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1、凝结硬化的原因，水泥水化作用。 为什么对混凝土养护 水泥的水化作用必须有相应的环境（即在一定的温度和湿度下）,对混凝土进行养护就是要提供这种环境，使混凝土强度正常增长。,第五章 混凝土制品的热养护,混凝土的凝结硬化 混凝土加水拌和后，成为可塑的浆体，逐渐变稠，失去塑性-凝结 随后产生明显的强度，并逐渐发展而成为坚硬的人造石-硬化。,一基本概念,养护方法有：热养护法、化学养护法、机械作用法及综合促硬法等。 混凝土养护分类 标准养护-指混凝土试件在温度为203和相对湿度90%以上的潮湿环境或水中（标准条件）养护28d。 热养护(蒸汽养护)-指将构件放置在有饱和蒸汽或蒸汽空气混合物的养护室内，在适当
2、温度和湿度条件下进行养护。,湿热养护,湿热养护是目前混凝土制品厂常用的热养护方法之一。 湿热养护时, 以凝结换热系数很高的蒸汽（相对湿度不低于90%）加热混凝土, 升温过程中仅有冷凝而无水分的蒸发现象发生。 特点-湿饱和蒸汽热含量高, 在湿热养护时, 能以高的凝结放热强度快速加热混凝土制品, 同时又保证了混凝土硬化所必须的湿度条件。 实质-是在湿热介质的作用下, 使混凝土发生一系列的物理、化学及力学的变化, 从而加速其内部结构的形成, 获得早强快硬的效果。,干热养护,常压干热养护是指在常压下不以水蒸汽为传热介质的养护方式。 特点-所需的静停时问较短，可缩短总的养护周期， 设备投资少，生产周期也
3、较短，降低生产能耗。常压干热养护水泥混凝土制品，初步能耗可降低能耗40%以上，养护周期也可缩短，提高生产效率。 灰砂混凝土通常采用蒸压湿热养护工艺，采用合适的外加剂。 常用的干热养护设备有热风机等。 干热养护时, 制品或者不与热介质直接接触, 或者用低湿介质直接加热, 其升温过程中则以水分的蒸发现象为主。,本质-通过改变热养护时的热质交换状况, 在减小加热速度和加热程度的同时, 适当增强水分向介质迁移的强度, 以达到既缩短养护周期, 又大大削弱结构破坏程度的目的。,热养护的主要矛盾,事实表明, 外界热源既加速了混凝土的结构形成过程, 又产生了结构破坏作用, 使其性能明显劣于标准养护混凝土。,混
4、凝土的结构形成和结构破坏就成为热养护过程中的一对矛盾，这一矛盾的发展将决定着养护的效果和混凝土的性能。,如蒸养硅酸盐水泥混凝土的28天抗压强度低10-40%, 弹性模量低5-10%,耐久性如抗冻性也有所降低。升温速度越快, 养护温度越高, 性能相差越大。,随着温度的提高, 升温速度的提高, 加速水泥水化反应： 促进混凝土结构形成的作用加强 同时, 导致混凝土结构破坏的不利作用亦增强,影响水泥混凝土热养护质量的主要原因,热物理作用是决定性因素 介质与混凝土制品间热质交换的条件及强度 介质的温度,湿度及运动速度 混凝土的种类及标号等。,有：当介质温度降低时, 热养护作用强度相应减弱。,变湿介质养护
5、 升温阶段 =50%；降温阶段 95%， 既能使升温阶段的热作用强度有所削弱, 又使加热的最高温度提高, 中心温度超过表面温度的时间提前。 显然, 变热湿条件既利于减少升温期的破坏作用, 又利于水泥水化反应的深人进行。,低湿介质养护，降温速度较慢 适当缩短供热时间, 延长保温降温时间, 以达到节约热耗和减小出窑制品与周围介质温差的目的。,不同湿度介质中热作用速度和强度的不同。温度相同的饱和蒸汽和饱和湿空气的含热量差别显著, 此外, 湿空气的相对湿度对其含热量的影响也十分明显。,湿空气的相对湿度对含热量的影响,研究混凝土的热养护目的,分析混凝土内部的化学、物理化学及物理变化过程及其影响因素。在此
6、基础上, 在各养护期内 创造有利于混凝土结构形成的条件 制约导致结构破坏的因素 在不超用水泥、合理配制混凝土的条件下, 缩短养护周期, 并获得优质混凝土。,第一节 热养护过程,热养护过程中的热质交换 热养护制度 水泥的水化热,一、热养护过程中的热质交换,饱和蒸汽湿热养护 制品的温度低于蒸汽的温度-蒸汽在制品敞露表面凝结-相变换热，h很大（6000W/m2K) 湿热养护混凝土时，外部热交换的强度主要取决于蒸汽的凝结速率，蒸气中混有不凝气体时，换热强度明显下降，而实际热养护中是普遍采用蒸汽混合物的。,二、热养护制度,热养护分四个阶段 1、静停阶段(预养阶段)。混凝土浇灌成型后,在模具中静停一段时间
