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混凝土施工養護重要性及方法的解讀

混凝土施工養護重要性及方法的解讀

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如有侵權,請聯係刪除。養護對涉及混凝土的工程項目來說是影響質量的關鍵工序,是混凝土工程的不可缺少的一部分,而不是可有可無的細枝末節,養護工作也不僅僅是保濕、灑水等簡單的工序可以概括的。

 

如有侵權,請聯係刪除。

養護對涉及混凝土的工程項目來說是影響質量的關鍵工序,是混凝土工程的不可缺少的一部分,而不是可有可無的細枝末節,養護工作也不僅僅是保濕、灑水等簡單的工序可以概括的。然而,在實際工程中如果預算比較緊張,養護常常是首先被弱化的。雖然國家有相關的規範要求,比如GB 50204—2015《混凝土結構工程施工質量驗收規範》中有關於養護的內容,但是關於養護的重要性、具體的方法措施以及不同方法的效果和優缺點方麵的介紹比較少。為了使工程建設者和施工單位對養護有比較清晰的了解,在實際工程中采取合適的方法並最終提高工程質量,筆者查閱了一些文獻資料,通過對澳大利亞水泥混凝土與骨料協會發布的“關於混凝土養護”的文件解讀,介紹了養護的重要性以及現場養護的措施和方法,供相關人士參考。

1 養護的基本概念

養護是在水泥水化反應過程中控製混凝土內水分損失的速率和程度的方式。養護既可以是在混凝土澆築完成後進行,也可以在水泥混凝土製品廠產品的製造過程中進行,為水泥的水化反應提供時間。由於水泥水化反應需要的時間通常是幾天甚至是幾周而不是幾個小時,因此如果混凝土要達到其潛在的強度和耐久性,必須在合理的時間內進行養護。養護還可能包括溫度控製,因為溫度會影響水泥水化的速率。

養護時間可取決於混凝土設計要求,其使用目的和環境條件,即周圍大氣的溫度和相對濕度。養護的主要目的是通過在混凝土強度增長期間防止混凝土水分流失來保持混凝土的持續濕潤。

養護可以有多種方式,最合適的養護方式取決於施工現場場地或者施工方法。養護可以是通過防止混凝土中過多的水分流失,如:養護期間內不拆模;模板拆除後,用不透水膜覆蓋混凝土;使用合適的化學養護劑;上述方法的組合等4種方式。

養護也可以采用連續潤濕混凝土曝露表麵的方法,從而達到防止水分從其中流失的目的。蓄水養護或灑(噴)水養護就屬於這種類型。

2 養護持續時間對混凝土性能的影響

混凝土的強度受到許多因素的影響,其中之一是保持濕潤的時間,即養護時間。圖1表示不同養護情況下,混凝土抗壓強度與180d齡期時的強度對比。

由圖1數據可知,混凝土澆築完成後不進行任何養護措施(始終曝露在空氣中)相對於一直處於水養狀態下的混凝土,在180d齡期時前者的抗壓強度隻有後者的40%。即使隻進行了3d的養護,其抗壓強度也可以提升到60%,而保持28d養護下抗壓強度可以達到95%。因此,保持混凝土濕潤是提高混凝土最終抗壓強度的最有效方式。

混凝土早期迅速失水同時也產生相當大的早期幹燥收縮。不采取養護措施或者養護不充分是導致混凝土表麵弱化、起砂等低耐磨性能的主要因素之一。

混凝土耐久性受到很多因素的影響,其中包括抗滲性能和吸水率。從廣義上講,這些性能與混凝土的孔隙率相關,以及孔隙和毛細管是否是聯通的。雖然水泥石中的孔隙和毛細管的數量和尺寸與水灰比直接相關,但同時,也間接的受到養護程度的影響。隨著時間的推移,養護使水化產物部分或者完全填充了孔隙或毛細管,並因此降低了水泥石的孔隙率。圖2說明了不同養護時間對水泥石的滲透性能的影響,可以看到延長養護時間可以提高抗滲性能。

3 養護方法

混凝土養護的方法大致分為:(1)減少混凝土中水分流失,例如覆蓋相對不透水的薄膜;(2)通過持續對混凝土曝露表麵進行潤濕來防止混凝土水分流失;(3)通過保持混凝土表麵潤濕並同時提高溫度,從而提高水化速度,這種方法通常應用於預製混凝土產品,不在本文討論範圍之內。

