大體積混凝土蓄水養(yǎng)護(hù)方法應(yīng)用

孫 斌

（甘肅第一建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730070）

我國(guó)建筑工程中常用的混凝土養(yǎng)護(hù)方法主要是人工混凝土養(yǎng)護(hù)和自然混凝土養(yǎng)護(hù)。自然混凝土養(yǎng)護(hù)方法簡(jiǎn)單易行，后期混凝土養(yǎng)護(hù)費(fèi)用不大，因而被廣泛應(yīng)用，但與人工養(yǎng)護(hù)方法相比，自然養(yǎng)護(hù)受施工環(huán)境自然條件的影響較大，因而人工養(yǎng)護(hù)方法也得到了一定的應(yīng)用。在大體積混凝土施工中，養(yǎng)護(hù)方法的選擇對(duì)施工項(xiàng)目質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。

大體積混凝土養(yǎng)護(hù)常采用內(nèi)部冷卻法。近年來(lái)，在大體積混凝土養(yǎng)護(hù)施工中，以混凝土表面覆蓋保溫材料為主。水泥地面覆蓋保溫層一般是薄膜和防火草簾，這種方式需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，才能獲得良好的養(yǎng)護(hù)效果。但在實(shí)際使用過(guò)程中，如建筑周?chē)h(huán)境溫度、混凝土保溫材料的質(zhì)量、數(shù)量以及混凝土表面是否完全覆蓋等，都會(huì)影響混凝土養(yǎng)護(hù)工作。對(duì)此問(wèn)題，大體積混凝土的建設(shè)者逐漸限制了混凝土的取材范圍，這樣既能對(duì)混凝土進(jìn)行有效養(yǎng)護(hù)，又能避免混凝土養(yǎng)護(hù)中出現(xiàn)二次污染等問(wèn)題。

1 混凝土養(yǎng)護(hù)問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因

在建筑施工期間，如果要進(jìn)一步提升混凝土早期及最終的力學(xué)屬性，不僅要注意混凝土拌合以及材料本身的質(zhì)量，還需要完成好混凝土后期的養(yǎng)護(hù)處理工作?；炷琉B(yǎng)護(hù)工作不到位，不僅會(huì)影響混凝土表面的品質(zhì)，還會(huì)給建筑物后期使用留下隱患。混凝土養(yǎng)護(hù)問(wèn)題產(chǎn)生的原因主要有以下幾點(diǎn)：第一，環(huán)境濕度較小時(shí)，混凝土內(nèi)部的水分需要通過(guò)內(nèi)部空隙揮發(fā)出來(lái)，從而導(dǎo)致混凝土表層出現(xiàn)疏松問(wèn)題。第二，混凝土養(yǎng)護(hù)持續(xù)性差，導(dǎo)致混凝土表面干濕存在交替現(xiàn)象，而混凝土強(qiáng)度比較低，會(huì)受到濕度的影響，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)干縮或者裂縫等問(wèn)題。第三，混凝土表面在強(qiáng)度增長(zhǎng)期會(huì)受到外部環(huán)境的影響，使其表面強(qiáng)度受到永久性損失。第四，表層混凝土的空隙和裂隙等問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋出現(xiàn)生銹的情況，一旦混凝土裂縫寬度和深度達(dá)到定值，會(huì)直接影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體使用壽命。

2 混凝土養(yǎng)護(hù)的相關(guān)規(guī)定

混凝土自然養(yǎng)護(hù)法指的是混凝土澆筑成型后，在自然環(huán)境下采取一定的保濕、防凍措施使混凝土自行獲得一定的強(qiáng)度與耐久性。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，混凝土在完成澆筑工作之后，需要在12h內(nèi)完成混凝土的覆蓋和保濕養(yǎng)護(hù)工作。一般情況下，硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等材料完成澆筑成型后需要7d以上的養(yǎng)護(hù)時(shí)間；若混凝土中增加了緩凝型外加試劑或者具備抗?jié)B性能的混凝土，需要14d以上的養(yǎng)護(hù)時(shí)間；混凝土養(yǎng)護(hù)期間澆水次數(shù)沒(méi)有具體要求，但是水量需要和拌制混凝土用水量相同，以保證混凝土一直處于濕潤(rùn)狀態(tài)。

