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4.3 混凝土的生产

4.3.1 加热养护

预制混凝土构件的硬化阶段取决于生产计划中混凝土到脱模阶段的时间分配。如果时间很短，例如4小时，那么最好通过加热来保证硬化。在这种情况下，通常使用一种凝结时间较长的混凝土，使其保持可用，然后在必要时加热，以加速水泥在混凝土中的反应，直到达到所需的强度。关于热处理的DBV状态报告和关于该主题的DAfStb指令描述了可用于此目的的方法(参见[322])。

最简单的方法是使用蒸汽（实际上是热水蒸汽），除了锅炉，蒸汽不需要其他大型设备，基本上只需要防水布或其他形式的覆盖物。应注意确保混凝土表面不会被滴水凝结物冲走，防水布及以下的温度相同。对于长部件，需要在不同位置安装多条蒸汽管线。

热空气处理法与蒸汽法类似。与下面描述的所有其他热处理方法一样，重要的是要确保混凝土表面不干燥，这是通过覆盖薄板或用水喷涂来实现的。在加热室内用红外灯加热的优点是红外辐射只加热有关物体，只有较少的能量损失到周围环境。此外，恒温器使系统能够根据混凝土的温度轻松调节^[310]。

对于大型组件，各种方法的组合尤其有用。模具由传热介质(油、蒸汽、水)或电热丝加热，顶部保温以保持热量。

在高温（如30℃以上）下硬化混凝土，会增加水泥反应产物的数量，从而提高早期强度，但会减少有助于增加最终强度的水泥反应产物的数量。因此，热处理混凝土构件的最终强度低于由相同的混凝土混合物制成但储存在低温条件下的构件。如果组件在热处理开始前未设置好就存储，则这种效果会增强^[311]。图4.11中的曲线a显示了热处理的理想过程^[312]。根据这一点，总存储时间有必要设为10小时。

这对于实际操作来说通常太长了。的确，热处理是为了加快工作速度!因此，一般采用较短的热处理周期:图4.11曲线b和-随着湿混凝土预热-曲线c^[315]。然而，新的研究已经证实，混凝土构件的耐久性在恶劣的天气条件下会受到影响^[316]。请注意，这些研究是在发现户外卧式铁路枕木的损伤后进行的，这些枕木除了承受相当大的动荷载外，还暴露在潮湿和霜冻的影响下，而这些影响绝不会影响垂直立面元素或内部构件。

养护混凝土还包括冷却阶段。水分处理提高了混凝土表面的密度，从而加强了混凝土表面对二氧化碳、污染物以及水的吸收，同时也提高了混凝土的抗冻性和耐磨性。固化必须按照相应的DAfStb指令进行。然而，由于交货期限、存储空间不足或“超额预定”的起重设备等原因，湿处理很少能完成。

养护膜有时喷洒在湿的或新鲜的混凝土上。但是，在使用这种方法之前，重要的是要弄清楚以后是否要在混凝土表面涂漆，因为这种膜破坏了分散涂料的粘结性。然后需要合适的固化膜，例如最终分散的丙烯酸分散体，它与溶剂型涂料相容^[317]。

当然，外部构件的养护对构件耐久性的影响与混凝土配合比等构件一样大^[318]。客户需要有比DAfStb指令中描述的更广泛的固化措施，其决定了成品组件将受到的影响，所以必须在规范中将其定义为单独的项目。因此，随着预制混凝土构件制造的不断发展，应考虑到固化这些构件所需的组织和提供的设施。

