无机非-混凝土工艺【2】

3.2.2压制密实成型

振动的不足在于整体振动能量使用不合理，能耗大，对于干硬性混凝土更不好密实。压制工艺在强大的压力下能够将能量集中在局部区域内，并且可以减少噪音，提高生产效率和产品质量。

压制密实成型是混凝土拌合物在强大的压力作用下，克服颗粒之间的摩擦力和粘结力而相互滑动，把空气和一些多余水分挤压出来，使混凝土得以密实。固相压力液相压力传递粗骨料细骨料水泥颗粒砂浆水泥浆水1、压制密实成型机理①外力作用下在混凝土内部形成固相压力网络层，产生剪切形变，压缩体积，挤出部分气体；②压力传递至液相，挤出所有可挤气体；③作用力逐层传递，直至底层。♠存在问题

压制过程中，压力无论怎样增加，密度增加有限；

压力过大，制品会产生层裂现象。2、压制密实成型混凝土结构的形成过程

静力压力有它的优点，但同样有它的致命缺点，因此静力压制应用范围很窄，只用于小型混凝土切块。采用压制和振动复合的工艺应用比较方法，因此工程上绝大部分用动力压制。

动力压制工艺，利用混合料的振动液化作用可降低成型压力，压制效果更好。3、压制和振动的复合1)辊压成型法浇灌的混凝土拌合物在较重的压辊碾压下密实成型的一种方法。4、压制工艺简介2)压轧成型法利用轧辊连续压轧混凝土拌合物，使其密实并达到预定的形状与尺寸。3)模压法混凝土浇注入模后，压膜以一定的压力和速度压入混凝土拌合物，使其达到所需厚度与形状。举例说明：静压法制备混凝土砖4)挤压法—以混凝土管材为例震动+挤压3.2.3离心脱水密实成型离心密实成型法，适用于制造管状制品，如上下水管、电杆、管住及管桩等。1.离心脱水密实成型过程

离心过程三阶段：①低速布料阶段

初步成型，初始结构形成②过渡阶段

进一步成型，完善初始结构③高速脱水密实阶段

成型，密实结束2.离心制度的确定离心作业主要参数是离心速度和时间，离心作业的主要参数可按下列步骤确定：※(1)布料阶段转速与时间离心转速：比较缓慢，一般为80~150r/min也可结合各厂具体情况参照公式计算得出：n0——布料时转速，r/min；K——经验系数，K=1.5~2.0；R——制品外壁的半径，cm。离心时间：一般为2~5min※(2)过渡阶段转速与时间由慢速到快速的中间阶段，根据工艺的要求，应缓慢进行，如果变速太快，将使初步形成的混凝土结构受到冲击作用而发生变化。经验证明：过渡阶段的速度一般为150~280r/min，时间为2~5min。最佳时间vs管径※(3)密实成型阶段转速与时间密实离心阶段是混凝土密实和脱水的重要阶段，一般来讲，速度越高离心效果越好。

速度过快：振动冲击力大，内分层现象严重。

速度过慢：水分不能充分排除，造成混凝土不密实或成型较慢。

转速受制于管径的大小，一般为350~500r/min。

时间受制于管径的大小，一般为7~30min。3.离心混凝土的特性及适用范围离心法成型的混凝土管，管内壁的水泥浆层较厚，抗渗性能好，特别是采用多次投料法成型，除了抗渗性能好，抗冻性能也有所改善。♠离心混凝土的特性♠应用范围

洁净的砂和石；

石子粒径：<15~20mm且<制品厚度1/3~1/4；

砂率：40~50%；

水泥用量：>350kg/m3.举例说明：离心法成型制混凝土管3.2.4真空脱水密实成型1.真空脱水密实机理对于平面等形状的混凝土，可以采用真空脱水密实成型；如道路、现浇楼板、停车场、飞机跑道以及水工构筑物等。

过滤脱水机理：拌合物为滤水器，在压差的作用下，游离水通过过滤介质而脱水，并假定真空向拌合物内部传播，被束缚在拌合物中的小气泡产生附加膨胀压力，产生挤水作用。

挤压脱水机理：拌合物为由水饱和的分散介质，存在两种压力（液相压力+固相压力）。一般认为：真空作用的早期以挤压脱水机理为主，真空作用的后期为过滤脱水机理为主。2.真空脱水密实过程真空脱水密实过程可以根据真空脱水率及体积收缩率的随时间的变化，可分为三个阶段：♠

