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水工混凝土養(yǎng)護方法檢驗與應(yīng)用研究論文
摘要：為了使新澆混凝土及其外露面保持適當(dāng)濕度，使混凝土具有良好的硬化條件，經(jīng)反復(fù)試驗，生產(chǎn)了jd混凝土養(yǎng)護劑．鑒定與工程應(yīng)用表明，養(yǎng)護劑養(yǎng)護方法能夠保證混凝土體水化反應(yīng)，真正達到養(yǎng)護標(biāo)準(zhǔn)，較國內(nèi)目前普遍采用的自然養(yǎng)護方法更具優(yōu)越性．
關(guān)鍵詞：水工混凝土 混凝土養(yǎng)護 jd混凝土養(yǎng)護劑 自然養(yǎng)護
目前，國內(nèi)混凝土養(yǎng)護普遍采用自然養(yǎng)護方法．筆者經(jīng)多年對水利工程混凝土養(yǎng)護方法的實踐與調(diào)研，發(fā)現(xiàn)施工單位比較忽視混凝土的養(yǎng)護，灑水、覆蓋養(yǎng)護不能按規(guī)范要求及期限適時進行，且養(yǎng)護質(zhì)量難以控制與管理，根本達不到自然養(yǎng)護要求的標(biāo)準(zhǔn)，不僅影響混凝土早期強度的增長，更重要的是由于混凝土表面水分急劇蒸發(fā)失散，造成混凝土表面干縮、龜裂、起毛，嚴(yán)重影響混凝土整體質(zhì)量以及其他性能的發(fā)揮．已建水工混凝土建筑物運行后跟蹤考察證明，同標(biāo)號、相同施工水平澆筑的混凝土，養(yǎng)護程度較好者混凝土表面色澤顯黑，觸摸光滑堅硬，養(yǎng)護程度差者表層起沙、脫皮，有較深裂紋，在有侵蝕性介質(zhì)條件下運行兩三年混凝土構(gòu)筑物表層就發(fā)生變酥、剝落現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了混凝土的耐久性．混凝土養(yǎng)護至今仍然是混凝土構(gòu)筑物成型工藝中的難點，研究探討混凝土養(yǎng)護方法及其實際效果，對提高水工混凝土的耐久性并節(jié)約用水有著十分重要的意義．
1水工混凝土養(yǎng)護方法研究與應(yīng)用
1．1 養(yǎng)護方法
水工混凝土養(yǎng)護是混凝土生產(chǎn)中周期最長的工藝過程，養(yǎng)護時間視當(dāng)?shù)貧夂驐l件及水泥品種而定，一般養(yǎng)護從混凝土澆筑完畢12～18 h開始，并持續(xù)21～28d．多采用灑水進行自然養(yǎng)護，還有噴涂薄膜養(yǎng)護和塑膜包裹養(yǎng)護方法，使混凝土表面保持濕潤，實現(xiàn)養(yǎng)護目的．
為了檢驗不同養(yǎng)護方法適應(yīng)范圍及實際效果，筆者在甘肅景電二期延伸向民勤調(diào)水工程中進行了 現(xiàn)場實踐對比．該調(diào)水工程位于騰格里沙漠南緣，風(fēng)沙天多，風(fēng)速大，空氣干燥，氣候炎熱，沒有濕潤感，工程環(huán)境惡劣，全長99．04km渠線中有85 km鋼筋混凝土箱型渠穿越沙漠地段，還有渡槽、泄水建筑物等52座，混凝土量21．63萬m3，混凝土表面積80．14萬m2，養(yǎng)護任務(wù)相當(dāng)大，預(yù)算養(yǎng)護用水6．4萬m3．這些水工建筑物的共同特點是壁薄，外形坡面與直立面多，表面積大，水分極易蒸發(fā)，施工水源遠(yuǎn)而不便，水價昂貴（10～15元／m3），成型混凝土構(gòu)筑物養(yǎng)護是本工程的難題．因此，質(zhì)檢部門將混凝土養(yǎng)護作為重點控制環(huán)節(jié)．起初按慣例采用自然養(yǎng)護法，考慮到工程環(huán)境炎熱、氣候干燥，混凝土脫模后便開始養(yǎng)護工作．草簾遮蓋加灑水養(yǎng)護與無遮蓋灑水養(yǎng)護同時進行，養(yǎng)護時間21～28d，澆水次數(shù)根據(jù)氣候情況和覆蓋物的保濕能力決定，以保證混凝土有足夠的濕潤，固定專人養(yǎng)護．