7、，再进行加热养护。 目的:增强混凝土在升温阶段对结构产生破坏作用的抵抗能力。一般需静停2-6小时。 2、升温阶段。从原始温度上升到恒温阶段。升温速度是关键,决定结构的破坏作用。 温升太快，会使制品表面因体积膨胀太快产生裂缝。必须控制升温速度，一般为10-25/小时,可采用变速或阶段式升温等方式。,3、恒温阶段。是混凝土强度增长最快的阶段。 恒温的温度应随水泥品种不同而异 普通水泥的养护温度不得超过80， 矿渣水泥、火山灰质水泥可提高到90-95。 一般恒温时间为5-8小时，恒温加热阶段应保持90%-100%的相对湿度。 4、降温阶段。在降温阶段内，混凝土已经硬化， 降温过快，混凝土收缩应力大,
8、会产生表面裂缝， 降温过慢，影响养护设备的生产率 降温速度应加控制。一般为20-30/小时。,采用蒸汽加热养护法应注意的问题： 采用蒸汽养护时，普通硅酸盐水泥混凝土养护的最高温度不宜超过80 ，矿渣硅酸盐水泥混凝土可达到9095 。 制订合理的蒸汽制度，包括预养、升温、恒温、降温等几个阶段。混凝土的升温、降温速度不得超下表规定。, 蒸汽需要量计算 式中Q总热量，kJ； W混凝土养护蒸汽总需要量，kg； i蒸汽发热量，取2500kJ/kg； 损失系数，取0.20.3。, 蒸汽应采用低压(不大于0.07MPa)饱和蒸汽，加热时应使混凝土构件 受热均匀，并注意排除冷却水和防止结冰。 ,三、水泥的水化
9、热,水泥的水化热-水泥与的水化学反应放出的热量 水化热可作为热养护的内热源 每克硅酸盐水泥能放出达大约500J的热量 对大体积混凝土工程，如大型基础、大坝、桥墩等，水化热大是不利的，常使内部温度高达5060 冬季施工时，水化热有利于水泥的正常凝结硬化,影响水泥水化热的因素,水泥的品种与标号 水泥的细度 熟料的矿物组成 混合材料的种类及掺量 水化条件,图 坑式蒸汽养护室示意图 1坑盖；2水封；3混凝土地面； 4白灰炉渣；5蒸汽管,一、养护坑-通常用于冬期施工,第二节 热养护设备-蒸汽养护设备,1、普通蒸汽养护坑。砖坯架放在坑内，蒸汽管每米钻4-6个喷汽孔，称为花管。安装在坑壁的下部，使蒸汽上升。
10、排水沟外设有自动流水器以排除冷凝水。坑盖、坑壁除保证结构强度外，中部应填充保温材料，以减少热能损耗。 2、热介质循环蒸汽养护坑。克服普通蒸汽养护坑的坑内冷空气与蒸汽温度不易调匀缺点。热介质循环蒸汽养护坑是上、下均安装蒸汽管，并将喷汽孔改为蒸汽嘴，使蒸汽按一定的方向循环流动，加强了热交换，并可进行自动调节。,特点：,热介质定向循环养护坑的热平衡分析,热养护单位制品热耗-指热养护制品所消耗的热量。它由两部份热耗组成： 必需热耗 损失热耗 1、必需热耗量-是使新成型的制品获得要求的物理力学性能所必需供给的热量。 通常情况下它主要取决于 混凝土材料组成和加热的温差 保证恒温期间维持制品的恒温温度所必须
11、补充的热量 蒸发物理水分的热耗（养护方式不同:干热、湿热、干湿热等, 其值也不同) 热养护期间的水泥水化热（与水泥品种、标号、用量及养护温度有关）,2、损失热耗- 是热养护过程中各项热损失之和,加热模具及运输设备的热耗, 取决于它们的重量及加热温差, 散热损失, 取决于设备的地上和地下表面积、热阻、养护制度和车间温度等， 加热围护结构的热耗, 取决于围护结构热容量, 冷却时间及车间温度等, 介质逸漏热损失, 取决于加热方式,设备严密性及操作， 冷凝水热损失, 取决于冷凝水量及排水温度。,图 折线形隧道式养护室示意图 1升温；2恒温区；3降温区；4运模车,二、 间歇作业热养护设备-隧道式蒸汽养护
