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1、地铁管片蒸汽养护工艺及其改进论文.freelPa时所需的时间1。1.2升温期养护设备中介质的温度由初始温度升到恒温温度的时间称之为升温期。混凝土的结构破坏主要发生在升温阶段,该阶段主要表现为粗孔体积增大,气、液相数量增多。升温速度越快,对混凝土的破坏作用就越大。地铁管片养护升温速度不宜超过25℃/h,最高温度不超过55℃。1.3恒温期恒温期是混凝土强度主要增长期。混凝土在恒温时硬化速度取决于水泥品种、水灰比和恒温温度等。影响恒温时间的因素有水泥品种、水泥强度等级、预养时间、升温速度及恒温温度等1。水灰比越
2、小,混凝土硬化得越快,所需恒温时间越短。恒温时间过长不一定好,可能出现强度波动现象。1.4降温期介质温度由恒温温度降到允许制品起吊温度这一段时间称为降温期。降温期地铁管片内部水分蒸发,同时产生收缩和拉应力。若降温速度过快,地铁管片会产生过大的收缩应力,这将导致地铁管片表面出现龟裂及酥松等结构损伤现象,甚至造成质量事故。降温期的结构损伤与降温速度、混凝土强度、制品的表面模数(表面积与体积比值)以及配筋情况有关1。强度低、表面模数小、配筋少的制品宜慢速降温。最大降温速度可参考表1。2影响蒸养地铁管片强度的因素
3、2.1水泥矿物成分水泥中C3S在水化初期水化速度较快,含量在45%～60%之间有利于管片初期结构的形成,并能缩短管片的预养时间。水泥中C2S在蒸养过程中强度增长迅速,形成的结构孔隙也较低,但其强度的绝对值不高,所以含量不宜过高,如果对管片耐久性要求较高,可选择高C2S含量的水泥。C3A在水泥中含量一般为4%~5%,过高会影响管片的后期强度。C4AF含量宜控制在10%～15%,含量达20%时将使强度显著降低。2.2外加剂蒸养混凝土与自然养护的混凝土对外加剂的要求有所不同。不宜在混凝土中加入引气剂,否则会引起
4、管片外表面的肿胀和酥松。选择蒸养混凝土外加剂的一般原则是:具备促进水泥水化,含气量低、减水率大的早强型外加剂。2.3矿物掺料矿渣和粉煤灰具有较好的蒸养适应性,可以降低混凝土的水化热和绝对温度,减少混凝土由于蒸养带来的裂纹数量3。地铁管片的混凝土强度一般为C50,矿物掺料一般控制在20%左右,粉煤灰一般宜用低钙Ⅱ级灰。2.4用水量一定的用水量是确保水泥正常水化及混凝土混合料和易性的重要条件,但水又将在湿热养护时给混凝土结构带来破坏。由于水分的热膨胀和热介质的迁移,会使混凝土孔隙率增大。因此,用水量对混凝土结
5、构的形成、强度及其它性能有重大的影响。低水灰比不仅有助于强度的迅速增长,还可使密实度提高,形成优质混凝土。3养护方法的改进养护工艺的改进有多种方法,可以采用合理预养,变速升温,改善养护条件等措施。3.1变速升温及分阶段升温养护法直线升温是常压湿热养护常用的一种升温制度,这种制度的缺点就是蒸养时间过长,是一种消极抑制升温速度的方法。笔者认为,变速升温制度较为合理,可在较低的温度下,使混凝土强度逐渐增长,在它达到能承受湿热破坏作用后,再快速升温到最高温度。这种方式在气温较低时,效果会更明显。例如,在手控供汽时
6、,可以1～2h升温20～35℃,保温1～2h,再快速升温至最高温度,这种方法可使混凝土结构破坏大大减弱,可减少预养时间,从而减少蒸养时间。如图2所示。实线为变速升温线,虚线为直线升温线。从图上可以看出变速升温(实线所示)预养时间为2h,然后2h升温到35℃,恒温1h,再快速升温到50℃,再恒温2h,最后降温到10℃。从图中看到,变速升温比直线升温预养时间少了1h,总时间也减少了1h。3.2热介质定向循环养护法热介质定向循环湿热养护是供热方法的改进,由于加速了升温期热交换而使升温速度加快,运用时一定要控制好
7、升温速度2。这种办法实质就是使蒸养罩内的混合气体产生定向强制循环流动,来改变罩内蒸汽的静止状态和热交换强度,达到养护均匀、缩短周期、节约能源的目的。该工艺一个特点是利用蒸汽通过拉阀尔喷嘴增速以获得强制流动的推动力,即喷嘴既是蒸汽喷出的通道,又是实现混合气体定向循环流动的关键设施。如图3所示。上集气管宜位于养护罩上部的2/3处,其上的喷嘴向下;下集气管可在罩底以上1/3处,喷嘴向上。拉阀尔管为一个渐缩渐扩型管,可以根据锅炉每小时蒸发的水蒸气量和车间内蒸养罩数量等因素来确定数量。一般可以上下各设置一个拉阀尔喷
8、嘴。拉阀尔喷嘴示意图如图4所示。3.3地铁管片自然养护法在温度较高的季节,我们可以利用水泥的水化放热反应,不需要蒸养,进行自然养护。为了充分利用水泥水化热,地铁管片在收水结束后必须将蒸养罩罩在地铁管片上,密封越好,热量损失越小,养护时间就越短。例如,我们假定以下养护参数:气温为5℃,升温时间为3h,恒温时间为2h,降温时间为2h,升温速度为每小时15℃,最高恒温温度为50℃,降到最低温度为25℃,可按下式近似计算此时地铁管片温