3 混凝土養(yǎng)護(hù)作用

混凝土養(yǎng)護(hù)工作具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)價(jià)值?；炷劣不陂g，會(huì)受施工現(xiàn)場(chǎng)自然環(huán)境影響，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)水分快速流失問(wèn)題，中斷水泥水化過(guò)程。混凝土養(yǎng)護(hù)主要是為了避免混凝土表面產(chǎn)生干燥問(wèn)題，保證混凝土周?chē)３忠欢ǖ臐穸龋够炷帘砻嫠嗄軌蛩?，從而獲得混凝土的優(yōu)良性能。開(kāi)展混凝土養(yǎng)護(hù)工作，最主要目的是為混凝土提供最佳的溫度與濕度條件，避免混凝土脫水緊縮，同時(shí)，防止溫度緊縮而出現(xiàn)混凝土表層裂縫。

4 混凝土養(yǎng)護(hù)常用方法

傳統(tǒng)的混凝土自然養(yǎng)護(hù)方法是灑水養(yǎng)護(hù)，這種方法不僅能夠有效保障混凝土表面濕度，還能夠避免混凝土表面因脫水速度太快影響混凝土強(qiáng)度，避免因濕度不足導(dǎo)致混凝土裂縫問(wèn)題。灑水養(yǎng)護(hù)混凝土的方式不僅簡(jiǎn)單，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，得到廣泛應(yīng)用?；炷琉B(yǎng)護(hù)施工屬于建筑項(xiàng)目施工中的重要環(huán)節(jié)，選擇自然養(yǎng)護(hù)需要大量的混凝土養(yǎng)護(hù)水。我國(guó)的水資源雖然量大，但也日益短缺。為降低混凝土養(yǎng)護(hù)的用水量，制定了對(duì)應(yīng)的節(jié)水措施。使用保持新澆混凝土內(nèi)部水分免于蒸發(fā)的方式替換傳統(tǒng)供水養(yǎng)護(hù)方式，不僅能節(jié)約用水，還能夠?qū)崿F(xiàn)混凝土養(yǎng)護(hù)的目的。針對(duì)部分特殊結(jié)構(gòu)，不方便采取灑水養(yǎng)護(hù)的方式，可以選擇保水養(yǎng)護(hù)方法，該方法具備一定的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。隨著混凝土養(yǎng)護(hù)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，在灑水養(yǎng)護(hù)基礎(chǔ)上，又出現(xiàn)了很多新的養(yǎng)護(hù)方式，例如覆蓋物吸水保濕、滴灌補(bǔ)水和覆膜包裹等方式，不僅能夠簡(jiǎn)化混凝土養(yǎng)護(hù)工作量、減少混凝土養(yǎng)護(hù)耗水量，還能夠提高混凝土養(yǎng)護(hù)效果。

5 大體積混凝土工程概況

天源一號(hào)住宅小區(qū)項(xiàng)目1#樓，該項(xiàng)目建筑總面積為58 000m2，地上44層、地下3層，其中地上建筑為高檔公寓和高級(jí)寫(xiě)字樓，地下建筑為車(chē)庫(kù)和設(shè)備房。整個(gè)建筑項(xiàng)目的基礎(chǔ)底板呈現(xiàn)出規(guī)則的菱形，混凝土總量約為4 623m3，優(yōu)先選取商用混凝土C40P8，采取蓄水手段進(jìn)行混凝土地養(yǎng)護(hù)處理（如圖1），并由第三方測(cè)量混凝土溫度。