4.3.2 硬化后混凝土表面的处理工作

与养护密切相关的是许多处理硬化混凝土的方法，首先是新浇混凝土，其表面骨料暴露。为此，通过弱酸、喷砂或喷水清除表面的水泥浮浆（图4.12）。

这其中的最后一种方法也是最简单的一种：只要混凝土还软，就可以把它表面的水泥渣冲洗掉。这是公开聚合完成的一种方法。我们在这里区分了两种处理方式，一种是只去除一层

细层并强调水泥浆体的颜色的轻处理，另一种是暴露粗骨料并主要对其外观的强化处理。只要混凝土的强度允许，通过推迟混凝土在待处理表面的凝结，就可以进行喷水。这是通过在模具上应用表面缓凝剂(负法)或脱模后将其喷涂到混凝土表面(正法)来实现的。预涂缓凝剂的纸卷也可以使用。在工厂里进行这项涂装工作可以保证相同的涂装厚度，从而保证一致的曝光深度。纸张被放置在模具中，并在水喷射前取出。在混凝土浇筑过程中，由于缓凝剂的饱和作用，必须确保纸张没有褶皱或折痕。表面深度的影响取决于不同缓凝剂的类型和涂层厚度,一旦组件核心的混凝土硬化到可以从模具中去除的程度，就可以用刷子和水喷射去除水泥浮渣。对于一些物质，一旦组件从模具中移除，并与空气接触，混凝土表面就开始硬化，但另一些则是在它们被水射流撞击后，物质才会被水稀释，而另一些则会永久抑制水泥的水化。

对先前硬化的混凝土表面进行喷砂处理[319]后，其外观与清水喷射相似，但暴露在外的骨料颗粒表面经该技术处理后略显粗糙，失去了原有的光泽。对于具有自然粗糙表面的粗糙集料及棱角分明的颗粒，这当然不重要。喷砂需要采取适当的防护措施，以保护周围环境不受粉尘污染。例如，喷砂帐篷。石英砂仍然被用于喷砂混凝土(相对于金属)，因为磨损的混凝土本身含有对肺有害的石英砂物质。出于健康原因，表面缓凝剂法已经在很大程度上取代了酸来清洗表面^[320]。硬化混凝土的表面可以通过其他方式进行处理：火焰清洗^[321]或机械石匠方法，如灌木锤击、碎石、磨削等(参见DIN 18500“Cast stones”)。所有这些方法的共同之处在于，它们将暴露在外的骨料颗粒分开，使这些具有不同外观的破碎表面显现出来。但是，这些技术是劳力密集的，只用于特别项目。除了磨削外，它们还会在剩余的表面产生细小的裂缝，然后用疏水物质密封。磨削可以用来制作非常高级的外墙，就像天然石材一样。然而，大型预制混凝土外墙需要庞大而昂贵的研磨设备。参考文献[323]描述了一种新的立面元素制作方法。

在石匠式表面加工中，通过浇注带肋的混凝土，然后用合适的锤子击碎肋，可以使成本更低。与锤击相比，断裂面更粗糙。图4.13显示了完工表面结构的示例。

4.3.3 混凝土构件的饰面处理

只有在特殊情况下，例如严重的化学腐蚀，才有必要给混凝土构件涂上饰层，使其具有必要的耐久性。任何用于建筑目的的饰层也应该提高混凝土的耐久性，所用的材料必须是耐碱、耐光(紫外线辐射)和防水的。当构件暴露在温度波动的环境中，饰层也必须对水蒸气具有渗透性，即以液体形式排斥水，但允许以水蒸气的形式从混凝土内部逸出。硅氧烷--一种介于单体硅烷和硅酮(硅酮过去常用于混凝土)之间的中间阶段的物质--满足这一要求，由于硅酮的小分子能穿透混凝土孔隙数毫米，并在表面形成拒水层。这种薄膜很薄，因此看不见;因此，混凝土表面的外观几乎没有变化。重要的是，要按照制造商的说明，均匀地、充分地涂敷这些饰层，以保证防水效果在整个表面上是一致的，在混凝土湿的情况下不会形成补丁。它们在紫外光下会慢慢降解，但这在实际应用中几乎没有关系，因为它们已经深入到混凝土中(因此通常建议使用两种饰层)。因此，我们可以假设，以这种方式涂层的混凝土表面，在去除所有灰尘沉积和增长后，大约10年后需要重新浸渍。硅氧烷在不直接暴露在阳光下的表面降解较少。

