浅析真空吸水工艺在混凝土施工中的应用
混凝土 中冶京唐（天津）有限公司中级工程师 2010-01-18
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摘要：文章介绍了真空吸水工艺在混凝土构件施工中的应用方法，汉沽鑫源花苑工程楼面使用该工艺后，使面层龟裂现象得到较好的控制，并且降低了初始水灰比，提高了混凝土密实度，加快了施工速度，取得了一定的经济效益。
关键词：真空吸水工艺；混凝土施工；配套机具
混凝土真空吸水工艺是提高工程质量、加快施工进度的一种先进工艺，它是在浇灌、振捣、抹平后的混凝土表面铺上吸垫，启动真空设备，从混凝土中吸出游离水，以降低混凝土水灰比的一种方法。现在已经广泛用于道路及大面积工业厂房地坪、机场、港口、大坝等工程。
现阶段高层混凝土泵送在民建中普遍使用，泵送混凝土塌落度大、水泥浆多，施工中经常出现裂纹，业主对民用建筑工期要求很紧，质量要求高，为适应业主要求我公司在汉沽鑫源花苑工程中采用真空吸水工艺，取得了很好效果。
一、真空吸水工艺成型原理
真空吸水吸水工艺，就是用流动性比较大的混凝土，浇筑入模，然后用真空吸水设备，借助于大气压力与真空腔压力差的作用，排出混凝土拌合物中多余的水分和气体。
在进行真空处理时，在混凝土表面的真空腔便形成真空，真空的程度用真空表示，以pa为单位。随着真空处理时间的延续，混凝土中的部分多余水分和空气被排出，固相颗粒相互靠近，水分继续被挤压滤出，水泥浆浓缩，水灰比降低，混凝土密实不断提高。真空吸水处理后的混凝土，剩余水灰比不低于0.3，不会影响水泥的正常水化作用。
吸水密实工程分三个阶段，第一阶段，混凝土脱水量大，可达总脱水量的60%～70%，这个过程持续时间短，体积压缩达总压缩量的95%，混凝土的密实度显著增加。第二段，为挤压吸虑阶段，固相颗粒由接触进一步紧密排列。由于大部分游离水已脱出，水泥浆浓缩，混凝土的可压缩性显著降低，液相的连续性不断被破坏，以致固相承受的外荷载增大，水所承受的外荷载减少，因此脱水速度逐步减慢。第三阶段为渗漏阶段，脱水速度显著减慢，此时混凝土不再压缩，脱水密实过程基本停止。与此同时，可能发生地外部空气向混凝土内部渗透，增加推动水分迁移的压力，继续脱出一部分水，并形成空隙与贯穿毛细孔，降低了混凝土的密实度，特别是降低混凝土抗渗性。
二、工艺制作参数的选用
采用合理的工艺参数是保证真空吸水混凝土质量，提高施工效率的关键。真空吸水工艺主要包括真空度、真空处理延续时间和真空处理时间的振动制度等三个参数。
1．真空度：真空度表示真空吸垫中气压数值的大小，通常以负压数值来表示，用真空压力表测量，单位为pa.真空度愈高，脱水愈大，真空延续时间久愈短，混凝土愈密实，在实际施工中真空度一般为66.5～79.8kpa。若真空度低于53.6kpa，总脱水量较少，真空时间延长，效率相应降低。
2．b真空处理延续时间：真空处理延续时间域真空度、混凝土狗屁空的厚度、水泥用量及品种、混凝土塌落度和温度等因素有关，又直接影响施工效率和能耗，因而真空处理的重要参数。当真空度和混凝土的配合比一定时，构件厚度愈大，真空延续时间愈长。在66.5kpa真空度下，水灰比为0.6～0.65的混凝土。[Page]
此外，水泥用量愈多混凝土塌落度愈大，真空处理时间愈长。如采用保水性较大的火山灰水泥，需用真空时间和真空处理时间应适当提高和延长。
3．真空处理时的震动制度：用插入式振捣棒对梁混凝土进行振捣，用平板振捣器对板混凝土进行振捣。振捣后对混凝土进行真空处理。
三、真空吸水设备和配套机具
混凝土真空吸水处理设备主要有专用真空泵、吸垫和配套机具。
1．混凝土真空吸水装置。选用hzx60型混凝土真空吸水装置，主要结构包括主机和附件梁部分，主机由真空泵，电动机以及带有真空室和集水室的水箱组成。主机安装在可移动小车上。附件吸垫用软管与真空相连。为了加快生产进度，还可用两组或多组吸垫并联同时工作。
