【文章內(nèi)容簡介】 ？目前工程中使用的減水劑的主要目的，是減少混凝土用水量，降低水灰比，節(jié)約單方水泥用量，并改善其和易性。實踐證實，使用減水劑在技術和經(jīng)濟上取得的效果，是非常顯著的。為什么只用減水劑對混凝土能起到減水西歐愛國和節(jié)約水泥呢？沒有摻用減水劑的混凝土，各種生料加水拌和后，水泥顆粒即被水墨包裹，由表及里，由淺入深地使硅酸鈣礦物質（主要成分是C3S和Ｃ2S）開始水解和水化，生成硅酸鈣水化物和Ca(OH)2,這些新生物逐漸凝聚，而這種凝聚力遠遠大于水對水泥顆粒內(nèi)部的浸潤能力，使水化和水解產(chǎn)生阻滯作用。新生物環(huán)繞于水泥顆粒周圍，縮小了水泥顆粒的水化表面和水化深度。實質上水泥顆粒內(nèi)部已形成沒有水化的“核”，試驗證明，經(jīng)水化的僅是水泥顆粒表面很微薄的一部分。水泥顆粒最大粒徑約為88微m/(1微m=1/1000mm),平均粒徑約為30~40微m，各齡期水化深度如下：　　　　　齡期（d） 水化深度（微m）　　　　　　　　１　　　　　　　　　　　　　　　　　　 7 　 28 　 150(5個月) 180(6個月) 5~15 由上可知，６個月的水化深度僅達水泥粒徑的１／４，水泥效應并沒有充分發(fā)揮，潛力還很大。此外，水泥凝聚結構在凝聚過程中，還包圍了一部分游離水，沒有起到改善水泥漿體的流動作用。凝聚體本身具有一定的抗剪強度，流動性差，為獲得適宜的工作度，必須加大用水量。但所加入的水與水化作用無關，僅為操作要求，使混凝土的應有強度降低。為不使強度降低，就需增加水泥來補償。減水劑是表面活性材料，因而也稱“表面活性劑”。摻入水泥漿后，水泥粒子因吸附減水劑的陰離子而帶電荷，致使粒子周圍的水產(chǎn)生極性，同性離子相斥，阻止了水泥相鄰離子的相互接近、引起分散和分離效果，從而提高了水泥顆粒的吸附和擴散作用，抑制了水泥漿體的凝聚傾向，增大了水泥顆粒與水的接觸面積，使水泥得以充分水化。在其擴散水泥顆粒的過程中，同時放出了凝聚體所包圍的游離水，改善了和易性，減少了拌和量，相應地也就降低了水灰比，為節(jié)約單方水泥用量和提高強度創(chuàng)造了條件。由于減水劑是一種新型材料，對其減水機理，目前尚存在不同看法，其產(chǎn)生工藝和理論，都處于研究發(fā)展階段。？混凝土的二次振搗與混凝土的重復振動是兩種不同的概念。當混凝土初凝后，水泥石晶體結構已開始形成，若再受到振動，稱為重復振動，重復振動將破壞晶體結構，降低強度。二次振搗是指混凝土澆筑后，在一定時間內(nèi)的振動，一般為澆筑后１～４h，即在混凝土初凝之前（接近初凝時），此時混凝土塌落度雖已消失，喪失了流動性，但仍處于塑性狀態(tài)，混凝土晶體結構經(jīng)二次振搗雖破壞，但仍能閉合。二次振搗具體的適宜時間，需根據(jù)水泥品種、水泥用量、混凝土的塌落度和氣溫等因素決定。試驗證實，混凝土經(jīng)二次振搗后，可以提高水平鋼筋的握裹力，豎向鋼筋的抗拔力，增大水密性和提高抗壓強度。混凝土經(jīng)二次振搗后，為什么能改善其物理力學性能呢？簡要機理如下：　混凝土拌和物由于存在自重壓力和各礦物顆粒之間的粘滯力，具有內(nèi)摩擦力，但這種內(nèi)摩擦力能隨振動情況而降低或消失（詳見“５８，為什么混凝土要振搗”），從而使混凝土趨于液化，獲得流動性，即使振動消失，液化狀態(tài)并不立即消失。此時，骨料顆粒受自重作用逐漸下沉，水分和氣泡上升，這種物理現(xiàn)象一直持續(xù)到混凝土失去塑性（初凝之前停止），其結果沙漿與石子、水平鋼筋或埋鐵的下表面脫離，形成微小間隙，并在期間產(chǎn)生水膜或薄水層，降低了混凝土強度和鋼筋的握裹力。沿豎向鋼筋周圍，由于氣泡和水分的上升形成豎向微孔，從而降低了抗拔力。