蒸汽养护对加快隧洞混凝土施工进度的研究

蒸汽养护对加快隧洞混凝土施工进度的研究

秦慕婕 1 包喆 2

1 湖北省汉江河道管理局（武汉科技大学） 湖北省潜江市 433100

2鄂北地区水资源配置工程建设与管理局 湖北省武汉市 430000

摘要：文章主要是分析了混凝土的蒸汽养护阶段，在此基础上讲解了蒸汽养护对混凝土强度所造成的影响，最后探讨了其对混凝土耐久性的影响，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。

关键字：蒸汽养护；混凝土；抗压强度；耐久性

1、前言

当前我国经济水平的提升，同时也推动了建筑行业的发展进程。混凝土是建筑工程中基础的材料，其有着成本低、抗压强度高以及原料丰富等的优点。混凝土对养护的条件、时间等都有着一定的要求，为此可以通过改善以往传统的养护条件，降低混凝土的养护时间，这才能够缩短生产周期，提升施工进度。

2、混凝土的蒸汽养护

2.1、静置期

在浇注混凝土之前倒入混凝土，在此期间，混凝土中的水泥可以开始水合，并且混凝土初始硬化和某些初始结构强度能够有效的抵抗到了温度的膨胀变形情况。通常，镇静时间越长，损坏混凝土的耐耐温性越强，且影响到其的生产效率。

2.2、升温期

换句话说，按照一定的速率会使得原始温度上升到维护温度。在此期间，加热速率不应太慢，否则维护周期将是长期的;但是太快了，否则很容易导致温度和温度变形的混凝土变形^[1]。在加热过程中，为可以避免由蒸汽冷凝引起的混凝土表面裂缝，为此可以在混凝土表面用薄膜覆盖。

2.3、恒温期

混凝土或其周围环境的温度应当要与养护温度都保持在同一个温度。在此期间，会发生一系列的化学反应，影响混凝土的硬度和耐久性。由此可见其是蒸汽养护过程中最重要、最关键的一个阶段。

2.4、降温期

按照一定的速率可以把混凝土的固化温度有效的降低在室温。在此期间，它不容易冷却，否则，由于表面和内部之间的温差，混凝土将产生应力裂缝。与此同时，应当要注意到其的环境湿度，才可以有效的防止水的损失损坏到了混凝土的内部结构。在上述四个阶段，复位时间，加热速率，恒定温度时间以及冷却速度都是会直接的影响到了混凝土综合性能重要的一个参数。这些参数的不同选择和组合对混凝土的内部结构产生不同的影响，并会导致了其性能的显着差异。因此，有关人员有必要合理地配置和优化蒸汽维护系统和相关参数。

3、对混凝土强度造成的影响

3.1、静置时

在混凝土施工过程中，混凝土完工后，需要一段稳定的时间。否则，如果达不到硬化效果，就会影响混凝土材料的强度，混凝土材料的硬度与时间密切相关。如果静置时间太短，混凝土材料的作用就会大大降低。如果这对于一部标准手机来说还足够的话，混凝土的硬度就会大大提高。同样，如果硬度高，抗压性也会更高^[2]。因此，严格按照混凝土的加固时间，它就会硬化。混凝土完工后，水化热反应还没能达到了混凝土的硬化程度，为此需要经过一定的时间才可以使得混凝土处在稳定的状态。固定时间与混凝土的高结构强度和耐温混凝土的抗温性有关，具有很强的扩展破坏能力。因此，适当的保温时间会对混凝土的早期强度或先进强度有着很好的一个影响，通常在蒸汽养护中，温升率高，混凝土的成型需要较长的一个时间，才可以有效的减少到了混凝土温升周期的产生，缩短混凝土的停留时间，通常在实际生产中为1-3小时。

3.2、升温速率

如果更换时间是合理的，则加热速率对混凝土强度的影响不显着，但如果静态时间的设定是不合理的，则高温上升率将对混凝土强度产生负面影响，这会在一定程度上影响到了混凝土的强度，主要在初始结构强度的混凝土的情况下，混凝土构件的热应力当前温度的快速增长而增加，特别是对于水蒸气，将存在不同形式的裂缝，如典型的放射性裂缝，界面裂缝，网眼裂缝等。更高的加热速率也将增加混凝土表面的温度梯度和内部温度，导致温度应力裂缝，这会在一定程度上损坏到了混凝土结构并降低到其的实际强度。通常，可以在高温季节下控制加热速率，加热速度，可以适当增加加热速率，但不应超过25℃/h。

