向微孔,从而降低了抗拔力。经二次振捣后,破坏了这些水膜和微孔,使水分与沙浆重新获 得拌和,恢复原有的均匀性,使沙浆与骨料、沙浆与钢筋重新黏合在一起,增加了密实性、 抗渗性和抗压强度。由于二次振捣混凝土时己接近初凝,拌和物内存在大量晶体和胶凝物, 二次振捣仅是破坏其结构(骨架),但它能随即闭合,所以振捣后进入初凝,其时间是短暂 的,没有再次出现沉实和水分上升的机会。据有关资料介绍,二次振捣可使水平钢筋握裹力 增加1/3,使竖向钢筋初始滑动抗拔力提高100%,使28d后的龄期强度增加1 0%✉15%。 二次振捣的另一个优越性是,当分层浇筑混凝土时,振捣棒插入前次振捣的混凝土上表 面3~5cm深处,可破坏层间冷缝,形成整体连接。 由于二次振捣目前仍处于研究阶段,还没有广泛应用,缺乏经验和资料的累积。这是一 项新技术,在使用以前,必须经过试验,慎重对待。 22.为什么振捣混凝土时不应振钢筋和模板? 当用机械振捣混凝土时,有的同志由于担心混凝土露筋,或追求混凝土外观质量,而将 震动棒插入钢筋骨架振钢筋,或将振动棒压在模板上振模板,这种做法是非常错误的。 钢筋在高率振动下,容易产生绑口松动(缓扣)、位移或变形,这样就影响钢筋在混 凝土中正常的受力状态。更严重的是,这种对钢筋的振动,其振波将会传播的很远,波及己 初凝的混凝土,使钢筋与混凝土之间形成间隙,降低钢筋在混凝土内的握裹力。若是先张预 应力混凝土,还会增大预应力损失。对初凝或已硬化的混凝土,强度也有较大影响(详见“6 1,为什么已浇注好的混凝土不应再受到振动”)。此外,当遇有振捣器漏电时,振捣钢筋还 会导电,造成安全事故。 模板在较大的震动荷载作用下,会造成模板、帮、带、支拉杆间的松动,或连接螺栓的 螺母缓扣,造成模板的游移变位。对墙板、柱之类的竖向模板,用振捣器震动,会加大模板 的侧向压力,造成模板的崩裂或增大构件断面尺寸,造成材料的浪费,这些都是不符合质量 要求和施工操作规程要求的。 28.为什么混疑土要进行养护? 抗压强度是混凝土的重要力学性能之一。混凝土强度的增长不仅与原材料和浇捣工艺有 关,而且与混凝土的养护条件也有直接关系。 混凝土强度的增长过程,实质上是水泥胶结材料凝结和硬化的结果。水泥的凝结和硬化, 与水泥的水化作用是分不开的。水花作用的正常进行,与混凝土的所处环境条件是紧密联系 在一起的。这里的所谓环境条件,是指温度和湿度两个方面。 自然界一切物质的分子,无时不处于运动状态。温度升高时,分子获得热能,运动加骤。水 泥和水泥分子的水化作用也不例外,升温可使水化反应中的水分子和水泥颗粒分子获得热能, 运动速度加快,缩短形成水泥新生水化物中晶体一胶体体系的时间,客观上就反映在混凝 土强度的增长上。 水是易蒸发物质,温度升高时,水分子吸收热量由液相气化,这对混凝土内水泥的水化作 用是不利的。当水化作用时所必要的水一化合水不能得到保证时,作用速度减慢或停止。 所以混凝土在凝结和硬化的过程中,要保持混凝土的湿润状态,必须保持空气处于潮湿状态。 空气的潮湿情况,通常以相对湿度来衡量。所谓空气的相对湿度,是表示空气所含水蒸汽就多 混凝土内的水分就难于蒸发,有利于水泥水化作用的进行。 若混凝土处于干燥环境,混凝土内水分蒸发过快,引起混凝土脱水现象,则出现表层脱皮 起砂。混凝土内部的水化作用因失水不能充分进行,引起品体结构松弛、强度降低。所以对 塑性混凝土,应在12h内进行覆盖养护,并有足够的养护期。采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐 水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于7,对掺用缓凝行外加剂或有抗渗性要求的 混凝土不得少于14。其他品种水泥,养护期由其技术性能确定。 23.什么是混凝土的自然养护和热养护? 混凝土的自然养护,是指混凝土灌筑完毕后,在大气温度不低于+5C和表面覆盖浇水润 湿的条件下,按照要求的养护期所进行的养护工艺,对于塑性混凝土,应在浇筑完毕后12 内进行养护,对于硬性混凝土,浇筑完毕后应立即覆盖浇水养护。关于混凝土的养护期,可 参见“64.为什么混凝土要进行养护
