我們要從實際出發(fā)，才能做到切實可行，并在生產(chǎn)實踐中不斷完善和提高。

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