3.3、恒温温度和时间

混凝土的强度主要由水合进行控制。水合度越高的情况下会使得混凝土的强度越高。因此，有关人员应当要增加到了固化温度或增加恒温处理时间，这样才可以加速混凝土的水合，从而提高混凝土的早期强度。然而，固化温度越高的情况下会使得恒温处理时间越长，就会导致混凝土的膨胀越大，混凝土孔和内部裂缝的情况可能发生，另外，水化温度越高，固化温度越高。同时，加速了表面组分的溶解和释放。水化反应参与水化反应，结晶是完全水化的产物，在低温下，由于足够的时间扩散，水合产物均匀分布和沉淀，但当前固化温度的增加，水合速率超过水合产物的扩散速率，因此在水泥颗粒中收集水合产物因此，渗透外壳允许连续使用水合产物并阻碍水泥颗粒的连续水，从而产生混凝土的后强度，因此，当前温度的增加，混凝土的强度不会增加，而且时间不会增加是恒定的。在固化温度下有着最佳的维护温度和时间。

3.4、降温速率的影响

虽然恒温固化后混凝土的强度高，但冷却速度不易太快，否则易于引起拉伸应力裂缝，由于混凝土的内部和外部之间的温差，这将影响混凝土的力量。此外，当冷却混凝土构件时，更平衡的冷却可以在不同的方向上进行，才可以有效的降低到了温度胁迫对混凝土性能的不利影响。

4、对耐久性的影响

混凝土材料是多孔材料。如果它处于相对严苛的环境中，外部环境中的氯离子和其他有害物质易于渗透到混凝土中，导致混凝土劣化和其他问题，这将在一定程度上影响到了混凝土的耐久性。为此通常可以通过混凝土抵抗氯离子和其他有害离子的能力来有效评估到了混凝土的耐久性。在蒸汽固化的条件下，由于水泥的水合速率，易于使水合产物进入水泥，颗粒形成高密度扩散屏障，这使得水合产物不均匀，水合度是不均匀的在后期阶段。另一方面，较高的固化温度会使得水泥中C3s的粗水合适的结构，从而增加混凝土的孔隙体积和总孔隙率。上述结果的宏观性能是，混凝土的紧凑性降低，氯离子和其他有害离子的不渗透率降低，并且混凝土的耐久性受到不利影响。旨在解决蒸汽固化的问题将导致混凝土耐用性的下降，一方面，连续水固化可以同时进行蒸汽固化，使混凝土中的水泥可以连续水合反应，以增强其紧凑性和不渗透率，才可以有效的提高到了混凝土的耐久性。另一方面，其他矿物水泥的掺入可以改善混凝土的微观结构，才可以有效的提高到了混凝土的耐久性。例如，研究结果表明，添加适量的粉煤灰可以在蒸汽保存条件下改善混凝土的不渗透性，因为粉煤灰颗粒的间隙比水泥更薄，并且水泥凝胶的间隙可以进一步精制并且混凝土是密集的。粉煤灰的添加还增加了混凝土的水水泥比，这有利于水泥水合产物的扩散和均匀分布。另外，在蒸汽固化的条件下，它可以刺激粉煤灰的活性效果并产生二级水化。低钙硅产品有利于优化孔隙结构并减少孔隙率。可以看出，将矿物混合物添加到混凝土中进行蒸汽固化，提高蒸汽固化混凝土的耐久性将是未来的发展趋势。

5、结束语

由上可知，当前我国对基础设施建设投资力度的增加，使得蒸汽养护混凝土预制构件的需求也在随之而上升。其与标准养护混凝土相比较还存在了一些的差异，为此有关人员应当对蒸汽养护制度进行优化，才可以有效的改善和增强到蒸汽养护混凝土的耐久性。

1. 当前武家欣, 王柏松, 王浩,等. 隧道衬砌智能蒸汽养护台车的设计与研究[J]. 工程机械, 2020, 051(005):13-17.

2. 当前夏海. 可折叠式全断面蒸汽养护台车在高寒隧道二衬中的应用[J]. 低碳世界, 2020, v.10;No.200(02):163-164.

3. 当前华学严、张立、刘光辉、牛超、段志伟. 蒸汽养护参数对混凝土脱模强度与度时积的影响[J]. 施工技术, 2020.

4. 当前郭胜英, 赵云龙. 加强建筑工程管理中进度管理的研究分析[J]. 绿色环保建材, 2020(4):202-203.

5. 当前崔凤歧, 苏永刚, 王本伟. 一种混凝土管桩蒸汽养护池:, CN210525446U[P]. 2020.

6. 当前林秋展. 预制混凝土管二衬施工在水利小口径排水隧洞的应用[J]. 内蒙古水利, 2020, No.212(04):56-58.