丙烯酸树脂比硅氧烷更能抵抗紫外线。此外，它们可以防止空气中二氧化碳的渗入，从而降低混凝土的碱度。保护钢筋不受腐蚀的主要是碱度。丙烯酸树脂溶液也可以与硅氧烷浸渍一起使用。这就产生了一种较厚的涂层，使表面呈现出一种颜色更暗、更生动的光泽，这种效果在使用彩色混凝土时尤其有益。雨水可以更容易地把用这种方法处理过的表面上的灰尘和污物冲刷掉。

在表面涂上溶液或分散剂（加入颜料），对混凝土的外观有更大的影响。这种涂层应用作为一种非常薄的薄膜(高达0.3毫米)时被称为密封胶。它们含有足够的颜料，可以改变混凝土的颜色，但不能掩盖其纹理，也就是说，它们就像釉面。它们可以用来补偿混凝土表面自然颜色的变化，同时提供保护，使混凝土表面的结构保持可见。

混凝土用不透明涂料的厚度大约是普通涂料的两倍，有多种颜色可供选择。它们主要以分散的形式存在。随着涂层厚度的增加，水汽渗透性变得更加重要，而分散剂的渗透性大于相同涂层厚度的溶液。

如4.2.5节所述，外部涂料的颜料应是碱性和阻燃剂。这些颜料通常是纯矿物颜料，其中一些是从稀土中提取的。不同于混合不同的颜料以获得一定的色度，用纯颜料制造颜料时，每批颜料的颜色不可能保持一致，因此，在可能的情况下，一个项目只应使用同一批颜料，在这个过程中，这种表面处理总是需要特别小心的。如果这种饰面在安装完成后再涂饰，则可以根据施工过程中由于不准确而导致的实际竣工尺寸进行调整，也可以掩盖较小的损坏。在预制混凝以避免差异。

适用于木材和金属的有机颜料涂层，没有必要需要足够的耐碱性。但有一种风险是，它们会比颜色柔和的涂层升温更大，并将组件暴露在更极端的温度下，从而导致更高的蒸汽压力。因此，这种光鲜的颜色应该被限制在较小的区域，或者以条纹的形式应用。

对内部组件的涂层材料的要求要低得多，因为它们不需要抗紫外线，而且在大多数情况下无需大量脚手架就可以进行更新。在室内，水蒸气的渗透性没有外部成分那么重要。因此，用于室内使用的涂层材料相应地更便宜。预制混凝土构件在安装完毕前不得涂装，以免在运输、储存和安装过程中产生污染和损坏。

图 4.14

油漆不是唯一可能的饰面;石膏、打底和石材或瓷砖饰面也可在预制车间完成(图4.14)。在运输和安装土构件表面粘贴瓷砖或者类似构件时，检查胶粘剂是否与释放剂相容是十分重要的，并且保持永久弹性，目的是为了防止材料任何一边的铰接因热膨胀性能的不同而造成材料的损坏。另外瓦片也应保持小一点的尺寸，并且用永久弹性接头隔开。

4.4 钢筋的安装

4.4.1 钢筋和钢筋网

通常，约20%的预制混凝土构件的总成本可归因于钢筋。因此，应该得到重视。在这种情况下，一方面必须考虑结构计算的要求，另一方面必须考虑混凝土保护层的经济布局要求。

有关加强预制混凝土结构图纸上钢筋的正确恰当的描述要求，概述于[324]。图4.15显示了预制混凝土构件工作图的标题块。可能有必要，特别是在柱、槽口梁端或在承重铸件附近，用平行线和所有按比例显示的弯道绘制更大比例的钢筋(图4.16)。当钢筋交叉或直接并排放置时，必须大约考虑肋筋的实际外径。比公称直径大20%。连杆放置在几个图层面板(如在corbels)，不仅放置在合适的地方很重要，而且“建设能力”也很重要。FDB第5号小册子(2005)(只提供德文)提供了宝贵的资料，说明在实际工作中经常遇到的规划和绘图错误。

