陈昊
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摘要：随着经济的发展和人们生活水平的提高，人们对各式各样的建筑的数量提出了更大的要求。混凝土是土木工程建筑过程中常用的原材料之一。混凝土预制构件可以有效的提高建造效率，减少污染。混凝土预制构件在制造过程中需要进行养护，相比较其他养护方式蒸汽养护更加适合厂内制造。本文首先介绍混凝土预制构件和蒸汽养护的概念，接着探析蒸汽养护对混凝土预制构件的重要性，最后着重讨论蒸汽养护的各种方式极其优缺点和流程，并探究将来混凝土预制构件蒸汽养护的发展方向。
关键词：混凝土；预制构件；蒸汽养护
1、概念解析
1.1、混凝土
混凝土是现今最常用的建筑材料之一，由凝结料、颗粒物、水以及其他化合剂混合而成。混凝土的制作原料丰富且廉价，制作流程简单，具有高强的抗压性和较长的使用寿命。随着经济的发展和人们生活更加丰富，混凝土的使用量越来越大。混凝土不仅仅应用在普通的土木工程建筑中，也被广泛的应用在其它诸多领域，如“造船业、海洋开发”等。实践推动着技术的进一步创新，混凝土的制作原料、复合技术、使用方向也越来越多向化、新颖化。
1.2、预制构件
预制构件是指使用原始建筑材料提前制作的成型的，在建筑现场可以直接拼装使用的建筑构件，比如梁、板、柱以及其他装修配件等。混凝土是预制构件中最常用的原材料。相比较混凝土现浇的过程来说，混凝土预制构件的效率明显更高，可以节约大量劳动力，容易客服场地和季节的限制。根据制作场地可以分为现场预制和工厂预制；还可以分为普通混凝土预制构件和预应力混凝土预制构件。
混凝土预制构件大多采用工厂化制作，制作效率高，同时产品质量更有保证。工厂化统一制造能够充分保证产品结构力平衡、混凝土融合均匀、外形美观光洁。预制构件在工厂内制造可以有效减少施工噪音，减少环境污染利于环保。
1.3、蒸汽养护
蒸汽养护是指以制造蒸汽为热源使混凝土预制构件尽快硬化成型。按照使用蒸汽的压力不同可以分为长压蒸汽养护、微压蒸汽养护、无压蒸汽养护以及高压蒸汽养护。按照蒸汽形成的不同方式可以分为燃煤蒸汽养护、蜂窝煤炉蓄热养护、热水养护和电热蒸汽养护。
2、蒸汽养护工艺
2.1、混凝土预制构件蒸汽养护的重要性
混凝土预制构件的性能和混凝土原材料、配制方式和混凝土养护有着重要的关系。混凝土预制构件成型变硬的过程中，不仅需要合适的热能蒸发预制构件中水分，同时要保持空气中的湿度防止构件破裂。当混凝土的原材料、配置方式以及其他条件相同的情况下，混凝土预制构件各项性能的优良性和它的养护有着特别大的联系。
部分地区的环境寒冷干燥，在自然条件下，混凝土无法顺利完成凝结，需要人为的加以辅助养护。根据研究发现，混凝土预制构件处于零度以下时，混凝土的水分将开始结冰不再蒸发，从而受到损害无法再硬化；处于零下十度及以下时，混凝土将停止水泥水化。在环境干燥的情况下，一方面混凝土水泥水化的进程放缓甚至停止；另一方面因水分流失过快而造成开裂。因此，混凝土预制构件需要人为制造相应的环境进行养护。
养护过程中最为重要的是前期养护。混凝土预制构件养护的温度、时间、湿度和养护方式影响着构件的硬度、使用寿命、抗压性以及其他性能。蒸汽养护可以提供最基本的热度和湿度，并且蒸汽压力、温度和湿度的可调性比较灵活简便。
混凝土养护工艺处蒸汽养护外，还有喷涂薄膜养生液养护、洒水自然养护、满水法养护等。不同的养护方法适用于不同环境不同情况下的混凝土制作。预制混凝土构件在工厂内进行，场地较有限。可集约操作性强，使用蒸汽养护更为方便高效。
