混凝土养护工艺.doc

第六章 砼养护工艺目的：砼制品成型后要经过养护，形成内部结构方法：1标准养护：用于砼强度质量评定 2自然养护 3快速养护（1） 快硬水泥（2） 化学外加剂（3） 加热养护 1 自然养护一 一般要求1 炎热条件下（夏天）养护，保持湿度防止水分蒸发2 寒冷条件下（冬天）养护，平均气温连续5天低于5 时，按冬季施工处理二 自然条件下温度和湿度对砼强度的影响一般情况下，砼的强度与组成材料质量，配合比和施工过程有关，但在自然养护条件下主要取决于养护温度和湿度1 温度与强度关系：温度升高，强度升高2保持养护温度措施（1） 制品成型应采取覆盖、浇水养护（2） 开始覆盖和浇水时间塑性砼：一般温度不迟于612h，炎热天气不迟于23h干硬性砼：不迟于12h（3） 自然养护每日浇水次数正午温度 （)10203040浇水次数（）234669812 （4） 自然养护浇水覆盖天数正午温度（）10203040普通水泥（d）5432矿渣水泥、火山灰水泥（d）7543掺入缓凝剂和有抗渗性要求时，浇水天数不少于14d三 自然养护法 特点：设备简单，费用低，但时间长1 浸水养护法：将养护的砼制品浸入水中 设施：蓄水池 应用：自应力砼管2 围水养护法：用粘性土在砼四周围筑一定高度土埂，中间蓄水 应用：地面、路面、楼板、桥板3 覆盖浇水养护：用纤维织物覆盖和浇水4 塑料薄膜养护法：用塑料薄膜覆盖5喷膜养护法：用液态成膜剂在成型的表面形成密封膜四 寒冷条件下的养护方法 （一） 基本要求 1平均气温连续5天低于5 时，按冬季施工处理，（寒冷条件） 2 水泥品种：硅酸盐水泥、普通水泥 3 水泥强度等级：42 .5 4水灰比： 0.60 5水泥用量：300 kg m3（二） 养护方法： 1 热砼法：将原材料加热，提高砼拌合物温度，增加强度发展，防止砼受冻水泥强度等级52.5快速集料加热温度60 水泥强度等级52.5水加热温度60 集料加热温度40 水加热温度80 原料加热温度控制： 2 蓄热法：一般砼或者热砼成型后覆盖保温，防止预加热量和水化热损失，保持应温并增至所需的强度值 特点：无需热养设施，简单易行 3 掺用外加剂法：砼中掺用外加剂，其强度在常温下能继续增长并不受冻，若与其他方法复合使用，效果更好 寒冷条件下常用外加剂品种：（1） 抗冻剂：氯化钠、亚硝酸盐、碳酸钾等（2） 阻锈剂：亚硝酸钠、重铬酸钾、尿素等（3） 早强剂：氯化钠、氯化钙、硫酸钠、石膏等（4） 减水剂：木质素磺酸钠等 3 热养护中的体积变形 一 概述 1热养护方法：（1） 常压湿热养护（2） 干一湿热养护（3） 高压湿热养护 2 热养护的作用：砼制品湿热养护的实质，是使砼在湿热介质的作用下，发生一系列的化学、物理及物理化学变化，从而加速砼内部结构的形成，获得快硬早强和缩短生产周期的效果 实验表明：若80的热养护比20时 水泥水化速度增加5倍 若100的热养护比20时 水泥水化速度增加9倍 3 热养护对结构形成的破坏作用 热养护过程的结构形成和结构破坏是贯穿各种养护过程中的一对主要矛盾，也就是在结构形成过程中还产生了结构破坏 结构破坏主要表现在养护过程中产生的最大体积变化和残余变形 因此：采用热养护时，要获得优质砼，就是处理好结构形成与破坏，这一对矛盾，就要采用合理的养护制度和适合的工艺系数 二 热养护过程中的结构破坏 热养护过程中的结构形成的同时，又产生结构的破坏和损伤（一） 热膨胀砼是多相同时堆积的结构，这些不同的物质因受热要膨胀，但膨胀值相差很大，其各相体积膨胀系数是：材料名称湿空气水水泥石集料体积膨胀系数3700900010-622574410-6406010-6304010-6 从表中数值看出，体积膨胀系数水是固体材料的10倍，空气是固体材料的100倍，水泥石和集料也有差别，因此热养护在加热时各组分的不均匀膨胀，砼内部产生拉应力，造成开裂，结构受到损伤（二） 硅酸盐水泥蒸养过程的化学变化温度升高时，水泥矿物的溶解度增大，水化反应速度加快 蒸汽养护时水泥水化生成的主要水化产物与标准养护时基本相同 水泥熟料矿物在蒸养时的反应速度和强度增长规律各不相同， 由下面试验看出，C3S和C4AF是蒸养后获的较高强度的决定性矿物，而C2S对后期强度起较大作用矿物成分标准养护蒸汽养护7d28d3h28dC3S316457194401C2S244119151C3A11612200C4AF294377431535 