养护技术对商品混凝土性能的影响研究
时间：2022-10-10 08:35:28
摘 要：本文针对影响混凝土养护水平的几个因素进行了深入研究，分析了各影响因素对混凝土性能的影响，最后通过工程实例进行了验证。
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
前言
混凝土养护就是使已密实成型的混凝土进行水化反应，获得所需的物理力学性能及耐久性等指标的工艺措施。养护过程中主要是建立在水泥水化初期所需的介质湿度及温度条件。养护的目的就是保证混凝土的硬化以及水泥的水化达到一定程度，从而获得性能优良的混凝土。合适的养护能提高混凝土的强度、抗渗性、耐磨性、抗冻融性。如果混凝土养护不当，混凝土强度和耐久性将明显降低。当前我国存在着严重忽视混凝土养护的现象，特别是使用商品混凝土，施工单位认为混凝土的质量好坏皆有混凝土搅拌站负责，因此轻视混凝土的养护甚至对混凝土不进行养护，为此导致了混凝土质量的严重下降，同时产生了多起质量事故。特别是夏季和冬季施工时，由于受到气候影响较严重，如何养护部及时，混凝土出现了病害的现象更加频繁[1-4]。
一、养护对商品混凝土的重要性
根据试验资料可知[5-7]，商品混凝土的7d强度约为28d强度的65%~85%，因此，规范要求湿养护7天是合理的，最好能保持7天都不失水。根据我们的经验，在这7天中，时间越靠前，混凝土越容易失水，越容易形成缺陷，防止失水也越重要。3d强度约为28d强度的45%~60%，所以前3天防止失水尤为关键。前3天若不失水，之后继续浇水保湿至7天，从工程实际来看，效果都不错。而第一天则尤为关键，如果第一天失水过多，所造成的缺陷可能以后都很难弥补。我们发现有的工程第一天不注意保养，第二天才开始蓄水养护，养护结束以后，板面还是有很多的裂缝，分析其原因，是因为第一天已经有了裂缝的产生，这说明第一天的不养护致使粗大的毛细孔已经形成，难于愈合。所以，我个人认为：湿养护7天，关键前3天，最关键是第1天，因此，我们不管用什么方式保养，都要保证第1天达到不出现失水的问题。
影响养护的因素
1.温度
适宜的温度是混凝土养护的必要条件，如果温度过低，混凝土的水化反应就会减缓，如果温度低于0℃，混凝土中的水就会结冰，水化反应就会停止，混凝土就会受到冻害影响。但是，养护时并不是温度越高越好，如果混凝土浇筑时间为夏季，如果混凝土浇筑时的温度较高，养护温度也很高，容易造成混凝土的极限强度降低。低温养护的混凝土具有相对均匀的微结构，特别是混凝土空隙的分布较均匀。虽然在较低温度养护不能获得较高的早期强度，但最终导致高的极限强度。控制养护期间混凝土的温度是重要的，特别是在炎热天气下。
根据构件的尺寸，水泥含量，水胶比，环境条件，炎热条件下采取如下措施控制养护期混凝土的温度是必要的：①降低混凝土的浇筑温度；②覆盖有很好隔热性能的材料；③混凝土宜在晚上或白天较凉的时候浇筑；④对新浇筑混凝土的暴露面进行覆盖。
2.湿度
在混凝土拌合料中，粗集料占据混凝土的大部分体积，细集料填充在粗集料之间的空隙中。虽然水泥占据着较小尺寸的空隙，但它并不能完全填满那些空隙，结果，混凝土拌合料中就保留一些空隙，这些空隙被称为毛细孔。当混合料中加入水后，水填充了空隙的剩余部分。用水量超过了水泥水化所需要的水量，这些多余的水帮助增加新拌混凝土的工作性，并且其中一些用作自干燥。随着水化的进行，水化产物逐渐填充毛细孔。然而，水化产物并不能完全填充所有的空隙。水泥水化产物的体积几乎比原水泥体积大1倍。随着水化的进行，水化产物开始填充毛细空隙的空间，从而减少空隙空间，增加了空隙中的水压力，产生毛细现象引起水份迁移。水份趋向于迁移到与环境接触的混凝土表面的低压区，从而导致水化早期混凝土的湿气散失。混凝土湿度越高，水份迁移越快，而且增加蒸发的速率。过快的水份蒸发将导致空隙内的湿度低于饱和水平之下，从而阻碍水泥的水化，给混凝土的性能造成有害的影响。