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2.2、蒸汽养护的方式
2.2.1、燃煤蒸汽养护
燃煤蒸汽养护大多使用于北方寒冷地区。建造蒸汽锅炉房制造蒸汽，通过输送管运输。燃煤蒸汽养护是前些年来常为使用的一种养护方式，操作方式较为简单，可行性强。但是，一方面，锅炉房和运输管的建造需要消耗大量的资金；另一方面燃煤产生蒸汽的同时也会产生大量的二氧化碳、二氧化硫和PM2.5等污染气体，造成环境污染，不符合现今绿色环保的发展理念。且养护过程中需要工作人员全程看护，产生较大费用负担。
2.2.2、蜂窝煤炉蓄热养护
蜂窝煤炉蓄热养护大多使用于南方地区。直接将蜂窝煤炉放置在混凝土物体中间来制造热量，可操作性强。但并不能保证湿度，适合自然环境比较湿润的地区，适用范围有限。同时蜂窝煤的燃烧也会产生许多的污染气体，并且会产生一氧化碳这种对人体有害的气体。
2.2.3、热水养护
热水养护是指直接将热水泼洒到混凝土物体上，热水可以通过电或者煤加热。大多用于冬季，可以同时提供需要的热量和湿度。但是水散热很快，蓄水和排水需要耗费大量的时间和精力，效率较低。并且会耗用大量的水资源，不适合大范围长时间的使用。
2.2.4、电热蒸汽养护
电热蒸汽养护是指通过电能来产生蒸汽，是近些年形成的蒸汽制造方式。相比较燃煤、蜂窝煤蒸汽制造方式，电热制造蒸汽运用时间较短，并且需要较高费用，利润小。我国的风能和水能比较丰富，可以产生丰富的电能，清洁无污染，符合现今社会的发展观念，具有一定的可行性。在“金山银山不如绿水青山”的社会观念下，人们对社会效益的追求必然会重于对经济效益的追求，电热蒸汽养护符合现在的绿色发展观念，将会成为越来越多人的选择。如何更简易更精细的测量与控制蒸汽的湿度和温度，仍需要进一步的探索。
3、蒸汽养护的流程
混凝土预制构件蒸汽养护的流程大致分为四个过程：预养期、升温期、恒温期、降温期。预养期是指混凝土在浇筑完成之后静置养护的过程，这一过程是为了使混凝土内部的气泡散发出去以达到一定的稳固结构，这一时期蒸汽压强控制0.4～0.5MPa。混凝土预制构件经过初始的预养期后，预制构件的表层会出现水，这时进入升温期。以合适的速度进行蒸汽升温，气体和水分才能在混凝土预制构件内形成定向流动。这个时段的养护决定着混凝土预制构件硬度的可塑性。进下来进入到恒温期，这是混凝土预制构件硬度再次增长的时段。期间，水泥的水化反应比较强烈，水分和气体会继续产生膨胀，预制构件的硬度在慢慢增加。降温期一定要控制好速度，过快的降温会导致预制构件的开裂。混凝土预制构件的制造对养护过程的温度湿度和时间提出了特别精细的要求。升温和降温速度的控制和预制构件各项性能有重要的联系，如何更好更简易的控制温度和湿度的变化，最大限度的防止构件开裂，提高成功率，达到硬度和持久性的平衡，仍然需要工艺更进一步发展。
总结
混凝土预制构件进行养护是必须的，对于集约性的工厂制造，蒸汽养护方式效率和效益都很客观。随着社会的发展，绿色环保的发展观念对蒸汽养护的方式也将提出更高的要求。电热蒸汽养护使用的时间较短，但更符合绿色发展的观念。虽然目前电热蒸汽养护仍然存在很多缺陷需要攻克，但我国丰富的电能和风能为其大范围的使用提供了可能。
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论文作者:陈昊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/16
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