混凝土養(yǎng)護(hù)工作對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響研究

趙紀(jì)，王安德

（1.安徽陽(yáng)光半島混凝土有限公司，安徽 淮南 232000；2.太湖瑞獅建材有限公司，安徽 安慶 246400）

0 前言

混凝土的宏觀組織是處于堆聚狀態(tài)的，其是由水泥與各種大不不同、形狀各異的集料顆?；旌隙傻模酀{凝結(jié)固化形成的“水泥石”在其中發(fā)揮著重要的粘合作用?？蓪⒒炷烈暈橛纱旨?xì)集料和“水泥石”混合而成的復(fù)合材料，對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)就是為了確保水泥的水化反應(yīng)在形成“水泥石”的過(guò)程中能正常進(jìn)行。本文探討了混凝土養(yǎng)護(hù)工作對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響，可供參考。

1 養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

養(yǎng)護(hù)溫度會(huì)在很大程度上影響混凝土強(qiáng)度的發(fā)展。曾有研究指出，混凝土養(yǎng)護(hù)溫度越低，其初期強(qiáng)度越差，而后期養(yǎng)護(hù)溫度在32～49℃的混凝土強(qiáng)度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于4～23℃后期養(yǎng)護(hù)溫度下的混凝土強(qiáng)度，這說(shuō)明初期養(yǎng)護(hù)溫度越低，其混凝土后期強(qiáng)度的衰減越小[1]。這主要是因?yàn)榧贝俚某跗谒磻?yīng)會(huì)影響水化產(chǎn)物的均勻排布，那些分布著較少水化產(chǎn)物位置的強(qiáng)度相對(duì)較差，這樣便會(huì)大大削弱混凝土的整體強(qiáng)度；而那些分布著大量水化產(chǎn)物的位置則會(huì)將牢牢裹住水泥粒子，影響水泥水化反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，水化產(chǎn)物便會(huì)隨之逐漸減少[2]。當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度不高時(shí)，因?yàn)樗嗨磻?yīng)較為緩慢，這樣水分便有充足的時(shí)間進(jìn)行擴(kuò)散，所形成的水化產(chǎn)物便有均勻地排布于水泥石中。然而，當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度低于4℃時(shí)，盡管可能提升混凝土后期強(qiáng)度，然而因?yàn)樗嗨磻?yīng)比較緩慢，這樣便會(huì)大大影響其早期強(qiáng)度，尤其是28d前強(qiáng)度的增長(zhǎng)，從而無(wú)法達(dá)到施工要求。因此，在具體的施工過(guò)程中，應(yīng)將混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度控制在5℃以上。P.Klieger在其研究中提到，在混凝土的早期養(yǎng)護(hù)存在一個(gè)最佳養(yǎng)護(hù)溫度，在最佳養(yǎng)護(hù)溫度下，混凝土在某個(gè)齡期的強(qiáng)度可達(dá)到最大值，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，快硬硅酸鹽水泥的最佳養(yǎng)護(hù)溫度是4℃左右，而硅酸鹽水泥則是13℃左右。