真空泵使用注意事项：（1）在真空泵启动前，应将真空室和集水箱中注满清水，检查软管、吸垫及接头有无损伤，吸水通道是否通畅，铺设的盖垫应伸出混凝土四周10cm；（2）启动时，应先检查动力箭头向是否正确，确保吸垫紧附在混凝土表面，真空吸水时间一般为每厘米1min左右，如出现“气蚀”现象，应停止吸水，另行处理以免影响机械性能及混凝土质量；（3）操作结束后要用清水洗水箱及吸垫，并坚持吸水孔是否堵塞，严禁用机械直接抽水。
2．选用s158号尼龙布作吸水过滤布，v82高强改性聚氯乙烯盖垫两大部分组成。盖垫是由透明的，单面带有半球凸头的气垫薄膜制成。使用时光面朝上，既为密封层，带有凸头的面，通过滤布压于混凝土表面，凸头之间的空隙形成真空腔，过滤布业可紧贴在凸头面直接缝合在真空吸垫上。在光面的中心安装有吸水管，连接真空泵，在真空垫的四周边粘有橡胶薄膜封边，真空处理过程中，始终贴于混凝土表面起封闭作业。保证盖垫具有良好的封闭性能。尼龙布能够阻挡吸水过程中水泥颗粒通过。盖垫中心设有弯头与真空泵用软管连接。
3．设备操作要点。第一步：真空室和集水室中都灌满清洁水，盖上盖板扣紧；检查软管、盖垫及接头有无损伤，尼龙布、吸水通道不堵塞；在已平整的混凝土表面上铺设尼龙布，然后将盖垫覆盖在尼龙布上，并向两边摊平，盖垫四周应伸出10cm；接上软管及电源。第二步：开动电动机并检查转向，电机风扇罩壳上的箭头指示正确的转向；确保吸垫紧密贴合在混凝土表面上，安装在真空室上的真空表读数为53.2～90.4kpa之间；真空吸水处理时间域混凝土厚度等有关检验数据一般式每厘米厚度1min左右，15cm厚度约为20min；达到预定时间后，掀起盖垫两个短边，露出尼龙布2cm，继续抽真空保持一个短时间，以除去残留水分。
4．配套机具及操作要点。（1）混凝土振动梁（振刮尺），真空吸水的混凝土塌落度大，便于振动，先采用插入式振捣器将梁振捣好，再用平板式振捣器将板振动好，然后采用振捣梁振平即可，考虑混凝土真空吸水处理过程中的体积压缩，铺料时应稍厚一些，以保证真空吸水后达到混凝土构件达到设计要求。但也不能过多，以免振动梁刮平时，表面浮浆流淌，造成浪费和影响质量；（2）混凝土表面抹光机：经过真空吸水处理后的混凝土表面密实、干硬，抗压立即进行抹光处理，必须采用机械抹光，采用mg80-1型手扶抹光机，使混凝土表面抹平，提浆、压实能大大提高混凝土表面的密实性和抗磨损性能，然后用叶片式抹光机抹平，达到表面光洁、整平、美观。[Page]
四、结语
通过真空吸水技术在工程中的应用，发现此项技术有以下特点：
1．加快施工速度。真空吸水的混凝土采用塌落度大的流动性混凝土拌合物，其浇筑、摊铺和振动时间较短便于操作。真空吸水后可立即进行抹光，缩短静停时间，减少季节与气候条件的影响，可缩短工期。
2．提高楼板构件质量。采用真空吸水工艺的楼板，混凝土密实、强度高，材质均匀，外形美观，保证质量。加上极限抹平、压实、提浆使混凝土表面的耐磨、抗渗、抗裂等耐久性能均有较大提高。
3．改善劳动条件。采用机械抹平压实抹光，代替手工操作，减轻了劳动强度，提高了效率。由于采用流动性混凝土，避免了长时间的强力振动，降低噪声，改善了工作环境与操作条件。
4．节约原材料，降低工程成本。采用真空吸水工艺与普通生产工艺相比，虽然增加了真空吸水设备费用，但减少了模板租赁费；每立方混凝土节约水泥30kg；施工速度快，可大大降低生产成本。
参考文献
[1]杨长友．真空混凝土工艺与设备[m]．中国铁道出版社．
[2]程作渭．混凝土真空脱水技术[m]．中国建筑工业出版社．
[3]赵昱东．高效真空过滤机技术进展及应用效果[j]．矿业快报，2005，（11）．
[4]邱凤山．混凝土真空脱水技术[m]．江苏科学技术出版社．
作者简介：王金伟（1977－），男，中冶京唐（天津）有限公司中级工程师，研究方向：建筑技术；赵莉（1978－），女，中冶京唐（天津）有限公司中级工程师，研究方向：工程经济；赵国祥（1973－），男，中冶京唐（天津）有限公司助理工程师，研究方向：建筑技术。
作者： 王金伟
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