3.1 不透水薄膜養護

3.1.1 模板

不拆模是一種有效且低成本的混凝土養護方式,特別是在混凝土早齡期。在非常炎熱的天氣下,可能需要對木模板進行潤濕以防止養護期間模板變幹,從而延長這種養護方式的有效時間。

理想情況下是將任何曝露的混凝土表麵(例如梁的頂麵)用塑料膜進行覆蓋或者其他保濕方式。需要注意的是,當垂直麵的模板拆除後,這種養護方式的有效性作為一個養護係統而言顯著降低。

3.1.2 塑料膜

塑料膜或者其他類似的材料是防止水分流失的有效屏障,前提是沒有移位或者破損。這種方式的有效性與薄膜是否保持在原位密切相關,必須防止薄膜在外力作用下的移動。在不破壞混凝土收光麵的情況下,薄膜應該盡早鋪設在混凝土的曝露表麵。對於平坦的混凝土表麵,例如混凝土路麵,薄膜應該延伸超過板坯的邊緣一定距離,例如或至少是板厚的兩倍,或者在板坯的邊緣向下翻轉並密封。

對於平麵類型的混凝土工程,應將薄膜覆蓋在混凝土表麵上,並且盡可能地消除褶皺,以盡可能減少由於不均勻養護條件而導致的斑塊色差效應(水化色斑)。將混凝土表麵澆水後再覆蓋薄膜可以有效防止這種斑塊。木條、沙土或泥土應放在薄膜的所有邊緣和接縫處,以防止薄膜被風掛起,達到密封水分並盡量減少蒸發。

對於裝飾混凝土或者表麵顏色的均勻性有高要求的情況,如果需要避免這種水化色斑,則需要對薄膜進行支撐使之脫離混凝土表麵。可以采用木條或者是腳手架組件將薄膜與混凝土表麵隔開,但需要注意保持整體的密封性。

對於具有垂直麵曝露的混凝土工程,曝露的表麵需要用薄膜包裹並用膠帶粘住以限製水分流失。與具有曝露平麵的工程一樣,如果對表麵色差有要求,同樣需要將薄膜與混凝土表麵隔開一定距離,以防止水化色斑。

還必須注意防止薄膜在使用過程中撕裂或其他方式損壞。為了保證薄膜的最低強度要求,ASTM C171《混凝土養護膜》規定其最小厚度是0.01mm。圖3顯示了即使隻有相當於總麵積1.7%的當量麵積孔洞的薄膜,其養護效果也將大打折扣。

塑料膜可以是透明無色的或是有色的。采用有色膜時需要注意顏色與使用情況的適應性,例如,白色或者淺色膜可以反射陽光,因此在炎熱天氣下有助於保持混凝土相對陰涼;而黑色膜則相反,吸收陽光熱量可能導致混凝土升溫過高。所以,在炎熱季節應該避免使用黑色膜,而在寒冷季節黑色膜則可能對混凝土強度增長有利。透明無色的塑料薄膜通常來說在溫度方麵更加中性,除了在炎熱季節,透明膜沒有遮蔽陽光的功能。透明薄通常相對於有色膜在耐用性方麵較弱,所以減少了回收使用的可能性。

3.1.3 成膜養護劑

養護劑是一種可以直接應用在混凝土表麵的液體,並且施工後可以形成相對不透水的薄膜阻礙混凝土中的水分損失。養護劑的性能和使用可參考澳大利亞規範AS 3799《混凝土用液體成膜養護化學品》。

養護劑是比較有效且經濟的混凝土養護方法,既可以直接應用於新澆築的混凝土,也可以用於已經通過其他方式養護後的混凝土。但是,需要注意的是養護劑可能會影響混凝土的表麵與下一道工序表麵處理的結合性能。這種情況下需要在選擇養護劑化學種類方麵特別關注。比如有些養護劑可能會影響地坪產品和瓷磚與混凝土表麵的粘結力。

養護劑通常由石蠟乳液、氯化橡膠、烴樹脂以及聚酯酸乙烯(PVA)乳液配製而成,它們的有效性變化很大,取決於乳液的材料和強度,圖4為養護劑種類與效果比較。可以看到聚酯酸乙烯乳液型養護劑的效果非常差。