12、窑,长条形的窑洞， 拱形顶，以便使冷凝水能沿壁流下 窑门的方式： a)两端设门，即贯通式养护窑：一端进，一端出 优点：符合生产直线流水的原则 缺点：要求足够的场地，多一道门逸气多 b)一端设门，即尽头式养护窑:进出均由一个门 优点：漏气少，场地要求不高 缺点：难实现工业直线流水作业,特征：,三、连续作业热养护设备,连续作业热养护设备，机械化、自动化程度高，产品质量较稳定能耗低等优点 连续作业热养护设备有：立窑、折线窑、水平隧道窑、U型窑等,间歇式隧道窑与连续式隧道窑比较 优点：投资、耗材少建造管理方便容易实施变温变湿工艺 缺点：升温和冷却热耗大，生产率低，机械与自动化程度低,图 立式蒸汽养护室
13、示意图 1升降机；2蒸汽管；3横移机； 4带有构件的模板；5升降机,1 蒸养立窑,根据蒸汽向上流动，冷空气聚集在下部 立窑上部保持在约 100 饱和蒸汽区 立窑下部为蒸汽空气混合物（由于外界空气混入） 立窑底部温度30-50 立窑中温度分布：自下而上升高 窑内升温、恒温和降温三个阶段对应着物件的 上升、横移和下降 优点：热工性能好，生产率高，占地面积小。 缺点:耗钢材量大，机械加工要求高，操作程序复杂，对产品变化适应性差。,特点,2 折线型隧道窑,特点： 具有折线型外形，即它的纵截断面相似于养护制度曲线 窑内有明显的升温区：恒温区和降温区 升温和降温区为斜坡形 恒温区是水平的 升温区的坡度降温
14、区的坡度 设计原理： 利用热介质密度不同而分层的规律，使窑内温湿度的分布依窑道外形而“自然地”与混凝土热养护历程对介质温度的要求相适应 和立窑相比：结构简单、不需升降横移， 运行可靠 热分区容易（斜度） 缺点：养护周期偏长 占地面积稍大 升温段介质温度较大,一、蓄热养护法： 利用加热原材料或混凝土所获得的热量及水泥水化放出来的热量，通过适当的保温材料覆盖，防止热量过快的散发，延缓混凝土的冷却速度，保证混凝土能在正常温度环境下硬化并达到抗冻临界强度或预期强度要求的一种施工方法。,第三节 其它混凝土的热养护技术,综合蓄热法：在蓄热保温法基础上，在配制混凝土时采用快硬早强水 泥，或掺用早强外加剂；在
15、养护混凝土时采用早期短时加热，或采用棚罩加强围护保温，以延长正温养护期，加快混凝土强度的增长。 综合蓄热法分低蓄热养护和高蓄热养护两种。 低蓄热养护：主要以使用早强水泥或掺低温早强剂、防冻剂为主，使混凝土缓慢冷却至冰点前达到允许受冻临界前强度。 高蓄热养护;掺用外加剂外，采用短时加热为主，使混凝土在养护期内达到要求的受荷强度。,综合蓄热法,二、电热法 电热法：在混凝土结构的内部或外表设置电极，通以低电压电流，由于混凝土的电阻作用，使电能变为热能加热养护混凝土。 电热方法可分为表面加热和内部加热两种形式。 表面加热法是利用板形电热器贴在模板内侧，通电后加热混凝土表面达到养护的目的。 内部加热-电
16、磁感应加热法，是以交流电通过缠绕在结构模板表面上的连续感应线圈，在钢模板和钢筋中产生涡流电流，并传至混凝土中。,电热法施工注意： *电热法施工宜选用强度等级不大于42.5MPa的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥及火山灰硅酸盐水泥。 *电极加热法应采用交流电，不允许采用直流电，因为直流电会引起电解和锈蚀。 *电极加热到混凝土强度达设计强度的50%时，电阻增加许多倍，耗电量增加，但养护效果并不显著。 *电热养护应在混凝土浇筑完毕，覆盖好外露混凝土表面后立即进行。电热养护温度应符合一定的规定。 *电热养护属于干热养护，要防止出现养护温度过高而使混凝土发生脱水现象。,三、 太阳能养护,太阳能是一种取之不
17、尽、用之不竭、无公害又无污染的巨大自然能源。用塑料薄膜作为覆盖物，四周用砖石等物压紧，使其不漏风即可，混凝土在薄膜内靠本身的水分和透过薄膜集聚的太阳热量，使砖坯发生水化作用。 利用太阳能养护，成本低、操作简单、质量好、强度均匀，比浇水自然养护有一定的优越性。也可以在塑料大棚内生产养护。,大作业：建材制品热养护的动态研究,通过文献检索、网络查询或实地考察，对目前混凝土、沥青、水泥等建材制品热养护的进展、技术关键和热养护设备等相关问题进行分析阐述。 内容具体要求： 技术问题描述 涉及的到热工原理、公式内容 介绍一种热养护设备（附图片） 结果和相关讨论 写作要求： 字数：不少于800字； 格式：文字叙述并配有图片或表格； 注明参考资料的出处：书、刊名、期数、文章名、作者名或网址。 十四周周一课上上交纸或电子版作业,