客运专线电缆槽预制构件蒸汽养护的探讨

宋金平孙俊杰梁青华

摘要：电缆槽预制构件采用蒸汽养护,经过静停阶段，升温阶段，恒温阶段，降温阶段，可以加速混凝土早期强度提升，缩短生产时间，加快模板周转，降低成本，加快施工速度，提高施工效率。

关键词：电缆槽；预制件；蒸汽养护

Abstract: The cable slot precast is use steam curing, through the stop stage, after static heating phase, the constant temperature stage and cooling stage, it can be accelerated to enhance the early strength of concrete, shorten production time, speed up the template turnover, reduce costs, speed up the construction speed and improve construction efficiency.Key words: cable trough; precast; steam curing

中图分类号：TU756.4文献标识码：A 文章编号：

1工程概况

京沪高速铁路土建三标段五工区（水电三局）承担的18公里施工建设段，其中路基长度为14公里，按照设计要求，路基两侧全线铺设电缆槽。我们所在的项目部施工处设有14#和15#两个拌合站，还有一个预制构件厂，拌合站主要负责18公里的混凝土及砂浆生产，预制构件厂主要生产电缆槽预制件，同时生产路基防护用的拱型骨架护坡预制件及桥台锥坡预制件，电缆槽预制件采用锅炉蒸汽养护，目的是提高早期强度，缩短生产时间，加快模板周转，降低成本。

2蒸汽养护的作用

预制构件在成型后采用蒸汽养护，一是创造各种有利条件使水泥充分水化，加速混凝土硬化；二是防止预制构件成型后暴晒、风吹、寒冷等条件而出现的不正常收缩、裂缝等破损现象。

预制构件浇筑后，如气候炎热、空气干燥，不及时进行养护，混凝土中水分会蒸发过快，形成脱水现象，会使已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化，不能转化为稳定的结晶，缺乏足够的粘结力，从而使混凝土表面出现片状或粉状脱落。此外，在混凝土尚未具备足够的强度时，水分过早的蒸发还会产生较大的收缩变形，出现干缩裂纹，影响预制构件的耐久性和整体性，所以预制构件浇筑后初期阶段的养护非常重要。

3蒸汽养护存在问题及注意事项

3.1存在问题

由于我们长期从事水电行业对于蒸汽养护的接触比较少，一开始接触就给我们的工作带来了很大的麻烦，在不断总结和学习的过程中，扭转了被动的局面。由于电缆槽预制构件尺寸长1m，宽0.72m,高0.375m。两侧壁厚6cm，中间壁厚5cm,内槽有2%的坡度，槽间由Φ5cm排水管排水，浇筑难度较大，前期试生产阶段出现了表面掉皮，粘模，裂纹，表面出现蜂窝麻面，生产的构件外观质量很差。鉴于这些不足，我们及时调整生产工艺，一项一项分析原因，由于振动台震动频率太小，加之构件本身的结构限制，为了保证振捣密实，加长了振捣时间，并采用软轴插入式振捣棒二次复振，但是拆模后发现，预制构件表面掉皮，粘模，同时底部有砂石裸漏现象。经过分析，原因是由于过振导致漏浆严重，表层全是浮浆，附着在混凝土表层的水泥浆很薄，加上拆模时间较早，混凝土的前期强度较低，在拆模时很容易粘皮。同时蒸汽养护的过程中由于温度升降控制不到位，静停时间短，混凝土还没有开始初凝就开始升温，升温阶段升温速率过快，且不均衡，温度过高，湿度太小，蒸汽供应管道分布不合理，恒温阶段温度过高，恒温时间过长。降温阶段也出现了降温过快等原因造成了预制构件在拆模时出现表皮龟裂，底部由于浮浆厚，温度的突变导致起皮，表面酥松等问题。

3.2注意事项

（1）预制构件采用蒸汽养护的方法进行养护，是保证质量的有效措施，但是刚浇筑完的预制构件不宜立即用高温大蒸汽量，那样容易使混凝土固化产生缺陷，要循序渐进地提高温度来养护。

