CN101767370A - 一种水泥混凝土养护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水泥混凝土养护方法，其特点在于：养护时直接在混凝土表面喷洒或涂刷混凝土减缩溶液；待混凝土表面无液态减缩溶液可见时，再在混凝土表面喷涂混凝土养护剂。本方法中在喷涂完减缩溶液后再喷涂混凝土养护剂，不但避免了减缩剂和养护剂之间因相互干扰而失效，而且在养护剂成膜后可防止减缩剂的挥发和混凝土内部水分的散失，进一步增强了防止混凝土收缩开裂的效果，达到比现有技术更加有效地防止混凝土产生收缩开裂、增强水泥水化作用，提高养护效果的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种水泥混凝土养护方法。
背景技术
水泥混凝土是目前世界上用量最大、应用最广泛的土木工程材料，具有原材料容易获得、力学性能可调、耐久性优良以及价格低廉等诸多优点。水泥混凝土原材料种类、配合比、施工和养护工艺以及使用环境等诸多因素对水泥混凝土力学性能和耐久性能起决定作用。在原材料种类和配合比一定、施工规范、使用环境条件一致的前提下，合理有效的养护工艺对提高混凝土早期抗拉强度、减少表面收缩开裂、降低渗透性等方面至关重要，是混凝土获得最佳力学性能和耐久性能的关键因素。
水泥混凝土是一种宏观密实而微观多孔、多相(固体、液体、气体三相并存)的材料。水泥混凝土中孔隙直径大致从几个纳米到几百纳米不等。在混凝土的硬化过程中这些孔隙是被水溶液填充的，这些水分一旦因养护不当而从混凝土孔隙中蒸发出来时，混凝土就会出现收缩，当早期收缩应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土表层就会出现开裂，直接影响混凝土力学和耐久性能。一直以来混凝土养护的核心就是保持混凝土表层持续湿润。实际工程应用最广泛的混凝土养护工艺如洒水(或喷雾)养护、覆盖(塑料薄膜、潮湿麻袋、草帘等)养护、喷涂养护剂等。然而上述养护工艺并不能很好地满足在混凝土成型早期持续保持混凝土表面湿润的要求，实际工程中常常因养护不当使混凝土成型初期就出现塑性或干燥收缩裂缝。
混凝土水溶液蒸发过程中会在其毛细孔中形成“弯月面”的浸润现象，因此孔隙水溶液会对孔壁产生拉应力，正是由于这种微观拉应力导致混凝土宏观上表现出体积收缩。根据经典表面化学理论：孔溶液对孔壁产生的应力与孔隙中的溶液表面张力成正比，因此通过降低混凝土孔隙水溶液表面张力可有效降低孔隙溶液对孔壁的拉应力。基于该原理，日本在上世纪80年代就已开发出这种通过降低混凝土孔溶液表面张力而减少混凝土收缩的“减缩剂”产品。研究和应用发现将该产品掺到混凝土拌合物中，硬化混凝土失水速率变慢，干燥收缩大大降低，是一种可有效降低混凝土收缩的方法之一。但这种减缩剂在应用中也存在掺量大、成本高，并且会延缓水泥水化速率进而影响混凝土早期强度的问题。
目前国内公开的申请号为200910026405.1的“混凝土减缩养护剂”和申请号为200910103999.1的“多功能水泥混凝土减缩抗裂养护剂”的两个专利阐述了将减缩剂与养护剂复合(仅仅是一种物理混合)作为一种新型的混凝土减缩养护剂，将其喷洒于混凝土表面也可以减低混凝土收缩和水分散失速率，其原理是将“减缩组分”和“成膜组分”互溶或物理混合后，喷洒在混凝土表面后，其部分可渗入混凝土内部，由于有减缩组分的存在可以降低混凝土孔隙溶液的表面张力因此可以降低混凝土的表面收缩，其余部分则在混凝土表面形成一层致密的有机或无机薄膜以防止水分散失。然而，但这种减缩剂与养护剂混合后存在减缩组分和养护剂成膜组分相互影响和干扰的问题，因此并不能充分发挥二者减缩和保水的最大效能；专利号为200710029782.1的“用于防止混凝土开裂的抗裂养护剂与其生产方法及其应用”专利也是利用聚醚醇混合物减低混凝土表面孔隙溶液的表面张力来实现减缩的目的，但这种抗裂养护剂同样并不具备成膜功能，混凝土干燥失水情况并未得到显著改善。另外，以上三项公开的专利均未考虑应用时混凝土表面含水状态，即从养护的原理看，如果混凝土表面较为干燥，孔隙中含水较少，一方面减缩组分不能在缺水的孔隙中发挥其减低溶液表面张力的作用，那么应用这种减缩养护剂后，其原理与一般混凝土养护剂成熟产品并无实质区别，另一方面混凝土表层由于缺少水分导致水泥后期水化受阻，并不利于混凝土耐久性的提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，为了克服上述现有技术的不足，而提供一种可更加有效地防止混凝土产生收缩、裂缝，增强水泥水化作用，提高养护效果的水泥混凝土养护方法。