DIN 1045-1定义了混凝土保护层的公差，以及由于潜在公差而产生的最小尺寸。这使得可以定义一个名义维度(=最小维度 允许偏差)。因此，对于最近的混凝土表面的余量以及保护层必须在元件图纸上指定。经验表明，混凝土保护层不足往往是由于钢筋间隔不足造成的。因此，应该只使用符合DBV关于bar垫片传单的bar垫片(请参阅DBV uCon- crete典范做法”)。

如果使用刚性模具时，钢筋垫片太柔韧(如塑料)或负载过重而被压扁，则钢筋垫片在脱模后会回到原来的形状，并推开水泥的外层。在模具中有软层的地方，如外立面板表面有纹理的情况下，可以用条形垫片压入内层。在这种情况下，有必要挂起所有横梁上的钢筋。

如果使用刚性模具时，钢筋垫片太柔韧(如塑料)或负载过重而被压扁，则钢筋垫片在脱模后会回到原来的形状，并推开水泥的外层。在模具中有软层的地方，如外立面板表

面有纹理的情况下，可以用条形垫片压入内层。在这种情况下，有必要挂起所有横梁上的钢筋。

预制工厂一般使用符合DIN488的BST500 S级钢筋。近年来，由于预制混凝土结构中有许多用于连接的浇注件，因此只使用可焊钢是预制混凝土结构的一大优点。

线形构件如梁、柱的钢筋笼一般在模具外装配，即预制，而楼板的钢筋一般直接固定在模具内(双T单元、预制板、空心板)。

在模具内装配梁或T形梁的钢筋需要打开剪切连接笼，以简化纵向钢筋的固定。所谓的更紧密的杆，就是固定在顶部关闭开放的剪切环节。如果将直杆放置在连杆外，则利用焊接纵杆组成保持架的剪切连杆更容易堆放(图4.17)。

直接从线圈上固定钢筋是一种技术，目前已经在许多预制工厂中使用，特别是对于较小的钢筋直径(6-14毫米)。没有浪费，工作实际上可以不间断地进行。几个直径是永久可用的(图4.18)。与较大直径的钢材相比，每吨小直径钢材的加工成本相比尤其高。

DIBt可以批准使用卷钢，这意味着没有什么可以阻止这种做法在德国的广泛使用。卷装钢筋的制造商和加工厂发表的第一份出版物显示了这一领域的发展是多么的繁忙;从1985年到1990年，卷装钢筋的需求增加了10倍以上，自那以后可能又增加了一倍。热轧带肋钢等级为S 500 WR，可直接从线圈上加工。适用条件与BSt 500 S级相同。

DIBt可以批准使用卷钢，这意味着没有什么可以阻止这种做法在德国的广泛使用。卷装钢筋的制造商和加工厂发表的第一份出版物显示了这一领域的发展是多么的繁忙;从1985年到1990年，卷装钢筋的需求增加了10倍以上，自那以后可能又增加了一倍。热轧带肋钢等级为S 500 WR，可直接从线圈上加工。适用条件与BSt 500 S级相同。

自1986年以来，还批准使用“BSt 500 NR级冷加工不锈钢带肋钢筋”直接从线圈直径可达14毫米。这种钢也可以焊接到非合金钢上。只有粘结性能与混凝土覆盖层有关;考虑到环境条件，没有必要增加这一数字。然而，它的高成本意味着这种钢只在特殊情况下使用，例如在高度腐蚀的条件下使用金银丝装饰元件或起动棒。

例如，从螺旋柱的线圈中直接对钢筋进行处理，长期以来一直是制作的标准，这导致了类似机器的发展。例如，用于制作方形或八角形柱和矩形梁的钢筋笼，成功地用于加固利雅得大学的预制混凝土构件(图4.19)。

资料编号：[3563]