（2）预制构件蒸汽养护期间，应重点加强混凝土温湿度及时间控制，做好详细记录，并建立严格的岗位责任制。

（3）预制构件浇筑前，检查模板平面位置、高程、支撑等情况，控制好模板的组合，防止漏浆、崩仓等现象出现。

（4）预制构件振捣过程要充分、全面，保证预制构件表面光滑整洁，不得有蜂窝麻面及裂缝存在。

4蒸汽养护的阶段

经过分析，查找原因，我们对蒸汽养护做了部分试验与研究，掌握了蒸汽养护的控制原理及方法。蒸汽养护有4个阶段，包括静停阶段，升温阶段，恒温阶段，降温阶段。

4.1静停阶段

静停阶段，也叫预养期，就是预制构件在成型后蒸汽养护开始前在自然环境下放置一段时间，主要目的是保证混凝土在成型后其中的胶凝成份进行一定程度的水化反应，使预制构件具有一定的结构强度。经过试验发现过早的升温蒸汽养护会导致前期水化反应过快，反而破坏了混凝土后期强度的增长。那么什么时候开始加温，静停多长时间合适，这一难题就摆在我们面前，规范上讲蒸汽养护的4个阶段都不少于4个小时，升温前混凝土达到初凝即可进行蒸汽养护。那么就是说只要按照规范要求保证这个时间就可以加温，我看不然，从影响混凝土凝结的各项因素来讲，不同的混凝土配合比、水泥种类及所含成份、外加剂种类、砂石骨料的有机物含量、环境温湿度变化幅度，初凝时间会有很大的差异。通过我们对电缆槽预制件所使用的强度等级C25的二级配混凝土在不同气候条件下所做的试验发现，在9～10月份平均气温20℃以上，混凝土初凝时间在3～5小时，基本可以按规范所要求的4小时后加温相对应，可以按要求施工。但是11～12月份平均气温不足10℃，初凝时间在5～8小时，这样就不能进入升温阶段，过长的凝结时间直接导致生产周期延长，产量的下降。这样我们采用蒸汽养护的目的就大打折扣，怎样才能既不影响混凝土前期的水化反应，又能使凝结时间缩短。经过分析发现，由于我们使用的原材料并未发生大的变化，所以可以抛开原材料对水泥水化反应的影响，那就只剩下混凝土所处的环境温湿度的影响，那么我们可以设想一下，如果只要使环境温湿度达到和9～10月份相近的条件，问题就解决了，给这些预制构件制造一个小环境，如果重新建造保温措施，既影响工期又加大生产成本，由于混凝土没有达到初凝不能提前进行蒸汽养护，空置的蒸汽养护房就是最好的地方，里边的温湿度完全可以达到我们所需要的条件。我们先试验，在4间蒸汽养护房提前升温至10～15℃，将电缆槽成型构件和试验试件同时放入，由于冬季混凝土温度低，为了避免过高的温差给混凝土水化反应带来不利影响，选择了10～15℃的范围，在两小时后调整到15～20℃恒温直至混凝土达到初凝，通过对预制构件的试验，凝结时间在4～5小时可达到初凝，由于适宜的温湿度促进了预制构件凝结的加快，可以进行下到工序升温阶段。

4.2升温阶段

升温阶段是蒸汽养护预制构件结构强度及整体性能形成的主要阶段，所以升温阶段的养护参数需要大量试验确定和严格的温度控制，按照规范升温速度不宜大于10℃/h，主要控制升温速率，升温速率是调节预制构件强度硬化和热胀变形产生应力的纽带，由于混凝土导热系数小，混凝土内部温度滞后于蒸汽养护房温度，预制构件表层受热面积大，温度较高，硬化快，而内部受热少，形成由于表里温差产生的温度应力，当这种应力超过混凝土的硬化强度时，就会造成混凝土开裂，表面产生裂纹，破坏预制构件的整体性及刚度。因此要严格控制此阶段的升温速率，保证进入恒温阶段时蒸汽养护房温度不会过高，而影响预制构件恒温阶段蒸汽养护质量。