为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：
一种水泥混凝土养护方法，其特点在于：养护时直接在混凝土表面喷洒或涂刷减缩溶液；待混凝土表面无液态减缩溶液可见时，在混凝土表面喷洒或涂刷混凝土养护剂。作为优化，在喷洒或涂刷减缩溶液之前，混凝土水分含量应达到饱和面干状态，未达到饱和面干状态的混凝土，须用上述减缩溶液对混凝土进行不少于60分钟的预湿，使其达到饱和面干状态。所用减缩溶液由减缩剂、水以及渗透剂物理均匀混合组成，其中减缩剂和水的质量比例为10∶90～100∶0，渗透剂占减缩溶液的质量比例为1％；减缩剂溶液用量为0.10～0.20kg/m2。其中，所述减缩剂即背景技术中所述的一种能够显著降低混凝土孔隙水溶液表面张力的表面活性剂，属于本领域现有的公知产品；所述渗透剂为TF-107B型醇醚磷酸单酯类耐碱渗透剂，是一种可促进减缩溶液在混凝土表面向内部渗透的一种表面活性剂，属于化工领域已有产品；所述养护剂是指一种喷洒在混凝土表面后能够形成一层透明密封膜以堵塞表面毛细孔防止水分散失的有机或无机溶液，也是本领域现有产品；所述饱和面干状态是指混凝土内部孔隙水分饱和而表面干燥的含水状态；所述对未达到饱和面干状态的混凝土进行不少于60分钟的“预湿”，即在不少于60分钟的时间内用上述减缩溶液对混凝土进行多次喷涂，减缩溶液每次喷涂用量同样为0.10～0.20kg/m2，相邻两次喷涂时间间隔以前次喷涂后混凝土表面无液态减缩溶液时进行下一次喷涂。
具体地说，对于养护前混凝土含水已达到饱和面干状态，可直接在混凝土表面均匀喷洒或者涂刷混凝土减缩溶液，用量为0.10～0.20kg/m2；若养护前混凝土表面干燥，则须用上述减缩溶液对混凝土进行不少于60分钟的预湿，使其内部水分含量达到饱和面干状态，这样可重新使已干燥的混凝土水分得到补充，使水泥进一步水化。待已喷洒或涂刷减缩剂溶液的混凝土表面无液态溶液可见时，立即在混凝土表面喷涂混凝土养护剂，混凝土养护剂用量可根据厂家推荐用量进行喷涂，喷涂次数根据现场养护剂成膜效果进行一次或多次。
本方法中由于是将本发明减缩溶液喷涂在混凝土表面，故相比于将减缩剂内掺于混凝土中而言，减缩剂用量明显降低，成本较低，不会出现因减缩剂掺入混凝土中时会延缓水泥水化进程进而影响混凝土早期强度的问题；同时，减缩溶液中的渗透剂可使更多的减缩剂及水分渗入混凝土表层，从而使减缩剂的作用得到充分发挥；另外在喷涂完减缩溶液后再喷涂混凝土养护剂，不但避免了减缩剂和养护剂之间因相互干扰而失效，而且养护剂能够在混凝土表面形成致密的有机薄膜，可防止减缩剂的挥发和混凝土内部水分的散失，进一步增强了减少混凝土收缩开裂的效果，能够比现有养护方法更加有效地防止混凝土出现收缩开裂，使水泥得到充分水化，混凝土微观结构更加致密，使混凝土从成型到硬化后一直具有优良的防裂能力，提高了混凝土结构力学性能和耐久性能。
本发明所提供的一种水泥混凝土养护方法可适用于一般混凝土工程如工业或民用建筑结构、水泥混凝土路面的养护，与现有养护方法相比，本发明具有以下特点：本发明将混凝土减缩溶液和养护剂先后分别应用在待养护的混凝土表面，有效避免了减缩溶液和养护剂相互干扰致使失效的问题，能够充分发挥减缩溶液减低表面混凝土孔溶液表面张力作用，从而使混凝土收缩显著降低；同时通过使用混凝土养护剂，使其能够在混凝土表面成膜，最大程度地阻止混凝土表面水分散失的同时杜绝了减缩剂挥发等不利影响。在减缩和保水养护的双重作用下使混凝土收缩大大降低，这对于防止混凝土出现收缩开裂具有重要意义，尤其是对于养护作业难度大的重要混凝土结构工程的养护作业，这种养护方法不仅减缩养护效果优于现有养护工艺，工艺和质量控制简便，而且经过该种养护方法养护的混凝土力学性能也较其他养护方式下的混凝土优异。此外，由于将减缩溶液和养护剂喷涂在混凝土表面后，后期不需要继续对混凝土进行其他保湿养护措施，后期养护工艺大大简化，节约了养护成本，简化了对施工中养护效果的监控，对于保证混凝土施工进度有积极的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和实验数据对本发明作进一步的详细说明。
