CN110173122B

CN110173122B - 一种可表面密实增强的混凝土保温保湿复合养护方法

Info

Publication number: CN110173122B
Application number: CN201910373246.6A
Authority: CN
Inventors: 蒋睿; 程冠之; 谢永江; 董全霄; 郑新国; 曾志; 李享涛; 刘子科; 李世达; 谢清清
Original assignee: China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS; Railway Engineering Research Institute of CARS; China Railway Corp
Current assignee: China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS; Railway Engineering Research Institute of CARS; China State Railway Group Co Ltd
Priority date: 2019-05-06
Filing date: 2019-05-06
Publication date: 2021-11-12
Anticipated expiration: 2039-05-06
Also published as: CN110173122A

Abstract

本发明涉及一种可表面密实增强的混凝土保温保湿复合养护方法，将纳米硅溶胶与保温保湿养护膜组合进行混凝土养护，所述复合养护方法中对纳米硅溶胶的粒径范围、喷涂用量与喷涂时机进行了限定，所述保温保湿养护膜具有特定的储释水结构特征。本发明结合纳米硅溶胶的表面密实增强效果与养护膜的保温保湿作用，充分利用现浇混凝土结构早期自身的水化与放热特性，实现混凝土表面密实增强，从而提升结构的耐久性。

Description

一种可表面密实增强的混凝土保温保湿复合养护方法

技术领域

本发明属于混凝土养护技术领域，具体涉及一种可表面密实增强的混凝土保温保湿养护方法。

背景技术

自1842年波特兰水泥问世以来，水泥混凝土因其原料易得、工艺简单、力学性能优良等优势成为土木工程领域最重要的建筑材料之一。遗憾的是，经历了近200年的发展，混凝土的制备技术和服役状况却不容乐观，结构的过早劣化并不鲜见。合理开展混凝土养护是确保工程质量的重要环节，尤其是在混凝土极易出现失水开裂的早期，对后续结构性能发展乃至结构的耐久性有着重要的影响。而与此同时，冬季等低温环境则使得现浇混凝土结构的早期养护面临更加严峻的考验。针对该问题，目前常用的保温保湿养护方法包括土工布洒水养护、塑料薄膜覆盖养护、喷洒养护剂养护等，尽管在一定程度上减少了水分与热量的散失，但大多存在着洒水频次和水量难以控制，湿度波动大且难以保证，保温效果差等缺点。非但如此，在浇筑完成不久的混凝土表面直接大量喷水，甚至会增大局部水胶比，降低混凝土表面致密度，同时对于较大体积结构，还可能在短时间内产生较大的内外温差，增大温度开裂风险。

近年来，混凝土养护膜的出现引起了较广泛的关注，为解决混凝土结构早期养护问题提供了新思路，如发明专利CN 108582443 A公开了一种混凝土制品智能节水保湿养护膜，从上至下依次设置不渗水层、第一渗水层、第二渗水层，与土工布、麻袋、草帘等养生材料相比具有高倍节水、吸附性好、有效平缓昼夜温差、抑制微裂缝等优点。实用新型专利CN207291131 U则公开了一种混凝土保湿保温养护膜，能在寒冷或酷暑干燥环境中保持混凝土养护面的湿度和温度，养护效果持久稳定，可满足混凝土水化需要，保证混凝土的强度和硬化速度，避免裂缝的产生；并可用于混凝土曲面和平面的养护，适合桥梁、隧道以及各种特殊施工部位的混凝土养护工作，显著节约养护用水。但目前公开的混凝土养护膜产品及技术的大多聚焦于养护膜养护对混凝土早期强度的提升以及裂缝的抑制，缺乏对混凝土表面致密度这一重要的耐久性影响指标的关注，而该项指标与混凝土的早期养护效果密切相关。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种可表面密实增强的混凝土保温保湿养护方法。

本发明所述的一种可表面密实增强的混凝土保温保湿养护方法，其特征在于将纳米硅溶胶与保温保湿养护膜组合以进行混凝土养护，所述纳米硅溶胶的粒径为8~20 nm，所述保温保湿养护膜的储水量为0.3~1.2 kg/m²，释水速率为0.005~0.05 kg/d。