經(jīng)二次振搗后，破壞了這些水膜和微孔，使水分與沙漿重新獲得拌和，恢復原有的均勻性，使沙漿與骨料、沙漿與鋼筋重新黏合在一起，增加了密實性、抗?jié)B性和抗壓強度。由于二次振搗混凝土時已接近初凝，拌和物內(nèi)存在大量晶體和膠凝物，二次振搗僅是破壞其結構（骨架），但它能隨即閉合，所以振搗后進入初凝，其時間是短暫的，沒有再次出現(xiàn)沉實和水分上升的機會。據(jù)有關資料介紹，二次振搗可使水平鋼筋握裹力增加１／３，使豎向鋼筋初始滑動抗拔力提高１００％，使２８d后的齡期強度增加１０％～１５％。二次振搗的另一個優(yōu)越性是，當分層澆筑混凝土時，振搗棒插入前次振搗的混凝土上表面３～５cm深處，可破壞層間冷縫，形成整體連接。由于二次振搗目前仍處于研究階段，還沒有廣泛應用，缺乏經(jīng)驗和資料的累積。這是一項新技術，在使用以前，必須經(jīng)過試驗，慎重對待。22. 為什么振搗混凝土時不應振鋼筋和模板？當用機械振搗混凝土時，有的同志由于擔心混凝土露筋，或追求混凝土外觀質量，而將震動棒插入鋼筋骨架振鋼筋，或將振動棒壓在模板上振模板，這種做法是非常錯誤的。鋼筋在高頻率振動下，容易產(chǎn)生綁口松動（緩扣）、位移或變形，這樣就影響鋼筋在混凝土中正常的受力狀態(tài)。更嚴重的是，這種對鋼筋的振動，其振波將會傳播的很遠，波及已初凝的混凝土，使鋼筋與混凝土之間形成間隙，降低鋼筋在混凝土內(nèi)的握裹力。若是先張預應力混凝土，還會增大預應力損失。對初凝或已硬化的混凝土，強度也有較大影響（詳見“”）。此外，當遇有振搗器漏電時，振搗鋼筋還會導電，造成安全事故。模板在較大的震動荷載作用下，會造成模板、幫、帶、支拉桿間的松動，或連接螺栓的螺母緩扣，造成模板的游移變位。對墻板、柱之類的豎向模板，用振搗器震動，會加大模板的側向壓力，造成模板的崩裂或增大構件斷面尺寸，造成材料的浪費，這些都是不符合質量要求和施工操作規(guī)程要求的。 28. 為什么混凝土要進行養(yǎng)護?抗壓強度是混凝土的重要力學性能之一?；炷翉姸鹊脑鲩L不僅與原材料和澆搗工藝有關,而且與混凝土的養(yǎng)護條件也有直接關系?；炷翉姸鹊脑鲩L過程,實質上是水泥膠結材料凝結和硬化的結果。水泥的凝結和硬化,與水泥的水化作用是分不開的。水花作用的正常進行,與混凝土的所處環(huán)境條件是緊密聯(lián)系在一起的。這里的所謂環(huán)境條件,是指溫度和濕度兩個方面。自然界一切物質的分子,無時不處于運動狀態(tài)。溫度升高時,分子獲得熱能,運動加驟。水泥和水泥分子的水化作用也不例外,升溫可使水化反應中的水分子和水泥顆粒分子獲得熱能,運動速度加快,縮短形成水泥新生水化物中晶體——膠體體系的時間,客觀上就反映在混凝土強度的增長上。水是易蒸發(fā)物質,溫度升高時,水分子吸收熱量由液相氣化,這對混凝土內(nèi)水泥的水化作用是不利的。當水化作用時所必要的水——化合水不能得到保證時,作用速度減慢或停止。所以混凝土在凝結和硬化的過程中,要保持混凝土的濕潤狀態(tài),必須保持空氣處于潮濕狀態(tài)?？諝獾某睗袂闆r,通常以相對濕度來衡量。所謂空氣的相對濕度,是表示空氣所含水蒸汽就多,混凝土內(nèi)的水分就難于蒸發(fā),有利于水泥水化作用的進行。若混凝土處于干燥環(huán)境,混凝土內(nèi)水分蒸發(fā)過快,引起混凝土脫水現(xiàn)象,則出現(xiàn)表層脫皮起砂?；炷羶?nèi)部的水化作用因失水不能充分進行,引起晶體結構松弛、強度降低。所以對塑性混凝土，應在12h內(nèi)進行覆蓋養(yǎng)護，并有足夠的養(yǎng)護期。采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土不得少于7d，對摻用緩凝行外加劑或有抗?jié)B性要求的混凝土不得少于14d。其他品種水泥，養(yǎng)護期由其技術性能確定。 23. 