用混凝土回彈儀測定的數(shù)據(jù)表明，遮蓋加灑水養(yǎng)護的混凝土比無遮蓋灑水養(yǎng)護的強度增長更快，28 d強度回彈平均值前者高于設(shè)計10％以上，后者在設(shè)計值左右變動，細(xì)心觀察可見后者混凝土表面有不規(guī)則的干縮裂紋和起沙現(xiàn)象．分析其原因認(rèn)為構(gòu)筑物表面持水性差，又是線型施工現(xiàn)場，水源不便，養(yǎng)護質(zhì)量易失控，達不到養(yǎng)護要求，嚴(yán)重影響到構(gòu)筑物混凝土質(zhì)量．此后又采用塑料膜覆蓋養(yǎng)護方法，試圖以不透水汽的塑料膜來保持混凝土中的水，滿足混凝土強度增長的需求，但實際中由于風(fēng)大不易固定，覆蓋過程中存在膜破損和接縫不嚴(yán)密的問題．養(yǎng)護效果檢驗認(rèn)為，這種方法存在較多的具體問題，不能滿足混凝土強度均勻的要求，保證率低． 為了改進混凝土養(yǎng)護方法，經(jīng)調(diào)查先后引進美國、中國石家莊生產(chǎn)的混凝土養(yǎng)護劑，現(xiàn)場試驗從回彈測定強度值可見基本接近試驗室標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護效果．但使用美國生產(chǎn)的養(yǎng)護劑價格較高（51元／kg）．為了能夠廣泛推廣應(yīng)用，降低成本，筆者借鑒相關(guān)信息資料，反復(fù)試驗，優(yōu)選了一種較為理想的配方，自己生產(chǎn)養(yǎng)護劑，價格降低了90％多（5．0元／kg）．與美國以及國內(nèi)同類產(chǎn)品工程應(yīng)用、試驗類比，自制的jd混凝土養(yǎng)護劑質(zhì)量已達到國內(nèi)同類產(chǎn)品水平．經(jīng)甘肅省建材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站、甘肅省建材研究中心試驗站等有關(guān)部門及專家鑒定，認(rèn)為jd混凝土養(yǎng)護劑各項物理指標(biāo)和相應(yīng)的性能均達到同類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，其研制和使用填補了甘肅省水利水電工程建設(shè)中的一項空白．工程實踐與跟蹤檢驗結(jié)果表明，采用jd混凝土養(yǎng)護劑養(yǎng)護，能夠保證混凝土早期強度的增長以及各部位強度的均勻性，滿足混凝土養(yǎng)護質(zhì)量要求和技術(shù)要求，不僅成功地解決了沙漠及水源不便地帶混凝土養(yǎng)護難的問題，而且普遍適宜水利工程混凝土養(yǎng)護，養(yǎng)護質(zhì)量看得見摸得著，控制方便，技術(shù)可靠，操作簡便，節(jié)省勞力，經(jīng)濟合理，消除了自然養(yǎng)護和塑料膜覆蓋養(yǎng)護方法難以管理、不能保證養(yǎng)護效果的缺陷，成為施工單位樂于使用的養(yǎng)護方法．
甘肅省景電二期延伸向民勤調(diào)水工程混凝土全面采用養(yǎng)護劑養(yǎng)護，共使用養(yǎng)護劑133t，噴涂面積80多萬m2，比灑水養(yǎng)護節(jié)約資金89．08萬元，甘肅省疏勒河大型水利工程和寧夏自治區(qū)揚黃扶貧“1236”工程中現(xiàn)澆混凝土構(gòu)筑物養(yǎng)護也廣泛應(yīng)用養(yǎng)護劑，沒有發(fā)生一次因混凝土養(yǎng)護造成的問題，效果很好．
1．2 混凝土養(yǎng)護劑的物理性能