混凝土的养护热,可分为“湿热养护”与“干热养护”两类。混凝土的热养护是借助于 热源的热能,经介质的传导、对流或光波辐射,将热量传递于混凝土,并对混凝土周围相对 湿度加以控制的养护方法。 所谓“湿热养护”即“蒸汽养护”,是以锅炉产生的湿饱和蒸汽为介质,并在进入养护 池、炕窑时混以空气,形成湿热空气。由于湿空气温度高于混凝土,当接触混凝土表面时, 湿空气发生冷凝现象而液化,在液化过程中放热(气化热),冷凝水在降温过程中继续放热, 这些放出的热量,传导于混凝土内部而升温,在较高的温度、湿度条件下,混凝土迅速凝固、 硬化,增长强度。湿空气的湿度用“相对湿度”加以衡量。所谓“相对湿度”,是表示湿空 气接近于饱和状态的程度。所谓“饱和”,是指湿空气中,所含水蒸汽产生凝结水的极限状 态,即水分子继续气化,必有相同数量的蒸汽分子液化凝结成水。 所谓“干热养护”,是指不以蒸汽为介质的热养护。如红外热养护、热拌混凝土热模 或热炕养护,太阳能养护、蒸汽排管干烘等。 干热养护理论的基本出发点,是在凝结前把混凝土内的自由水很快地蒸发掉,即在混凝 土尚未形成结构强度时,借助高温热空气的作用和混凝土周围介质相对湿度的降低,使水分 迅速蒸发,这对提高混凝土抗压强度是有利的。由于混凝土内水分子在蒸发过程中的急剧运 动,提高了C(OHD2的溶解度和浓度,加速了水泥在湿热环境中的硬化速度,从而能缩短 养护期。 今天干热养护工艺和热养理论,虽已取得一些成果,但以湿热养护为基础的干湿结合的 热养工艺,以及利用太阳能干热养护工艺的一些问题,有待进一步研究和提高。 24为什么蒸汽养护要有蒸养温程? 蒸汽养护是以饱和湿蒸汽和空气混合体为介质,进行混凝土升温的热养工艺。人们把蒸 养温度的历程称为蒸养温程。一般混凝土的蒸养温程可分为预养—升温—一恒温—降温 四个阶段。对具有抗冻、抗渗的混凝土,还须在蒸养之后,增加“后养”的阶段。 预养一自混凝土浇注成型至通气升温之前,混凝土在常温条件下停放的过程,称为预 养。停放的时间,成为预养期。混凝土为什么要经预养之后才能升温?主要考虑混凝土在升 温过程中,由于混凝土表面与内部温度不同,水泥石,骨料,水,气泡等各自的膨胀系数也 不相同,若骤然升温,会产生过大的温度应力和温度变形,造成裂缝和质量缺陷。经过预养 期,使水泥与水进行一定时间的水化反应,从而产生足够的初始结构强度,以获得抵抗变形 和裂缝的能力。预养期的长短,须根据水泥品种,水泥用量,配合比,大气温度和升温速度 等因素决定,一般1一3h 升温一升温阶段是混凝土从蒸汽介质中获得热量,提高温度的主要阶段,同时也是混 凝土在较高的温度(60~80度)和湿度(相对湿度不低于90%)条件下,水泥水化租 用速度加快,引起过大的温度应力和变形,以及因水泥石与钢筋温度变形的差异影响握裹力, 对升温速度进行控制。一般混凝土升温速度不宜超过20一25度/小时。对整体浇注的 结构升温速度,应根据混凝土的表面系数(注:表面系数指结构冷却表面积与全部体积之比) 和配筋情况确定。并规定蒸养混凝土最高温度不得超过80度。 恒温—混凝土升温至一定温度后,在保持温度和相对湿度的条件下,混凝土的静停时 间称为恒温期。恒温期与恒温温度有密切的关系,温度高,水化反应速度快,恒温期可短, 温度低,恒温期则长。恒温期一般为5~8。在恒温期内,混凝土外层温度同于周围蒸汽 温度,并逐渐传于内层,加之内层水泥的水化热不易向外层释放,从而获得较高温度。所以 恒温期是混凝土强度增长的主要阶段。 降温一混凝土有恒温温度降至室外大气温度,这一过程称为降温阶段。由于混凝土表 面散热快,降温幅度便大,其内部因混凝土导热系数较小,热量散失便慢些,造成表里降温 差值,当温差过大时,表层急剧收缩易出现龟裂或裂缝和产生较大温度应力,为此,须控制 定的降温速度一般不大于20度/h。 后养一经蒸养后的混凝土,水泥颗粒的水化反映并没有结束,若过早的风干和脱水, 对后期强度的增长是不利的。所以对集邮抗渗、抗冻、高强度等级混凝土等,应继续浇水湿 润进行自然养护,避免曝晒和风干
25为什么冬季不宜直接用炭火热养护混凝土? 碳火可生成大量二氧化碳,过量的二氧化碳对混凝土是有害的。水泥经水化作用生成硅 酸盐水化物和游离石灰如: 3 Cao.Sio2+nH20=2CaO.Sio2(n-1)H20+Ca(OH)2 游离石灰将与二氧化碳作用生成石灰石,称为混凝土的“炭化”即: Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H20 新生的碳酸钙(石灰石)将覆盖与混凝土表面,形成一层石灰质保护壳,强度不高,但 他弥堵了混凝土表面的微毛细孔,这对于混凝土的抗侵蚀能力是有利的,所以,有时对浸泡 与海水中的预制构件,常采取在空气中停放几个月,待生成碳酸钙保护壳之后,再放如海中, 就是这个道理。 