蒸养和标养矿物成分的水分产物均未发生变化，但强度却不同，虽然其水化产物微观结构发生了变化，主要表现在水泥颗粒表面形成屏蔽膜的增厚增密，结晶颗粒粗化，对砼结构形成及其物理力学性能均产生一定的影响 湿热养护过程中砼强度快速增长的同时，部分晶体仍在增长，晶粒粗化，由此产生结晶压力引起结构内部压应力的出现，这也使砼的结构造成损伤（三） 砼的减缩和收缩水泥水化生成水化产物，熟料矿物生成水化产物，固相体积增大，但“水泥水“体系的总体积减小，称之为化学减缩以C3S为例： 水化反应：2（3CaOSiO2）+6H2O3CaO2SiO23H2O+3Ca（OH）2项目2（3CaOSiO2）6H2O3CaO2SiO23H2O3Ca（OH2比密度314100244223分子量228231802342487410摩尔体积72711802140403323体系中所占体积1454210812140409963总体积反应前总体积25354 cm3反应后总体积24009 cm3 普通水泥最大减缩量平均值为水泥石的58%（四） 砼热养护中的热质传输概念：热养护过程中，热、水、气在砼内部进行传递热养护过程：升温恒温降温以常压湿热养护阶段为例说明： 1 常压升温阶段（加热阶段） 利用蒸汽对制品加热，通过冷凝水将热量传递给制品（1） 温度梯度 t 见下图 t温度曲线 符号： tg 蒸汽介质温度（） th 冷却水温度（） tb 制品表面温度（） tn 制品内部温度（） 值:tg th tb tn内部表面tntbtthtgUnUb冷凝水UqPnPPbqmqct作用 t作用 空气分压P1P2P3 产生温度梯度t （2） 湿度梯度 U Ub 表面湿度 Ub =100% Un 内部湿度 （%） Ub Un 产生湿度梯度 U （3） 压力梯度 P 在t梯度作用下产生P1 受热膨胀 表面气泡空气压力大里面低 在U 梯度作用下产生P2 水分由表向内迁移 内部压力增大 内部高 在空气分压作用下产生P3 蒸养时介质中的空气分压降低 内部高 压力梯度P应等三者的代数和：P=P1-P2-P343030不限3025203030不限201515（2） 合理的预养（3） 变速升温：先慢后快（4） 分段升温：先升温30-40，保温12h，然后快速升温（5） 改善养护条件：如带模养护 3 恒温期 H 恒温时间：砼强度达到设计强度等级的70% 恒温温度：取定于水泥品种，普通水泥80，矿渣水泥、火山灰水泥95100 4 降温期 J 作用：在t、U、P作用下，内部水分急剧气化，制品收缩，造成损伤 方法：控制降温速度：限制最大降温速度水灰比最大降温速度（）厚大制品细薄制品0.430350.44050 影响因素：（1） 砼的强度愈低，降温速度要慢 （2） 制品厚度愈大，降温速度减慢 （3） 配筋小降温要慢 二 常压湿热养护过程中砼强度发展规律 砼强度随养护时间的增大而增大，按强度增长速度，可分三个强度增长 时间 （1）慢速增长时期 （2）快速增长时期 （3）减速增长时期抗压强度%时间h温度 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2280604020020406080慢速减速 由表看出升温阶段介质温度在40%，干湿热养护，砼强度最高方法：随着养护窑的升温带加干热加热设备 5 高压湿热养护 一 概述1 概念：将制品在温度高于100的饱和蒸汽介质中进行加热的方法 2 养护温度100-120 3养护介质压力，压力与温度关系 P=0.0965（）4 （MPa） 式中：P 介质压力 （MPa） t 介质温度 （） 4 高压湿热养护对混凝土性能的影响 砼中的二氧化硅和氧化钙在温度高于100的饱和蒸汽介质进行养护时，生成的托勃莫来石结晶好，且强度高，当温度高于150是，反映速度大大加快，而工业生产采用的实际反应温度（83.20213.85）压力为（1.02.0MPa），砼的温度愈高，砼的强度愈高，但温度超过213.85时，砼的强度反而下降 5 应用： 生产硅酸盐制品，采用常温湿热养护强度很低，氧化硅和氧化钙反应速度很慢，因此都采用高压湿热养护，如：加气砼、灰砂砖、硅酸盐砌块 二 高压湿热养护的体积变形 压蒸过程中砼的体积变形为膨胀，恒压时最大变形值比常压养护时小，降压过程体积收缩，残余变形可正、可负、较小三 常压热养护设备 1 养护坑 （1） 普通养护坑 （2） 热介质定向循环养护坑 （3） 干一湿热养护坑 2 折线养护窑：连续式 3 间歇式隧道窑 （1） 