各種混凝土養(yǎng)護劑的物理性能基本一樣，只是材料組成有所不同．jd混凝土養(yǎng)護劑為無色液體，無毒，無臭，不燃燒，透氣率低，常溫下混凝土面上成膜時間約20～30 min，有較好的成膜性和保水作用，成膜厚度0．058～0．086 mm，雖然成膜的抗拉強度和伸長率，比吹塑或聚乙烯塑料薄膜偏低，但用于水工混凝土21～28d養(yǎng)護期是完全可以滿足要求的．經(jīng)景電二期工程試驗室試驗，該產(chǎn)品各項指標(biāo)均達到標(biāo)準(zhǔn)，主要物理指標(biāo)：固體含量不小于15％，cacl2析出率不大于6％，ph值8～9，最低成膜溫度6～8℃，貯存穩(wěn)定性為3個月內(nèi)無析出物（貯存溫度大于0℃），斷裂伸長率98％，涂刷用量4～6 kg／m2．
1．3 混凝土養(yǎng)護劑的養(yǎng)護機理
水工混凝土在硬化過程中，水泥完全水化需要的水量僅約為水泥量的22％～27％，多余的水量是為了滿足混凝土施工和易性的要求，因此如能保持住混凝土中未凝水分不散失，凝固過程中根本不需要養(yǎng)護．但實際施工時在自然環(huán)境中水分不斷蒸發(fā)散失，若不創(chuàng)造人工濕潤環(huán)境，如覆蓋、澆水等，保持混凝土中的水分，則難以保證水泥的水化反應(yīng)，特別是在混凝土硬化的初期，保持適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度和濕度對混凝土強度和其它性能的提高非常必要．采取混凝土養(yǎng)護劑養(yǎng)護就是在混凝土表面涂刷養(yǎng)護劑，隨著溶液的揮發(fā)迅速在混凝土體的表面結(jié)成一層不透水膜，將混凝土中大部分水化熱及蒸發(fā)水積蓄下來進行自養(yǎng)．由于膜的有效期比較長，使混凝土得到良好的養(yǎng)護，對提高水工混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及耐久性有著很重要的作用，從而保證了水工混凝土應(yīng)有的質(zhì)量．
1．4 應(yīng)用混凝土養(yǎng)護劑的工藝要求
使用混凝土養(yǎng)護劑工藝非常簡單，一次涂刷即能管住整個混凝土養(yǎng)護期．作業(yè)方法可根據(jù)建筑外形狀況及施工情況選用噴涂或涂刷方法，將養(yǎng)護劑均勻地涂刷于混凝土表面，工程施工多采用人工涂刷作業(yè)來完成．
a．噴涂作業(yè)法采用農(nóng)用噴霧器或油漆噴槍作為噴涂工具．使用前先用清水試噴，霧化正常后噴涂養(yǎng)護劑，噴槍距混凝土面20～50cm，并略有傾斜，調(diào)解壓力以0．4～0．6 mpa為宜，以免沖壞混凝土面．為保證噴出均勻的霧狀，噴涂運動速度也要均勻，一般從左到右、從上到下相互結(jié)合，防止漏噴，如出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，可在第一遍成膜后5～10 min內(nèi)噴涂第二遍，以保證在混凝土表面形成封閉的養(yǎng)護膜．噴涂作業(yè)完成后，即用清水洗凈噴霧器，防噴孔堵塞，影響下次使用．
b．刷涂作業(yè)法采用油漆刷或涂料專用滾直接涂刷成膜．一般先水平涂刷第一遍，涂刷一定范圍5～10 min后再以垂直方向回涂第二遍，務(wù)必使涂層均勻成膜，自上而下逐漸擴大范圍，邊角或毛糙的部位要細(xì)致刷到，一定使混凝土構(gòu)筑物表面全封閉．
c．噴刷作業(yè)時應(yīng)注意在混凝土表面沒有浮水或泌水已蒸發(fā)，用手指按壓混凝土無痕跡時即可噴刷養(yǎng)護劑．使用模板的部位拆模后立即實施噴刷養(yǎng)護作業(yè)，噴刷過早會腐蝕混凝土表面，拖延過遲則混凝土水分蒸發(fā)，影響?zhàn)B護效果．
d．噴刷混凝土養(yǎng)護劑用量指標(biāo)：1 kg養(yǎng)護劑噴涂面積應(yīng)控制在4～6 m2；涂刷面積可控制在5 m2；天氣炎熱或大風(fēng)天，養(yǎng)護劑用量可酌情增加．作業(yè)過程中應(yīng)及時把握材料用量與質(zhì)量．
e．噴刷混凝土養(yǎng)護劑時要防止雨水及沙塵入浸，同時還要注意避免機械性碰撞或在其上行車及 拖拉重物，若有損傷應(yīng)及時補刷．