但当二氧化碳的浓度过大时(大于15~20mg/L),则对混凝土产生不利影响,碳酸钙保 护壳与二氧化碳气体和空气中的水分继续作用,生成易容于水的重碳酸钙,从而削弱了混凝 土的抗侵蚀能力。即: CaCO3+CO2+H20=Ca(HCO3)2 所以冬季施工热养混凝土,若采用碳火加热时,因设置导烟系统,将烟排出至混凝土以 外。 这里需要指出的是,二氧化碳气体无论浓度大小,对水泥都是有害的。因为水泥颗粒将 会于空气中的水分和二氧化碳作用而降低活性,甚至结块变质。其原因也就是水泥水化新生 物的游石灰炭化后,生成碳酸钙的结果。 26什么是红外线养护? 什么是红外线?顾名思义,“红外线”是红色以外的光线“。原来光线实质上都属于电 磁波,有可见光和不可见光之分。我们通常所能见到的光线,起波长约在0.22~0.27um之间, 波长短于0.22um的如r射线、X射线、紫外线和波长长于0.72um的如红外线(波长 约为0.72~1000um之间)、微波、电波等,都是不可见的。在可见光线中,以红色 光线波长最长,而红外线的波长又长于红色光线,所以称为“红外线”。 红外线既属光线,便具有光线的属性,如光线的辐射与反射、光波传导的方向性、光热 能的转换、穿透性等等。目前可通过电能和液化石油气或煤气燃烧获得红外线。 混凝土的任何一种热养护和加热方法,都是利用热源的热能,将热量传递于混凝土,使 混凝土升温,达到养护的目的。热传递的方式有三种:(1)传导:(2)对流:(3)辐射。 称奇养护是通过介质热蒸汽的凝结放热,直接将热量传递于混凝土或模板,达到混凝土升温 的目的。电热法则是直接将电极的热量通过混凝土本身的介质,把热量传向混凝土各处,完 成电能与热能的转换过程。红外线养护,则是通过红外线加热空气,构成冷热空气对流及借 助于光辐射的穿透能力,将热传向模板及混凝土,完成光能与热能的转换过程。 采用红外线对混凝土进行养护,在工程中还是一种较新的养护工艺。它具有设备简单, 操作方便、升温快且易于控制等优点。又可避免蒸汽养护的复杂设施及电热养护耗用的大量 电能等优点。所以逐渐被推广使用。尤其在“大模板”、“滑升模板”等混凝土施工新工艺中, 可以将辐射器及保温罩固定在模板侧面,形成定型养护设备,能整体吊运,便于工业化施工。 在我国石油、天然气、煤气工业等迅速发展的情况下,是一种有着广阔前途的养护方法。 由于红外线养护是一种新工艺,在实践中尚存在某些问题,有待进一步研究和改进。 例如怎样更大限度的降低经济指标,如何使混凝土受热面升温均匀和严密的保温措施以减少
减压阀 液化石油气私 8胶管 红外线辐射器 图29红外线养护混凝土设备示意 热损耗,研究可靠的防火、防爆等安全措施等。 27为什么红外线养护要合理确定辐射器的位置和数量? 采用红外线对混凝土进行养护,必须创造一个比较合理的养护环境,这样才能取得较好 的技术经济效果。这个养护环境应使混凝土受热均匀,升温与降温速度均匀,且能控制在要 求温度范围内(混凝士表面适宜温度是70一90度)。为获得一个合理的养护环境,必须 正确的确定红外线辐射器的数量,并在养护空间对辐射器的位置,进行合理的布局。 红外线的辐射,具有一定的方向性,辐射器的散热有一定的范围。以单只辐射器为例, 其散热特点是:辐射器左右两侧(沿X轴)散热面积小,但升温较为均匀,而沿竖轴Y, 升温情况与X轴不同,水平轴X以上的散热面积大温度高,而水平轴以下的散热面积小, 温度低。这是由于被加热了的高温空气上升,形成冷热空气对流造成的。在辐射器的正面, 受热面距辐射器发射面越近温度越高,所以辐射器与混凝土表面最小距离不宜小于30cm, 否则混凝土表面易过热变质,为获得上述一种合理的养护环境,就需要根据辐射器的热效能, 以及被养护的结构或构件的特点、大气温度、保温条件、模板材料的导热性能、红外线发射 面的尺寸等等,通过试验确定,逐步调整,最后确定: 等温线 红外线福射器 图30红外线辐射器散热特点 (1)需要受辐射器的数量。 (2)沿垂直方向及水平方向辐射器的间隔。 (3)辐射器红外线发射面距受热面的垂直距离。 如目前常采用的开间为3.3m、进深为4.8~5.1m层高为2.9m房间的大模板墙 (钢模),用四只辐射器尺寸布置,即基本满足养护要求。 大模板红外线辐射器内纵境 大模板横墙 丝网抹 灰保温罩 15002100+J500150018001500 160 大模板 -5100 -4800 图31红外线辐射器布置图