贯通式：两端设口，一端入窑，一端出窑 （2） 尽端式：一端设口 4 连续式水平隧道窑 （1） 地上窑 （2） 地下窑 5 立窑 连续窑 四 干湿热养护 概念：采用了在升温过程中使砼中水分蒸发，使砼在低湿介质条件下升温，而在恒温阶段仍采用湿养护 效果：1 砼内部水分蒸发，没有冷凝水，砼的加热速度减慢 2 砼的加热最高温度降低 3 升温过程砼损伤程度降低 性能：干湿热养护强度比较养护温度养护制度 强度 MPa8017。.519。.721。.620。.0由表看出升温阶段介质湿度在40%，干湿热养护，砼强度最高方法：随着养护窑的升温带加干热加热设备时间h变形温度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 21050100150200升压恒压降压降温 三 湿度变化：压蒸砼的热质传输对砼的结构也会造成损伤，下面是砼的湿度变化曲线：时间h质量变化%温度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 108642050100150200 砼在100下升温过程，湿度增加很小，温度在100以上，冷凝加快，砼湿度急增，温度在174.5时达到最大值，恒温时湿度变化不大，降温时砼中水急剧蒸发 四 强度发展 压蒸过程强度增加分为三个阶段 第一阶段 升温开始至最高温，初始结构强度低，由于结构的破坏作用，强度略有下降 第二阶段 恒温阶段的前2h，水化反应速度增至最高值，砼的结构基本形成，强度增长最快 第三阶段 恒温阶段的结果，结晶结构形成速度减慢f值一阶段 二阶段 三阶段 五 压蒸养护方法和制度 （一） 排气法：压蒸养护需要饱和蒸汽中养护，使制品迅速加热，必须排除窑内的空气的养护制度 1 排气期 ：最高温度升至100，饱和蒸汽压力0.10.12MPa 操作：打开排气阀，向窑内输入饱和热气，将窑空气排出 2 升压期 ：温度升至最高恒温温度 操作：关闭操作阀，继续进入饱和蒸汽，窑内升温升压 3 恒压期 ：温度和保持最高值 恒压温度和恒压时要考虑制品的质量和成本4 降压期 ：窑内温度降至100，压力0.1MPa，排出窑内蒸汽降压降温，速度要均匀，尤其是后期速度要慢，防止制品开裂压力时期1 2 3 4 出窑：当窑内温度为100，窑内压力与窑外压力一致后再开窑，并将制品送入领取额间继续冷却（二） 真空法：排出窑内空气是使用真空抽气的方法，即在工阶段用真空泵抽气 第一阶段：排气期 关闭窑门，立即用真空泵将窑内抽成负压，抽气时间3040min，抽至窑内压力为-0.080.06MPa 第二阶段：升压期 抽真空后立即关阀，并送入饱和蒸汽升压，升压时间11.25h，达到最高温度和压力 第三阶段：恒压期；温度和压力保持最高值 第四阶段：降压期 利用排气法使窑内温度降至100，压力0.1MPa，再用抽气法降温 例如：某水泥矿渣砂加气砼压蒸养护制度 养护阶段抽真空升压恒压降压合计压力（MPa）0-0.06-0.061.51.51.50时间（h）0.52.06.02.010.5 六 高压湿热养护设备蒸压窑 （一） 蒸压窑的性能 蒸压窑是钢制的密封压力容器，常用规格直径为2.8539m指标 工作压力：1.5MPa 工作温度：200.43 工作介质：饱和蒸汽 真空压力：-0.07MPa 总容积： 255 m3 总质量： 101 T 窑内制品体积：64.8m3 全线设置20个工位，流水节拍为20min 工艺流程： 放张脱模清模涂隔离剂铺筋合模张拉浇注成型预养抹光入窑养护出窑 （二） 成组立模 1 概念：在固定组装的金属模中垂直成型砼制品的方法 2 成组立模构造：例如：悬挂式成组立模 由九片竖向放置的模板组成，相邻模板之间的空间即为砼板材的成型腔，模板边缘固定有由钢板为边模和底模，一次成型八块板模板支撑采用悬挂式： 吊车梁柱振动器 3 养护：模板的空腔内放置蒸汽排管，进入蒸汽形成热腔，对制品加热 4 操作过程：（1） 折模：开启边立模（侧模），吊出制品（2） 清理：涂隔离剂：清理模板表面，喷涂隔离剂（3） 底模和边模安装（4） 钢筋安装：安装刚筋骨和预埋件并固定（5） 安装门窗模框（6） 合模重复操作（1）-（6）项，到整组立模完成（7） 保温装置（8） 除污灌：排出冷氧水 （三） 真空泵：3040min将窑内空气抽出达到要求 （四） 压蒸窑的安全操作 1每台窑配置两支，其额定开启压力根据蒸压窑允许工作压力 2 窑门锁闭装置每次送气要检查一