4.3恒温阶段

恒温阶段主要控制恒温的温湿度及恒温时间，对于预制构件来说，由于升温阶段经过加温促进了水化反应，在温湿度稳步上升的同时，混凝土的强度也在快速增长，如果此时混凝土在一个温湿度都很大的环境下，那么恒温温湿度越高，恒温的时间越长，混凝土的强度会快速增长，最终可以获得所要求的强度。但是预制构件长时间处在这种高温高湿的环境中，加快了水化反应速度，这必将造成预制构件在此时充分的完成水化反应，以致于电缆槽成型构件后期强度几乎不变化，或变化很小。一般情况下，混凝土在适宜的环境下其强度会持续发展，如果在恒温过程中过高的温湿度及较长的恒温时间会造成混凝土后期强度损失或其他特性的破坏。我们所生产的电缆槽预制构件，板的厚度不足10cm，所以更应该控制好恒温温度及恒温时间，通过向梁场，板场借鉴他们的蒸汽养护经验，最终确定恒温温度为55±5℃，恒温时间为3小时。对此我们进行了前期试验，按照所确定的恒温参数，电缆槽成型构件和试验试件在经过静停阶段，升温阶段后开始恒温阶段。在恒温过程中为了避免温度高于所确定的参数，对每间蒸汽养护房安装的表式温度传感器随时监测，避免4间蒸汽养护房温度不均衡，并且加大了测温次数，直至恒温结束进入降温阶段。

4.4降温阶段

降温阶段也是不能忽视的一个环节，由于预制构件导热系数小，在降温过程中，表层降温快，收缩快，内部较慢，这时要是温湿度迅速下降，又会造成混凝土表里产生温差，而产生温度应力，虽然此时混凝土已经具有了一定强度，但是当这种应力过大超过混凝土强度时，也会造成混凝土裂缝的产生。因此降温阶段应缓慢的停温降温，同时保持湿度。

蒸汽养护结束后，要立即进行洒水养护，对于冬季施工浇筑的混凝土要采取覆盖养护，当平均气温低于5℃时，要按冬季施工方法进行养护。自然养护应对混凝土采用覆盖洒水措施进行潮湿养护，也可在混凝土表面处于潮湿状态时，迅速采用麻布、草帘等材料将暴露面混凝土覆盖或包裹，再用塑料布或帆布等将麻布、草帘等保湿材料包覆。应尽量延长混凝土的包覆保湿养护时间。

经过4个阶段预制构件的强度已经发生了巨大变化，通过对拆模后电缆槽预制件的外观观察，拆模时没有出现粘模，掉皮，掉角的现象，个别的几块由于表层浮浆厚，有明显的收缩痕迹和小面积的细纹，没有发现裂缝，总体蒸汽养护效果较好。

由蒸汽养护与标准养护对比曲线可以看出，蒸汽养护过后1d试件抗压强度高于标准养护1d的抗压强度，但是设计龄期28d标准养护试件抗压强度高于蒸汽养护的抗压强度，标准养护和蒸汽养护28d试件抗压强度均高于设计强度。

5结语

通过试验我们得出了结论，根据不同的施工环境，所选混凝土配合比，预制构件结构，合理确定蒸汽养护参数，在蒸汽养护的4个过程中，依据试验所确定的各个阶段的参数，严格控制养护的各个环节，使生产的预制构件达到理想的效果。虽然蒸汽养护可以在短时间内提高混凝土强度，加快生产效率，节约成本，但是由试验也可以发现蒸汽养护对混凝土的后期强度及其他特性带来的影响是不可否认的，单纯的追求早强、速度，而忽略蒸汽养护的质量，将会适得其反，粗糙的控制还有可能带来大的质量隐患。

蒸汽养护在现今建设行业广泛采用，梁厂，板厂，其他预制构件厂的应用，带来的经济效益是显而易见的。蒸汽养护的技术也是比较复杂的，我们通过电缆槽预制件采用蒸汽养护技术，一步步摸索，总结了自己的一套经验，今后解决这方面的问题有了依据。

参考文献：

【1】《铁路混凝土工程施工技术指南》TZ210-2005

【2】《铁路路基电缆槽》（图号：通路（2008）8401）

【3】《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设〔2005〕160

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。