当混凝土内部相对湿度RH小于80%时，水泥水化将停止。然而，随着水化产物对空隙的填充，毛细管空间变得不连续了，当毛细空间足够不连续时，通过毛细行为向表面迁移水份将停止，由水份的扩散导致的水份散失开始。从新浇筑混凝土中泌到表面的水首先开始蒸发，当这些水完全蒸发后，通过毛细行为迁移到混凝土表面的水开始蒸发。如果水份的蒸发速率大于通过毛细行为迁移到混凝土表面的速率，混凝土就会出现塑性收缩裂缝，塑性收缩裂缝对混凝土的强度、耐久性以及混凝土的整个性能都是有害的。湿度、风速、混凝土温度和混凝土构件暴露部分的面积与混凝土构件的体积比对新浇筑混凝土的水份散失影响很大。
相对湿度越低，混凝土水份散失的速率越快，水份散失随着风速的增加而增加，环境温度和混凝土的温度越高，新拌混凝土水份散失的速率越快。蒸发速率随着构件的暴露面的面积与体积之比的增大而加快，因为暴露在环境中的面积越大，新浇筑混凝土的湿汽损失越高。美国混凝土学会《凝土养护方法》（ACI203-81）指出，当水从混凝土中蒸发速度超过0.5kg／m2·h时，由于塑性收缩，在混凝土表面形成裂缝是难免的[8]。在商品混凝土中，一般使用了较细粒径的矿物掺合料，如硅灰、粉煤灰和磨细矿渣等。因为矿物掺合料有较小的颗粒直径和高的比表面增加了混凝土的用水量。化学外加剂，如高效减水剂，减少了混凝土的用水量。由于矿物掺合料的火山灰活性和填充效应，某种程度上改变了混凝土的各种性能。再者，由于小的球形颗粒，在有高效减水剂存在的情况下，更容易分散并且填充水泥颗粒之间和周围的空隙，从而使混凝土拌合物能更好的密实。所以水泥和具有火山灰活性的矿物掺合料共同使用有助于获得更为密实的商品混凝土，矿物掺合料的火山灰反应以及改善颗粒分布的填充效应导致了硬化商品混凝土孔结构的大大改善，从而可以制得高强、高抗渗混凝土。商品混凝土的水份在混凝土浇筑后的最初24h损失最大（如图1所示）
图1 新浇混凝土的水分损失图2 养护湿度对混凝土强度的影响
图2显示了混凝土在湿养护条件下最初28d强度的增长较显著。养护通常在混凝土水化程度最小时结束，此后混凝土可以在没有任何保护的条件下，增长强度。一旦毛细孔变得足够不连续，毛细孔中的水就会存在于混凝土内而不用保护。从理论上说，水份迁移从毛细形为转为扩散以后，养护就可以停止。从毛细行为到扩散，混凝土中水份损失的转变时间取决于混凝土的配合比，环境条件和暴露面的面积与混凝土构件的体积比。
3.养护时间
养护时间对混凝土的长期性能有显著影响。对一给定的水灰比，混凝土强度随着龄期的增长而增加。然而，在湿养护一段时间后，强度的增长降低了。混凝土的养护期可以根据混凝土在固定温度下的养护时间来确定。实际工程中，混凝土是在温度不断变化的环境中养护的。养护期可以根据混凝土的成熟度来确定。混凝土的成熟度是基于强度发展是养护时间和温度函数的原理而建立的。成熟度是温度和时间的积。成熟度的概念仍然适用于商品混凝土。成熟度对建立商品混凝土合理的养护条件有一定的帮助，对确定达到一定成熟期的商品混凝土的养护时间是有益的。
商品混凝土的水胶比很低，并且由于矿物掺合料的使用其粒子分布较好，导致每单位体积拌合物中水泥基材料的空隙小得多。由于较少的空隙需要少的水化产物填充，所以同普通混凝土相比，商品混凝土中水化产物填充空隙的速度要快得多。因此，在同样养护条件下，同普通混凝土相比，商品混凝土由于毛细行为造成的水份损失的结束较早。商品混凝土水份的损失在最初的24h占主导地位。由于很低的水胶比，使用高效减水剂以及早期的水化速度快，商品混凝土较早的失去了水化的潜力。所以商品混凝土的养护期同普通混凝土比要短一些。但对硅灰混凝土延长养护期可以达到更佳的养护效果，混凝土的性能可达到显著的加强。
结论
在混凝土施工过程中，我们应该注意养护温度、湿度和养护时间的控制，只有合理的控制这三项因素，才能保证混凝土的性能。
参考文献
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