在养护窑或养护坑内,以温度不超过100℃、相对湿度在90%以上的湿蒸汽为介质,使养护窑或养护坑中的混凝土构件在蒸汽的湿热作用下迅速凝结、硬化,达到要求强度的过程就是蒸汽养护。混凝土构件的蒸汽养护过程(养护制度)可分为预养期、升温期、恒温期和降温期。
目前,蒸汽养护具有自动化、高精度等特点,能显著降低蒸汽养护制度确定后的蒸汽养护工序对混凝土力学性能和耐久性能的影响。自动化养护工艺在地铁管片、高铁轨道板等高精度预制构件中的应用日益广泛。
1.预养期
为了增强混凝土对升温期结构破坏作用的抵抗能力,在构件成型后及湿热养护前,使构件在室温下预先养护,即在适当的工位静置一段时间,便于水泥浆体中形成一定量的高分散水化物填充在毛细孔内并吸附水分,减少加热过程中危害较大的游离水,同时,混凝土具备一定的初始结构强度,可增强抵抗湿热养护对结构破坏作用的能力。随着预养期的延长,混凝土初始结构强度增加,残余变形减小,密实度增大,养护后所获得的强度显著提高。
预养期的长短与升温速度、恒温温度有密切关系。升温速度较快时,预养时间就较长;升温速度较慢时,预养时间就较短。恒温温度越高,预养时间也越长;恒温温度越低,预养时间也越短。一般可在1~3 h范围选择。为缩短预养时间,可采用提高预养温度的办法,但矿渣水泥混凝土的预养温度不应高于45℃,普通水泥混凝土不应高于35℃。
2.升温期
混凝土的结构缺陷主要发生在升温期。升温期是混凝土结构的定型阶段,在蒸汽养护过程中最为重要。
升温期混凝土结构破坏的主要表现是粗孔体积增大,升温速度加快,混凝土的总孔隙率及粗孔孔隙率也增大,并形成定向贯穿孔,故其破坏作用也增大。同时,升温过快还将降低混凝土与钢筋的黏结强度。
升温速度是升温期的主要工艺参数。如果预养期较长,升温速度就可快一点。最大升温速度与预养期长短、混凝土种类及养护时构件的约束条件(如密闭养护、脱模养护、带模养护等)有关,可按表3.23选取。
表3.23 最大升温速度
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3.恒温期
恒温期是混凝土强度的主要增长期,也是混凝土结构的巩固阶段。恒温温度和时间是恒温期决定混凝土力学性能的工艺参数。
混凝土在恒温养护时的硬化速度取决于水泥品种、混凝土的水灰比和恒温温度。在恒温温度及水灰比相同的条件下,硅酸盐水泥混凝土的强度增长最快。水灰比越小,混凝土的硬化速度也越快,所需的恒温时间也越短。恒温温度主要与水泥品种和混凝土的硬化速度有关。硅酸盐水泥混凝土的恒温温度不宜超过80℃,防止钙矾石发生分解。影响恒温时间的因素包括水泥品种和标号、水灰比、预养时间、升温速度及恒温速度,可按表3.24选取。
表3.24 恒温时间 (单位:h)
4.降温期
混凝土构件在降温期时,由于内部水分的急剧汽化以及构件体积的收缩和拉应力的产生,将导致表面龟裂、疏松等损伤现象。降温速度过快将使混凝土强度降低,甚至造成质量事故,同时,失水过多,还将影响后期水化。所以,在降温期要控制降温速度。对于尺寸大而厚的构件、低标号或配筋少的构件,降温速度要缓慢,以减小温差。而对于小尺寸构件、高标号或配筋多的构件,降温速度可适当加快。降温速度可按表3.25选取。
表3.25 最大降温速度 (单位:℃/h)
湿热养护结束后,不应忽视混凝土的后期养护条件,因为混凝土孔内有较多的残余水分,如周围介质保持足够的湿度,将有利于继续进行水化和增长后期强度。
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