2 混凝土養(yǎng)護技術(shù)經(jīng)濟分析
混凝土澆搗密實成型后，逐漸凝結(jié)硬化，具有一定的強度和耐久性，這個過程主要是由水泥的水化作用來實現(xiàn)的．水泥的水化作用好壞與快慢與混凝土的環(huán)境溫度、濕度及養(yǎng)護效果有密切的關(guān)系，尤其是早期養(yǎng)護，如果養(yǎng)護時間短或養(yǎng)護期內(nèi)不能經(jīng)常保持在濕潤狀態(tài)，混凝土內(nèi)的水分會迅速蒸發(fā)，混凝土表面因干縮而產(chǎn)生裂縫或形成毛細(xì)網(wǎng)透氣滲水，使混凝土的抗?jié)B性急劇降低．采用養(yǎng)護劑養(yǎng)護，由于保證了良好的水化熱作用，生成晶態(tài)或膠態(tài)水化物，阻塞混凝土的毛細(xì)管道，降低混凝土內(nèi)部的空隙率，增強混凝土的密實性，從而獲得良好的抗?jié)B性、抗凍性及耐久性．在一般工程環(huán)境條件下，要較好養(yǎng)護現(xiàn)澆混凝土，無論采用哪一種方法，只要能夠按照相應(yīng)的養(yǎng)護要求去做，從理論上是完全可以的，然而現(xiàn)實中往往做不到，特別是在炎熱、干旱、沙漠環(huán)境下，自然養(yǎng)護說來簡單，做法明了，但要在混凝土養(yǎng)護期保持濕潤狀態(tài)卻非常不容易，難在用水不便，有的結(jié)構(gòu)難以覆蓋與灑水，一般不便于監(jiān)督，易習(xí)慣地進行象征性養(yǎng)護，養(yǎng)護次數(shù)與保濕程度不夠，要真正達到自然養(yǎng)護的各項標(biāo)準(zhǔn)，其代價高于其它任何一種現(xiàn)場養(yǎng)護方法．塑料膜包裹或覆蓋法，原理成立，但不能很好地貼在混凝土表面，一般條件下不易做到天衣無縫．混凝土中水分蒸騰，吸附于塑料膜下面，混凝土養(yǎng)護保證率低，難以達到應(yīng)有效果．
同強度等級混凝土試塊采用不同養(yǎng)護方法效果與經(jīng)濟性比較見表1．養(yǎng)護劑養(yǎng)護的試塊28 d強度接近或基本達到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護強度值；塑料膜包裹養(yǎng)護的試塊28d強度，最高值與最低值相差較大，均勻性較差；無覆蓋灑水養(yǎng)護的試塊28d強度值最低．可以認(rèn)為，養(yǎng)護劑養(yǎng)護的混凝土質(zhì)量均勻，各組試件強度差異小，保證率大，是最有效的養(yǎng)護方法．
根據(jù)廣泛的實踐經(jīng)驗分析與總結(jié)，混凝土養(yǎng)護劑養(yǎng)護與其他各種現(xiàn)場養(yǎng)護方法相比，具有以下優(yōu)點：①施工操作簡便，現(xiàn)場清潔，交叉作業(yè)干擾小；②有效降低混凝土養(yǎng)護成本和勞動強度，節(jié)約費用50％以上；③養(yǎng)護后的混凝土構(gòu)筑物表面水泥色澤加深，觀感良好；④便于檢查與控制養(yǎng)護質(zhì)量，從而有效提高養(yǎng)護質(zhì)量的保證率；⑤對難以用灑水及覆蓋方法養(yǎng)護（如高空建筑物）及在干旱缺水地域的混凝土結(jié)構(gòu)具有事半功倍的效果；⑥節(jié)約工程用水，避免浪費水資源．
3幾點建議
a．有必要進一步提高混凝土養(yǎng)護劑產(chǎn)品的質(zhì)量，增強養(yǎng)護效果．
b．適宜在水利、鐵路、公路工程建設(shè)與維修以及野外線型分布的工程中推廣應(yīng)用混凝土養(yǎng)護劑．
c．水利工程維修項目一般零散、線長、面廣，混凝土、砂漿勾縫、抹面工程采用其他養(yǎng)護方法無法控制與保證質(zhì)量，建議強制性使用混凝土養(yǎng)護劑養(yǎng)護．
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