保濕養護對混凝土性能的影響

劉大鵬 謝國祥

陜西萬隆房地產開發有限公司

廣州富利建筑安裝工程有限公司陜西分公司

前言

預拌混凝土的應用，大大提高了建筑質量。預拌混凝土的特點是大量摻加摻合料、大流態、砂率大、粗骨料粒徑小、摻有緩凝劑。按照傳統施工養護經驗，混凝土易出現早期開裂。混凝土的早期裂縫一般不會對混凝土結構工程造成大的影響，但會影響混凝土的長期性和耐久性。有人預言，我國將在21世紀進入混凝土結構維修的高峰期。修復這些工程，需要巨額資金，將影響我國可持續發展。

混凝土開裂，使其抵御環境有害介質侵蝕的能力減弱，耐久性降低。近年來混凝土原材料和配合比的變化，是早期開裂的原因之一。大量的工程實踐表明，只要對混凝土及時而充分的保濕養護，就能使早期開裂得到有效地控制。

一、混凝土裂縫的控制目標

    混凝土的裂縫分為微觀裂縫和宏觀裂縫，混凝土在承受荷載之前，其內部已經存在微裂縫和孔隙缺陷，宏觀裂縫是指人們眼睛可見的裂縫。從結構受力及使用安全角度考慮，微裂縫和孔隙缺陷是無害的。從保護鋼筋減緩混凝土被侵蝕的角度考慮，對可見裂縫加以控制，使其分布均勻，寬度減小。但從混凝土耐久性的角度考慮，不管是宏觀裂縫還是微觀缺陷，其對混凝土的耐久性是有害的。混凝土的耐久性破壞主要原因是其不密實，有害物質侵入到內部而引起的破壞。要提高混凝土的耐久性除在原材料選擇、配合比優化之外就是在施工過程中控制混凝土的裂縫，減少混凝土的微觀缺陷，提高混凝土的密實性。

    二、混凝土養護

    養護使保證混凝土強度增長，減少混凝土裂縫的關鍵環節。養護的關鍵是減少混凝土表面的水分揮發，保證混凝土強度的持續增長。現在的預拌混凝土由于采用了高效減水劑所以用水量少，水膠比降低。如果早期失水過快，無法為水泥提供足夠的水分，水泥的水化就會停止，混凝土的強度也不會增長。因此養護是減少混凝土早期裂縫提高混凝土后期強度的關鍵環節。

    我國國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204規定：

    1、混凝土應在澆注完畢后的12小時以內加以覆蓋并保濕養護；

    2、采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土澆水養護時間不得少于7天；對于摻緩凝型外加劑或有抗滲要求的混凝土，養護時間不得少于14天；

    3、澆水次數應能使混凝土處于潮濕狀態，使混凝土的膠凝材料能夠充分水化。

    混凝土可采用澆水、覆蓋保濕、噴涂養護劑、冬季蓄熱養護等方法進行養護。選擇時應考慮現場條件、環境溫濕度、構件特點、技術要求、施工操作等因素。

    預拌混凝土中的泵送劑一般由減水劑和緩凝劑組成。緩凝劑的功能是混凝土在澆筑前，擬制水泥水化，減少混凝土拌合物的坍落度損失，便于運輸、泵送和澆筑。當混凝土澆筑完畢，達到初凝時混凝土開始迅速水化，而此時混凝土的初始強度很低，稍微受到一點外力的影響，混凝土就會開裂，因此需要及時的覆蓋，防止失水。根據我們多年的工作經驗，混凝土在澆筑完畢，就開始采用塑料薄膜覆蓋，覆蓋的時間因施工時的環境溫度、濕度有關，還與混凝土的拌合物性能有關，應根據實際情況，具體確定。

    采用塑料薄膜覆蓋養護時，混凝土全部表面覆蓋嚴密，并應保持膜內有凝結水；采用養護劑養護時，應通過試驗檢驗養護劑的保濕效果。

    混凝土的裂縫，大多是早期的塑性裂縫，這些裂縫發生在混凝土澆筑后4-20小時之間，其主要原因就是混凝土沒有進行覆蓋養護或者是覆蓋不嚴，控制混凝土的早期裂縫，保濕覆蓋養護是關鍵。

    三、養護時間對混凝土的影響

    從混凝土的特性來講，養護的時間越長越好。但是混凝土的養護會受到施工工期、模板周轉周期等因素的影響。

    混凝土配合比的拌合用水是混凝土的重要組成部分，在已澆筑振動密實成型的混凝土中占有一定空間。這部分水所占的空間，最終只能由水化產物填充。水分損失后由空氣填充，則會成為失水缺陷。失水越多，混凝土缺陷也越嚴重。防止這些缺陷的最好辦法也就是利用膠凝材料的水化產物及時填補。以早期水化和后期水化的階段劃分，其方法有二：一是從振實抹平開始至濕養護結束，必須防止混凝土失水，防止失水也就防止了失水缺陷的生成；二是考慮水泥早期水化有一定的未水化水泥顆粒以及一定的摻合材料，利用膠凝材料后期的水化產物使微裂縫和微孔隙缺陷自愈合。膠凝材料后期的水化，則要具備一定的濕度條件才能持續不斷的進行。

    混凝土失水時，總是先形成不可見孔隙缺陷而后才可能形成可見裂縫。孔隙缺陷的形成先從混凝土表面開始，隨著失水量的增多，孔隙缺陷逐漸向深處發展。隨著孔隙加深，孔內水的液面下降，孔內負壓逐漸增大，產生收縮力，使混凝土收縮。這時混凝土尚不具備強度，或強度還很低，還不足以抵抗這種收縮應力，于是產生可見裂縫，以釋放應力。

    根據試驗資料，預拌混凝土的3d強度約為28d強度的35%～60%，7d強度約為28d強度的60% ～85%。前3天混凝土表面若不失水，之后繼續澆水保濕至7天，基本上能保證混凝土的質量。

    四、二次抹壓的作用不可忽視

    混凝土澆筑振動后，為了表面的平整度，必須用木抹子將表面抹平，一次抹平后，還應再抹壓一次，這次不只是抹平，還要“壓”，將混凝土表面抹壓密實，故稱為“二次抹壓”。二次抹壓的主要作用有三：一是消除混凝土的表面缺陷，二是提高混凝土表層的密實度，三是表層密實度提高后，減緩了混凝土內水分遷移蒸發的速度，提高了混凝土的抗裂能力。

    二次抹壓相當于對混凝土表面進行再一次密實成型，由此消除已形成的初始缺陷。這對混凝土耐久性的提高十分重要。

    結語

    本文闡述的核心問題就是混凝土早期失水問題，采取有效措施控制混凝土早期失水，是提高混凝土抗滲抗裂能力、提高耐久性保證混凝土后期振搗增長的重要手段。

(本文來源：陜西省土木建筑學會   文徑網絡風險項目投資中心：劉紅娟 尹維維 編輯   劉真 文徑 審核)