圖1 筏板蓄水養(yǎng)護(hù)施工

5.1 混凝土蓄水深度估算

根據(jù)固定體積混凝土在固定時(shí)間內(nèi)，其內(nèi)部溫度高于表層溫度的情況下所釋放的總熱量及混凝土流失出去的熱能，可以得出保溫層的厚度。在養(yǎng)護(hù)混凝土期間，施工人員還能夠充分利用水的低導(dǎo)熱系數(shù)，在混凝土表層撒上水分，進(jìn)而有效達(dá)成混凝土隔熱保溫的效果。此外，施工人員還應(yīng)該盡可能減少混凝土內(nèi)表與外界間熱量交換。在計(jì)算期間，進(jìn)一步減少混凝土底板厚度不同引發(fā)的計(jì)算偏差，依據(jù)混凝土底板厚度最大值以及《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50496-2018）中的有關(guān)公式，估算不同時(shí)期的混凝土里表溫度，見(jiàn)表1。

表1 混凝土不同齡期里表溫度

將上述的計(jì)算數(shù)值代入式（1）：

其中：hw-蓄水深度，m；

x-蓄水養(yǎng)護(hù)時(shí)間，h；

M-混凝土結(jié)構(gòu)表面系數(shù)，m-1;

TMAX-混凝土計(jì)算最高溫度，℃；

T2-混凝土計(jì)算表面溫度，℃；

Kb-傳熱系數(shù)修正值；

λw-水的導(dǎo)熱系數(shù)，取0.58；

TJ-混凝土澆筑溫度，℃；

mc-混凝土中膠合料用量，kg/m3;

Q-水泥28d水化熱，kJ/kg。

可以得出，混凝土蓄水厚度在21～25cm的區(qū)間內(nèi)，可以有效確保工程中混凝土內(nèi)表溫差不超過(guò)25℃。在實(shí)際施工當(dāng)中，可以按照最高計(jì)算結(jié)果進(jìn)行蓄水，并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行調(diào)整。

5.2 測(cè)溫點(diǎn)的布置與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析

施工項(xiàng)目的測(cè)溫點(diǎn)布置需要符合《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50496-2018）要求，總共布設(shè)11個(gè)平面位置，每個(gè)垂直位置布設(shè)5點(diǎn)，因此，總布設(shè)點(diǎn)為55個(gè)，詳見(jiàn)圖2、圖3。

圖2 測(cè)溫點(diǎn)垂直布置

圖3 測(cè)溫點(diǎn)平面布置

一旦混凝土澆筑結(jié)束，要實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度變化狀況，一般而言，溫度變化時(shí)長(zhǎng)和計(jì)算值保持統(tǒng)一，詳見(jiàn)表2。

表2 混凝土實(shí)測(cè)溫度

混凝土測(cè)溫期間，其內(nèi)外表溫度基本都控制在25℃以?xún)?nèi)，并且降溫速度相對(duì)平緩，滿(mǎn)足施工要求。混凝土養(yǎng)護(hù)期間出現(xiàn)的水蒸氣流失問(wèn)題，進(jìn)一步減少水位，大幅度提升混凝土表面流失速率?；炷羶?nèi)外溫差最大值在混凝土澆筑結(jié)束后的第98個(gè)小時(shí)能夠達(dá)到26℃，此時(shí)，需要及時(shí)加大蓄水深度，并控制好混凝土內(nèi)外溫度差，保證混凝土里表溫差滿(mǎn)足混凝土養(yǎng)護(hù)需求。

6 結(jié)語(yǔ)

在混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，需要根據(jù)具體情況調(diào)整蓄水深度，控制里表溫差，避免因施工材料、人為因素影響混凝土的養(yǎng)護(hù)。同時(shí)，最好在計(jì)算數(shù)值的基礎(chǔ)上增加5～10cm，設(shè)置擋水墻，避免由于蓄水滲漏而造成缺水。通過(guò)增大水箱的流動(dòng)性，增加混凝土與水箱間的熱量交換，在水箱內(nèi)及時(shí)蓋膜，避免因風(fēng)吹而造成混凝土開(kāi)裂。

采用蓄水養(yǎng)護(hù)混凝土的方法不僅能有效解決混凝土施工中存在的問(wèn)題，提高混凝土后期的使用性能，而且可通過(guò)蓄水實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用，減少混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中資源浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染。