(1)初始阶段脱水和密实同时进行，脱水量与时间大体呈直线关系，脱水速度近似为常数，拌合物体积被压缩，复合骨架逐步形成。♠

(2)延续阶段♠

(3)停止阶段脱水结束，拌合物已经形成物理堆积结构。复合骨架形成，脱水进一步延续。3.真空脱水有效系数及提高措施真空脱水密实的效果用真空处理有效系数K来表示：混凝土体积收缩量

Vc与脱水量

Vw之比；K值越接近于1，表明真空脱水密实的效果越好。提高K值措施：真空+振动4.真空脱水密实工艺制度※(1)真空度真空度越大，混凝土的处理效果越好，但设备复杂，一般真空度选择500~600mmhg：※(2)振动制度停止真空时，马上振动，内部处于真空状态时，阻力小，振动效果好。3.3养护养护是混凝土继搅拌和密实之后的又一重要结构形成阶段，指的是对已经密实成型的混凝土进行水化或水热合成反应，达到所需的物理力学性能及耐久性等指标的工艺措施。常见的养护工艺3.3.1自然正温养护混凝土的自然养护：利用平均气温高于5oC的自然条件，以适当的材料对混凝土表面加以覆盖并浇水，使混凝土在一定的时间内保持水泥水化作用所需要的适当温度和湿度条件，正常增长强度。基本要求：浇注完成后，12h内进行养护。严禁人行走，严禁冲击等。养护条件：常用普通混凝土水泥至少7天；有抗渗或抗冻要求水泥混凝土，不少于14天。1.养护条件对混凝土性能的影响※(1)温度的影响实际施工中养护温度不能低于5oC。实验室条件下：硅酸盐水泥的最佳养护温度约13oC。※(2)湿度的影响实验证明，相对湿度小于80%，水泥水化将趋于停止。因此需要尽可能的保持相对湿度>80%。如果混凝土早期干燥，混凝土的强度、抗渗性和耐久性都将受到不利影响。湿度对混凝土强度发展的影响1—空气；2—9个月后水样；3—3个月后水样；4—标样。2.自然养护工艺※(1)覆盖养护麻袋和棉毡是吸水性较强的覆盖材料，将其覆盖在新浇注混凝土的表面，间歇洒水保持湿润，可获得很好的养护效果。※(2)蓄水养护注水深度：一般为50mm左右，水温：不低于11oC。水温过低，温度应力导致混凝土裂缝。※(3)覆盖膜养护采用厚度大于13m的白色、黑色或透明的聚乙烯薄膜作为覆盖材料。白色：能反射阳光，宜在夏季使用。黑色：具有较高的吸热作用，适合春秋季使用。※(4)养护剂养护薄膜养护剂：将基料溶于溶剂或乳化剂中而制成的一种液状材料。新型养护剂：①通过表面物理化学作用防止水分的流失与蒸发；②通过和水泥快速化学作用，早期快速形成硬化水泥膜层，起到养护的作用。3.自然负温养护工艺※(1)自然负温养护对混凝土硬化的影响养护温度高：水泥水化速度快，混凝土强度发展也快。养护温度低：混凝土强度发展迟缓。

eg.-10oC时，强度停止发展。※(2)混凝土负温下的养护方法①蓄热法②综合蓄热法

①蓄热法当室外最低温度不低于-15oC时，地面以下的工程，表面系数不大于5m-1的结构，宜采用蓄热法养护。养护条件：养护工艺：对原材料（水、砂、石）进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇灌之后，还储备有相当的热量，使得水泥水化放热较快，并加强对混凝土的保温，以保证在混凝土的温度将至0oC之前具有足够的抗冻能力。

②综合蓄热法当室外最低温度不低于-12oC时，表面系数5~15m-1的结构，宜采用综合蓄热法养护。养护条件：养护工艺：配置混凝土时采用快硬早强水泥或掺用早强外加剂，在养护混凝土时采用早期短时加热，或采用棚罩加强养护保温，以延长正温度养护期，加快混凝土强度的增长。低蓄热养护法