2 濕熱養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

在混凝土的凝結(jié)過(guò)程中，溫度會(huì)在很大程度上影響混凝土的后期強(qiáng)度。據(jù)相關(guān)調(diào)查證實(shí)，如果從攪拌直至溫度上升到99℃的時(shí)間不超過(guò)6～7h，或者從攪拌直至溫度上升至49℃的時(shí)間不超過(guò)2～3h，則必定會(huì)嚴(yán)重影響后期混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)。倘若溫度上升速度過(guò)快，則必定會(huì)大大降低混凝土的后期強(qiáng)度，其降低幅度甚至高達(dá)標(biāo)準(zhǔn)條件下混凝土養(yǎng)護(hù)的1/3，而且此種影響與水灰比呈正相關(guān)性，即水灰比越小，對(duì)其造成的影響越小，這一影響對(duì)于快硬硅酸鹽水泥更加顯著。曾有報(bào)道指出，對(duì)混凝土進(jìn)行濕熱養(yǎng)護(hù)可以有效地降低溫度的上升速度，從攪拌混凝土開始，直至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度，當(dāng)推遲時(shí)間足夠時(shí)，溫度的快速上升并不會(huì)造成不良影響，然而，倘若推遲時(shí)間不足，那么必定會(huì)大大影響混凝土的后期強(qiáng)度增長(zhǎng)，而且此種影響與養(yǎng)護(hù)溫度呈正相關(guān)性，即養(yǎng)護(hù)溫度越低，影響越小。因此，在對(duì)混凝土進(jìn)行濕熱養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中，可遵循推遲升溫養(yǎng)護(hù)原理，以便最大限度地降低早期高溫對(duì)混凝土強(qiáng)度造成的影響。目前，推遲升溫養(yǎng)護(hù)原理已經(jīng)被廣泛使用于混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)之中。據(jù)相關(guān)研究指出，對(duì)混凝土進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)16～20h的蒸汽養(yǎng)護(hù)干預(yù)，其強(qiáng)度可提升至正常情況下養(yǎng)護(hù)28d強(qiáng)度的70%～80%。這說(shuō)明蒸汽養(yǎng)護(hù)不僅可以大大減少養(yǎng)護(hù)時(shí)間，而且有助于增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度。另外，針對(duì)不同的水泥類型，蒸汽養(yǎng)護(hù)的最佳溫度也是有所差別，例如，由火山灰水泥和礦渣水泥配制而成的混凝土的最佳蒸汽養(yǎng)護(hù)溫度約為90℃；而由普通水泥配制而成的混凝土的最佳蒸汽養(yǎng)護(hù)溫度約為80℃。而且對(duì)于普通水泥混凝土而言，經(jīng)過(guò)蒸汽養(yǎng)護(hù)后再在正常條件下硬化至28d的強(qiáng)度要比一直在正常條件下養(yǎng)護(hù)感化至28d的強(qiáng)度低10%～15%左右。這主要是因?yàn)楦邷仞B(yǎng)護(hù)雖然可以加快水泥水化反應(yīng)速率，然而在水泥顆粒的外表過(guò)早形成的水化產(chǎn)物凝膠體膜層會(huì)抑制水分注入混凝土內(nèi)部，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，強(qiáng)度增長(zhǎng)反而下降。

3 大體積混凝土養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

大體積混凝土養(yǎng)護(hù)也是影響混凝土強(qiáng)度的一個(gè)主要因素，若想有效地控制好混凝土的強(qiáng)度，則必須做好大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。據(jù)相關(guān)研究顯示，大體積混凝土的峰溫會(huì)出現(xiàn)在澆筑后的1～2d，最大相對(duì)溫升往往出現(xiàn)在澆筑后的26h，溫度約為30℃；其最大里表溫差往往出現(xiàn)在澆筑后的34h，溫差約為28℃；而最大大氣溫差往往出現(xiàn)在澆筑后的36h，溫差約為29℃。這主要是因?yàn)樵诨炷劣不跗冢嗨磻?yīng)會(huì)釋放出大量的熱量，而混凝土的導(dǎo)熱性能較差，無(wú)法快速散熱。所以，在澆筑后的1～3d內(nèi)，大體積混凝土內(nèi)部溫度均會(huì)高于外部，此時(shí)，內(nèi)部混凝土?xí)霈F(xiàn)膨脹，而外部混凝土隨著氣溫的下降會(huì)出現(xiàn)收縮。因此，在進(jìn)行大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)盡量減少混凝土表面的熱擴(kuò)散和溫度梯度，避免出現(xiàn)裂縫；同時(shí)還應(yīng)盡量延長(zhǎng)散熱時(shí)間，將材料的松弛特點(diǎn)及混凝土強(qiáng)度的潛力充分地體現(xiàn)，以免混凝土因水泥水化熱產(chǎn)生的溫度差而出現(xiàn)溫度應(yīng)力裂縫。

4 混凝土施工養(yǎng)護(hù)控制注意事項(xiàng)

在混凝土施工過(guò)程中，為了最大限度地保證混凝土的強(qiáng)度，嚴(yán)格把控好混凝土養(yǎng)護(hù)的濕度與溫度就顯得非常有必要。在外界溫度超過(guò)5℃的情況下，通?？刹扇∽匀火B(yǎng)護(hù)，應(yīng)著重控制好混凝土的養(yǎng)護(hù)濕度，并及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行澆水和覆蓋處理，尤其是在溫度較高的情況下，在澆筑混凝土之后，應(yīng)及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋處理，以免水分過(guò)多蒸發(fā)。同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格把控好灑水次數(shù)，以覆蓋物濕潤(rùn)為宜，針對(duì)不同品種水泥配制而成的混凝土，其灑水天數(shù)也是有所差別的，通常來(lái)說(shuō)，針對(duì)有抗?jié)B需要或添加緩凝劑的混凝土，其養(yǎng)護(hù)時(shí)間最少為14d；而針對(duì)由礦渣水泥、硅酸鹽水泥或普通水泥配制而成的混凝土，其養(yǎng)護(hù)時(shí)間最少為7d。