當養護劑用於新拌混凝土時,養護劑的施工時間對於最大效果至關重要。當混凝土表麵上的遊離水蒸發並且沒有可見的水光時,應立即施工養護劑。施工太早會稀釋養護劑影響成膜;施工太晚導致養護劑被吸收到混凝土中,導致成膜失敗。養護劑還可用於初始濕養護或移除模板後減少混凝土中的水分損失。在這兩種情況下,混凝土表麵應在施加養護劑之前徹底潤濕,以防止其吸收到混凝土中。養護劑的使用不能防止混凝土早期溫度裂縫的產生。

養護劑可以通過手動噴霧,動力噴霧,刷子或滾筒進行施工。養護劑的類型或等級應與可用設備的類型和製造商的說明相匹配。養護劑應均勻施工,覆蓋範圍通常為0.20~0.25L/m2。在可行的情況下,相互垂直的兩邊施工將有助於確保完全覆蓋。

有色養護劑還有助於確保完全覆蓋防止局部遺漏,同時有利於幫助混凝土表麵反射陽光而不是吸收熱量。檢查後續的地板表麵工序非常重要。大多數養護劑必須在施加任何塗覆的地板塗飾劑之前除去,例如直接粘貼地毯和乙烯基,環氧樹脂或聚氨酯塗料和瓷磚粘合劑。最後,應注意使用養護劑時,在封閉空間內需考慮化學溶劑的有關要求必須始終保持充分通風,並采取其他必要的安全預防措施。應始終遵循製造商的建議。

3.1.4 內養護劑

相應的化學品作為混合物摻入混凝土中,因此稱為內養護劑。它們抑製水分流失,從而改善長期強度並減少幹燥收縮。內養護劑相對麵世較晚,使用時應小心。它們已被用於隧道襯砌和地下礦井中以提供一定程度的養護,因為在這種場合傳統養護方法難以或甚至不可能使用。

3.2 水養護

水養護就是向混凝土表麵供水來確保其持續濕潤。養護用水不應比混凝土表麵溫度低5℃。用冷水噴灑較高溫度的混凝土可能會引起“熱衝擊”而導致開裂。還必須避免混凝土的交替潤濕和幹燥,因為這會導致體積變化,也可能導致表麵出現龜裂紋和裂縫。

3.2.1 蓄水養護

平坦或近平坦的表麵,例如地坪,人行道,平屋頂等,可以通過蓄水來進行養護。在混凝土板的邊緣周圍豎立“壩”或“堤壩”,然後注水以形成淺水池。必須注意確保蓄水不會因蒸發或泄漏而排空。

3.2.2 噴灑或噴霧養護

使用噴霧或灑水是為養護混凝土提供額外水分的有效方法,並且在炎熱天氣期間,有助於降低混凝土的溫度。采用其他保濕養護方法時,需要重視的是灑水噴頭始終保持混凝土濕潤,而灑水噴頭並不一定需要保持持續灑水,在一定時間內間歇灑水即可。

灑水噴頭需要大量供水,可能會造成水的浪費。可以采用排水係統來處理流走的水。另一種方法是建立一個“封閉”係統,收集和回收水進行重複利用。噴水係統可能受到刮風環境的影響,並且需要監視以確保所有混凝土都保持濕潤並且不出現任何幹濕交替的情況發生。

3.2.3 濕覆蓋物

諸如粗麻布之類的織物或諸如沙子之類的材料可以像“覆蓋物”一樣用於保持混凝土表麵上的水。在平坦區域,織物可能需要東西壓住。此外,重要的是要確保整個區域都被覆蓋。一旦混凝土強度可以滿足覆蓋織物施工而不損壞混凝土表麵則應立即放置濕覆蓋物。還需要防止織物變幹,因為它們可以通過類似於毛細現象從混凝土中吸水而起到養護作用。

織物在垂直表麵上可能特別有用,因為它們有助於水在表麵上均勻分布,即使不與織物接觸,也會降低表麵蒸發速率。但是,應注意混凝土表麵不會被水中的雜質或覆蓋材料弄髒。全新的織物材料可能浸出織物汙漬,所以需要對織物進行預先衝洗。在放置任何織物之前需要預先潤濕以避免織物從混凝土中吸收水分,這可能導致織物紋理被印到混凝土表麵。

綜上所述,從關於養護的內容看,做好養護並不非常困難,而且可供選擇的方法也有多種,與最終對工程質量的提高而言,養護投入的性價比是非常高的。希望更多的業內人士能夠意識到這個問題,把養護工作落到實處。(來源:《混凝土世界》2019.09)