什么是混凝土的自然養(yǎng)護和熱養(yǎng)護？混凝土的自然養(yǎng)護，是指混凝土灌筑完畢后，在大氣溫度不低于+5C和表面覆蓋澆水潤濕的條件下，按照要求的養(yǎng)護期所進行的養(yǎng)護工藝，對于塑性混凝土，應在澆筑完畢后12h內(nèi)進行養(yǎng)護，對于硬性混凝土，澆筑完畢后應立即覆蓋澆水養(yǎng)護。關于混凝土的養(yǎng)護期，可參見“”。混凝土的養(yǎng)護熱，可分為“濕熱養(yǎng)護”與“干熱養(yǎng)護”兩類?；炷恋臒狃B(yǎng)護是借助于熱源的熱能，經(jīng)介質的傳導、對流或光波輻射，將熱量傳遞于混凝土，并對混凝土周圍相對濕度加以控制的養(yǎng)護方法。所謂“濕熱養(yǎng)護”即“蒸汽養(yǎng)護”，是以鍋爐產(chǎn)生的濕飽和蒸汽為介質，并在進入養(yǎng)護池、炕窯時混以空氣，形成濕熱空氣。由于濕空氣溫度高于混凝土，當接觸混凝土表面時，濕空氣發(fā)生冷凝現(xiàn)象而液化，在液化過程中放熱（氣化熱），冷凝水在降溫過程中繼續(xù)放熱，這些放出的熱量，傳導于混凝土內(nèi)部而升溫，在較高的溫度、濕度條件下，混凝土迅速凝固、硬化，增長強度。濕空氣的濕度用“相對濕度”加以衡量。所謂“相對濕度”，是表示濕空氣接近于飽和狀態(tài)的程度。所謂“飽和”，是指濕空氣中，所含水蒸汽產(chǎn)生凝結水的極限狀態(tài)，即水分子繼續(xù)氣化，必有相同數(shù)量的蒸汽分子液化凝結成水。 所謂“干熱養(yǎng)護”，是指不以蒸汽為介質的熱養(yǎng)護。如紅外熱養(yǎng)護、熱拌混凝土熱?；驘峥火B(yǎng)護，太陽能養(yǎng)護、蒸汽排管干烘等。干熱養(yǎng)護理論的基本出發(fā)點，是在凝結前把混凝土內(nèi)的自由水很快地蒸發(fā)掉，即在混凝土尚未形成結構強度時，借助高溫熱空氣的作用和混凝土周圍介質相對濕度的降低，使水分迅速蒸發(fā)，這對提高混凝土抗壓強度是有利的。由于混凝土內(nèi)水分子在蒸發(fā)過程中的急劇運動，提高了Ca(OH)2的溶解度和濃度，加速了水泥在濕熱環(huán)境中的硬化速度，從而能縮短養(yǎng)護期。今天干熱養(yǎng)護工藝和熱養(yǎng)理論，雖已取得一些成果，但以濕熱養(yǎng)護為基礎的干濕結合的熱養(yǎng)工藝，以及利用太陽能干熱養(yǎng)護工藝的一些問題，有待進一步研究和提高。24　為什么蒸汽養(yǎng)護要有蒸養(yǎng)溫程？蒸汽養(yǎng)護是以飽和濕蒸汽和空氣混合體為介質，進行混凝土升溫的熱養(yǎng)工藝。人們把蒸養(yǎng)溫度的歷程稱為蒸養(yǎng)溫程。一般混凝土的蒸養(yǎng)溫程可分為預養(yǎng)——升溫——恒溫——降溫四個階段。對具有抗凍、抗?jié)B的混凝土，還須在蒸養(yǎng)之后，增加“后養(yǎng)”的階段。預養(yǎng)——自混凝土澆注成型至通氣升溫之前，混凝土在常溫條件下停放的過程，稱為預養(yǎng)。停放的時間，成為預養(yǎng)期?；炷翞槭裁匆?jīng)預養(yǎng)之后才能升溫？主要考慮混凝土在升溫過程中，由于混凝土表面與內(nèi)部溫度不同，水泥石，骨料，水，氣泡等各自的膨脹系數(shù)也不相同，若驟然升溫，會產(chǎn)生過大的溫度應力和溫度變形，造成裂縫和質量缺陷。經(jīng)過預養(yǎng)期，使水泥與水進行一定時間的水化反應，從而產(chǎn)生足夠的初始結構強度，以獲得抵抗變形和裂縫的能力。預養(yǎng)期的長短，須根據(jù)水泥品種，水泥用量，配合比，大氣溫度和升溫速度等因素決定，一般１～３h升溫——升溫階段是混凝土從蒸汽介質中獲得熱量，提高溫度的主要階段，同時也是混凝土在較高的溫度（６０～８０度）和濕度（相對濕度不低于９０％）條件下，水泥水化租用速度加快，引起過大的溫度應力和變形，以及因水泥石與鋼筋溫度變形的差異影響握裹力，對升溫速度須進行控制。