实施例：混凝土养护时直接将减缩溶液(其中减缩剂和水质量比为1∶1，渗透剂占上述二者质量比为1％，其中减缩剂采用格雷斯Eclipse Floor型减缩剂，渗透剂采用TF-107B型醇醚磷酸单酯类耐碱渗透剂)按0.15kg/m2的用量喷涂在已饱和面干的混凝土表面，待混凝土表面无大面积液态减缩溶液可见时，再将混凝土养护剂(丙烯酸类乳液型养护剂)喷涂在混凝土表面。上述过程中，若养护时混凝土表面干燥，则须用上述减缩溶液对混凝土进行不少于60分钟的预湿，使其内部水分含量达到饱和面干状态。
本方法和其他各种养护方式和混凝土干燥收缩值、质量损失率、强度、电通量等性能参数的关系可参照下列实验数据表格。
试验结果
用上述实施例提供的养护工艺对细石混凝土进行养护后，其干燥收缩值和质量损失率如下表1和表2所示。
表1本发明实施例与其他养护工艺干燥收缩值/(×10-6)
| 养护时间(天) | 1 | 3 | 6 | 12 | 28 |
| 完全干燥养护 | 86.0 | 230.7 | 375.3 | 450.0 | 562.0 |
| 养护时间(天) | 1 | 3 | 6 | 12 | 28 |
| 仅外涂减缩剂后干燥养护 | 6.7 | 98.7 | 252.0 | 308.0 | 476.0 |
| 仅外涂养护剂后干燥养护 | 53.3 | 163.3 | 332.7 | 400.0 | 545.3 |
| 本发明实施例 | -20.0 | 54.7 | 167.3 | 246.7 | 396.7 |
表2本发明实施例与其他养护工艺质量损失率/(％)
| 养护时间(天) | 0.5 | 1 | 3 | 6 | 12 | 27 |
| 完全干燥养护 | 1.72 | 1.83 | 2.61 | 2.74 | 2.59 | 2.62 |
| 仅外涂减缩剂后干燥养护 | 0.92 | 1.09 | 2.23 | 2.32 | 2.25 | 2.40 |
| 仅外涂养护剂后干燥养护 | 0.91 | 1.06 | 2.22 | 2.35 | 2.38 | 2.61 |
| 本发明实施例 | 0.47 | 0.65 | 1.83 | 1.97 | 2.08 | 2.35 |
由上表1，2可知，相比单纯使用减缩剂、养护剂，本发明实施例作用下的混凝土干燥收缩值和质量损失率均较低，尤其是早期7天以前效果十分显著，早期1～2d甚至表现出一定的微膨胀，这对于防止水泥基材料早期收缩开裂十分有利。
表3本发明实施例与其他养护工艺强度
表3为各种养护方式下材料强度变化，表中数据显示本发明实施例对材料强度有明显的提高作用，尤其对抗折强度有较明显的增强作用。
表4为各种养护方式下混凝土氯离子渗透性比较，由表中数据可知，本发明实施例养护的混凝土电通量远远小于单独使用减缩剂或养护剂，而且接近于5天标准养护下混凝土的抗氯离子渗透性能，说明本发明能有效提高混凝土渗透性，有益于延长混凝土使用寿命。
表4本发明实施例与其他养护工艺混凝土快速氯离子渗透性实验结果
| 养护方式 | 电通量/(库仑) |
| 标准养护 | 3639 |
| 完全干燥养护 | 6153 |
| 5天标准养护后干燥养护 | 4289 |
| 仅外涂减缩剂后干燥养护 | 5143 |
| 仅外涂养护剂后干燥养护 | 5698 |
| 本发明实施例 | 4768 |
Claims (4)
1.一种水泥混凝土养护方法，其特征在于：养护时直接在混凝土表面喷洒或涂刷混凝土减缩溶液；待混凝土表面无液态减缩溶液可见时，立即在混凝土表面喷涂混凝土养护剂。
2.如权利要求1所述的水泥混凝土养护方法，其特征在于：在喷洒或涂刷混凝土减缩溶液之前，使被养护的混凝土达到饱和面干状态。
3.如权利要求1或2所述的水泥混凝土养护方法，其特征在于：所用混凝土减缩溶液由减缩剂、水以及渗透剂物理均匀混合组成，其中减缩剂和水的质量比例为10∶90～100∶0，渗透剂占减缩溶液的质量比例为1％。
4.如权利要求3所述的水泥混凝土养护方法，其特征在于：减缩溶液用量为0.10～0.20kg/m2。
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