使用早强水泥或掺入低温早强剂、防冻剂为主高蓄热养护法

外加剂+短时加热3.3.2湿热养护为提高混凝土产量,降低成本,近些年出现的混凝土湿热养护是一种新型的混凝土生产工艺。湿热养护

常压湿热养护高压湿热养护

Tmax

80~95oC；大气压Tmax

=100oC；无压湿热养护微压湿热养护Tmax>100oC；Pj0.13MPaT=100~200oC；Pj0.8MPa1.湿热养护过程中混凝土的变化湿热养护提高了水化的反应温度，使得混凝土早强、快硬，但湿热养护同时带来了结构的破坏。※(1)化学变化蒸气养护时硅酸盐水泥生成的水化产物与标准养护时基本相同。※(2)物理化学变化主要变现在水泥颗粒表面屏蔽膜的增厚和增密，晶粒颗粒的粗化、新生物细度的减小等方面。湿热养护中混凝土各种结构变化：※(3)物理变化

①升温期的物理变化混凝土气相压力

混凝土受热后各组分的不均匀膨胀，导致混凝土的体积膨胀以及结构内应力。混凝土的减缩与收缩

减缩：混合物中水泥的化学反应导致混凝土的变形；收缩：混凝土孔隙中的水分的变化导致混凝土的变形。混凝土的应力状态

水泥石的减缩和收缩对粗、细集料产生压应力，在集料与水泥石之间建立了预应力。

②恒温期的物理变化恒温期是混凝土结构增长的主要阶段，湿热养护的混凝土强度主要是在此阶段产生的，进入恒温期后，升温过程中产生的所有梯度都趋于消失。

③降温期的物理变化降温期内，混凝土结构已经定型。这时，其内部的变化有：温差的产生、水分的气化、体积的收缩及拉应力的出现。2.常压湿热养护※(1)养护制度养护过程：预养期，升温期，恒温期和降温期；养护参数：预养温度、时间；升温时间、速度；恒温温度、时间；降温时间、速度等。预养期升温期恒温期降温期

①预养期阶段：加热升温前的一段静停放置时间。作用：提高水泥在热养护开始之前的水化程度，使混凝土具有必要的初始结构强度，以增强混凝土对升温期结构破坏的抵御力。吴中伟教授证明：混凝土制品预养时间越长，混凝土的初始结构强度就会变大，混凝土蒸养后，制品内部损伤就越小。时间过长：会影响生产周期。“最佳预养期”“临界初始结构强度”

②升温期介质温度由初始温度升到恒温温度的时间。混凝土结构破坏主要表现在该阶段：升温速率越快，对混凝土的破坏作用就越大。升温速率

25oC/h，最高温度80oC。

③恒温期混凝土强度主要的增长期。影响混凝土在恒温阶段硬化速率的因素：水泥品种、水灰比、恒温温度等。影响恒温时间的因素：水泥品种、水泥强度、预养时间、升温速率及恒温温度等。

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。降温速率要适中，如果速率过快，混凝土会产生过大的收缩应力导致混凝土表面出现裂纹及酥松等结构损伤现象。3.蒸气湿热养护※(1)渐增式升温及阶段式升温传统升温

升温总时间长，且对混凝土结构损伤较大阶段升温

缩短总的预养时间，降低混凝土结构损伤变速升温及分段升温制度※(2)微压养护在升温过程中，快速升高介质的压力，使之超前于混凝土内部剩余压力，以限制其破坏作用。※(3)热介质定向循环一定压力的饱和蒸气通过专用喷嘴，使养护窑内的湿介质做定向流动，克服了传统养护窑上下温度差的缺点，同时提高湿空气的换热系数。4.压蒸养护（高压湿热养护）蒸压养护是在高温高压的条件下，利用外部热源加热混凝土，加速水泥水化反应和内部结构形成，进行混凝土的养护，以提高混凝土强度，并缩短周期。一般混凝土经16-20小时的蒸汽养护后，强度可达正常养护条件下28天强度的70%-80%。3.3.3其他的养护方法(干热养护)1.红外线养护

红外线是波长为0.72~1000m，介于可见光和微波之间的一种电池磁波