一般混凝土升溫速度不宜超過２０～２５度／小時。對整體澆注的結構升溫速度，應根據(jù)混凝土的表面系數(shù)（注：表面系數(shù)指結構冷卻表面積與全部體積之比）和配筋情況確定。并規(guī)定蒸養(yǎng)混凝土最高溫度不得超過８０度。恒溫——混凝土升溫至一定溫度后，在保持溫度和相對濕度的條件下，混凝土的靜停時間稱為恒溫期。恒溫期與恒溫溫度有密切的關系，溫度高，水化反應速度快，恒溫期可短，溫度低，恒溫期則長。恒溫期一般為５～８h。在恒溫期內(nèi)，混凝土外層溫度同于周圍蒸汽溫度，并逐漸傳于內(nèi)層，加之內(nèi)層水泥的水化熱不易向外層釋放，從而獲得較高溫度。所以恒溫期是混凝土強度增長的主要階段。降溫——混凝土有恒溫溫度降至室外大氣溫度，這一過程稱為降溫階段。由于混凝土表面散熱快，降溫幅度便大，其內(nèi)部因混凝土導熱系數(shù)較小，熱量散失便慢些，造成表里降溫差值，當溫差過大時，表層急劇收縮易出現(xiàn)龜裂或裂縫和產(chǎn)生較大溫度應力，為此，須控制一定的降溫速度一般不大于２０度／h。后養(yǎng)——經(jīng)蒸養(yǎng)后的混凝土，水泥顆粒的水化反映并沒有結束，若過早的風干和脫水，對后期強度的增長是不利的。所以對集郵抗?jié)B、抗凍、高強度等級混凝土等，應繼續(xù)澆水濕潤進行自然養(yǎng)護，避免曝曬和風干。25　為什么冬季不宜直接用炭火熱養(yǎng)護混凝土？碳火可生成大量二氧化碳，過量的二氧化碳對混凝土是有害的。水泥經(jīng)水化作用生成硅酸鹽水化物和游離石灰如：　　　　　　　　?。矯aOSiO2+nH2O=2CaOSiO2(n1)H2O+Ca(OH)2游離石灰將與二氧化碳作用生成石灰石，稱為混凝土的“炭化”即： Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O新生的碳酸鈣（石灰石）將覆蓋與混凝土表面，形成一層石灰質保護殼，強度不高，但他彌堵了混凝土表面的微毛細孔，這對于混凝土的抗侵蝕能力是有利的，所以，有時對浸泡與海水中的預制構件，常采取在空氣中停放幾個月，待生成碳酸鈣保護殼之后，再放如海中，就是這個道理。但當二氧化碳的濃度過大時（大于15~20mg/L），則對混凝土產(chǎn)生不利影響，碳酸鈣保護殼與二氧化碳氣體和空氣中的水分繼續(xù)作用，生成易容于水的重碳酸鈣，從而削弱了混凝土的抗侵蝕能力。即： CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2所以冬季施工熱養(yǎng)混凝土，若采用碳火加熱時，因設置導煙系統(tǒng)，將煙排出至混凝土以外。這里需要指出的是，二氧化碳氣體無論濃度大小，對水泥都是有害的。因為水泥顆粒將會于空氣中的水分和二氧化碳作用而降低活性，甚至結塊變質。其原因也就是水泥水化新生物的游石灰炭化后，生成碳酸鈣的結果。26 什么是紅外線養(yǎng)護？什么是紅外線？顧名思義，“紅外線”是紅色以外的光線“。原來光線實質上都屬于電磁波，有可見光和不可見光之分。我們通常所能見到的光線，~，、X射線、（～１０００um之間）、微波、電波等，都是不可見的。在可見光線中，以紅色光線波長最長，而紅外線的波長又長于紅色光線，所以稱為“紅外線”。紅外線既屬光線，便具有光線的屬性，如光線的輻射與反射、光波傳導的方向性、光熱能的轉換、穿透性等等。目前可通過電能和液化石油氣或煤氣燃燒獲得紅外線。混凝土的任何一種熱養(yǎng)護和加熱方法，都是利用熱源的熱能，將熱量傳遞于混凝土，使混凝土升溫，達到養(yǎng)護的目的。熱傳遞的方式有三種：（１）傳導；（２）對流；（３）輻射。稱奇養(yǎng)護是通過介質熱蒸汽的凝結放熱，直接將熱量