在外界溫度不超過(guò)5℃的情況下，應(yīng)對(duì)混凝土實(shí)施濕熱養(yǎng)護(hù)或者可將抗凍劑加入混凝土中。針對(duì)添加了抗凍劑的混凝土而言，在對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中應(yīng)注意如下幾方面：首先，當(dāng)溫度低于0℃時(shí)，切不可進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)；其次，應(yīng)對(duì)暴露在外的混凝土表面進(jìn)行覆蓋處理，同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)易受凍害位置及結(jié)構(gòu)薄弱位置的覆蓋；第三，必須保證養(yǎng)護(hù)溫度大于抗凍劑規(guī)定的臨界溫度，倘若溫度小于臨界溫度，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行保溫或加溫處理。在對(duì)混凝土進(jìn)行濕熱護(hù)理的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)蒸汽養(yǎng)護(hù)的最高溫度、溫度上升速度和靜停時(shí)間加以嚴(yán)格把控。靜停時(shí)間主要取決于水泥的類型及外界環(huán)境溫度，通常情況下，針對(duì)由普通水泥或硅酸鹽水泥配制而成的混凝土，其靜停時(shí)間應(yīng)控制在2～6h范圍內(nèi)；而針對(duì)由礦渣水泥配制而成的混凝土，其靜停時(shí)間應(yīng)適當(dāng)?shù)卦黾?。通常?lái)說(shuō)，蒸汽養(yǎng)護(hù)的時(shí)間應(yīng)控制在18h左右，而蒸汽養(yǎng)護(hù)的最高溫度主要取決于水泥類型，針對(duì)由普通水泥或硅酸鹽水泥配制而成的混凝土，應(yīng)將蒸汽養(yǎng)護(hù)的最高溫度控制在80℃～85℃范圍內(nèi)；而針對(duì)由礦渣水泥配制而成的混凝土，則應(yīng)控制在90℃～95℃范圍內(nèi)。最好采用低壓飽和蒸汽，而且必須保證均勻加熱，同時(shí)必須及時(shí)地將冷凝水排出，以免混凝土結(jié)凍?？蓞⒖枷卤韥?lái)控制蒸汽養(yǎng)護(hù)的溫度上升速度。針對(duì)地下部分外墻的防水混凝土，如條件允許，可將多孔管設(shè)置于頂面，對(duì)其進(jìn)行淋水養(yǎng)護(hù)。防水混凝土應(yīng)主要采用晚拆模板，即5～7d后拆模，可事先松動(dòng)對(duì)拉螺栓，再實(shí)施灑水養(yǎng)護(hù)，以使墻外壁與模板之間能夠流入充足的水分。待拆除模板之后，還應(yīng)持續(xù)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)至14d，這主要是因?yàn)槟０寰邆浔?、保濕的功效，可以避免風(fēng)吹、氣候改變及陽(yáng)光照射等對(duì)混凝土造成干擾，避免混凝土出現(xiàn)裂縫。而針對(duì)地上部分的混凝土，通常應(yīng)將塑料薄膜覆蓋于其上，并對(duì)其進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，以保證其始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)。

混凝土構(gòu)件蒸汽養(yǎng)護(hù)升降溫速度控制

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在混凝土的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，影響混凝土強(qiáng)度的因素主要是濕度和溫度，因此，在養(yǎng)護(hù)混凝土的過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制好養(yǎng)護(hù)濕度和溫度，同時(shí)，應(yīng)根據(jù)外界環(huán)境實(shí)際情況，合理地采取養(yǎng)護(hù)措施，這樣方能最大限度的保證混凝土強(qiáng)度，有效地提升整個(gè)混凝土建筑工程的質(zhì)量，為發(fā)展我國(guó)建筑事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]董獻(xiàn)國(guó).淺談養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度及耐久性的影響[J].江西建材，2014（3）.

[2]楊占杰.淺談冬季混凝土強(qiáng)度的影響因素及養(yǎng)護(hù)措施[J].門窗，2016（6）.