所述纳米硅溶胶为一种纳米级无定形二氧化硅颗粒的水分散溶液，外观微乳白透明至半透明，pH值8.0~11.0，Zeta电位±（15 mV ~30 mV）。

所述纳米硅溶胶表面分布有氨基基团或羟基基团，表面基团密度为0.5 mmol/g~5mmol/g。

所述纳米硅溶胶的喷涂量为4.0 g/m²~10.0 g/m²。

所述纳米硅溶胶应用于混凝土成型面时，需在收面后半小时内完成喷涂，应用于混凝土非成型面时，则需在拆模后半小时内完成喷涂。

所述保温保湿养护膜由阻水塑料膜、储释水层、无纺布和粘合剂复合而成。

所述保温保湿养护膜的储释水层由吸水纤维与高性能吸水树脂组合而成，吸水纤维的饱和吸水倍率为20~30倍，高性能树脂为10~30目的改性树脂颗粒，饱和吸水倍率为50~100倍。

所述养护膜在包裹混凝土前需预先饱水处理，待混凝土表面喷涂纳米硅溶胶后铺覆，需与混凝土表面良好密贴。

所述养护方式实施后，冬季施工条件下混凝土表面温度可提高10℃~15 ℃，28 d表面相对湿度维持在98%以上，表面混凝土渗透系数降低10%以上，表面耐磨强度提高15%以上。

所述的一种可表面密实增强的混凝土保温保湿复合养护方法在混凝土养护中的应用。

本发明的积极效果是：

纳米硅溶胶有效提升了混凝土的表面密实度，同时，养护膜的保温保湿作用降低了混凝土的早期开裂敏感性，两者相辅相成，促进了混凝土早期强度与抗侵蚀性能的有效提升。所选用的纳米硅溶胶，具有很高的水化活性以及合理的粒径范围，可以有效吸收界面区富集的氢氧化钙，生成C-S-H凝胶，提高了界面的粘接力；而所用养护膜，通过优化储释水层结构，控制养护全周期释水率，确保在纳米硅溶胶密实强化作用过程中水分的持续提供，在实现良好保温保湿养护的同时，进一步促进了纳米硅溶胶对混凝土表面的密实作用效果，并能与不同形式的混凝土结构高度密贴，具有良好的普适性。

具体实施方式:

为详细说明本发明的特征及所能达到的效果，下面结合实施例和对比例做详细说明。

实施例1：

所述可表面密实增强的混凝土保温保湿养护方法将纳米硅溶胶与保温保湿养护膜组合以进行混凝土养护，所述复合养护方法中对纳米硅溶胶的粒径范围、喷涂用量与喷涂时机进行了限定，所述保温保湿养护膜具有特定的储释水结构特征。所述纳米硅溶胶颗粒粒径20 nm，喷涂量10 g/m²，在现浇混凝土成型面抹面后30 min内进行喷涂。所述保温保湿养护膜的储水层采用饱和吸水倍率为20倍的吸水纤维和饱和吸水倍率为100倍的改性树脂复合而成。

实施例2：

所述可表面密实增强的混凝土保温保湿养护方法将纳米硅溶胶与保温保湿养护膜组合以进行混凝土养护，所述复合养护方法中对纳米硅溶胶的粒径范围、喷涂用量与喷涂时机进行了限定，所述保温保湿养护膜具有特定的储释水结构特征。所述纳米硅溶胶颗粒粒径8 nm，喷涂量4 g/m²，在现浇混凝土非成型面拆模后30 min内进行喷涂。所述保温保湿养护膜的储水层采用饱和吸水倍率为30倍的吸水纤维和饱和吸水倍率为50倍的改性树脂复合而成。

对比例1：

所述可表面密实增强的混凝土保温保湿养护方法将纳米硅溶胶与保温保湿养护膜组合以进行混凝土养护，所述复合养护方法中对纳米硅溶胶的粒径范围、喷涂用量与喷涂时机进行了限定，所述保温保湿养护膜具有特定的储释水结构特征。所述纳米硅溶胶颗粒粒径80 nm，喷涂量4 g/m²，在现浇混凝土非成型面拆模后30 min内进行喷涂。所述保温保湿养护膜的储水层采用饱和吸水倍率为30倍的吸水纤维和饱和吸水倍率为50倍的改性树脂复合而成。

对比例2：

所述可表面密实增强的混凝土保温保湿养护方法将纳米硅溶胶与保温保湿养护膜组合以进行混凝土养护，所述复合养护方法中对纳米硅溶胶的粒径范围、喷涂用量与喷涂时机进行了限定，所述保温保湿养护膜具有特定的储释水结构特征。所述纳米硅溶胶颗粒粒径8 nm，喷涂量30 g/m²，在现浇混凝土非成型面拆模后30 min内进行喷涂。所述保温保湿养护膜的储水层采用饱和吸水倍率为30倍的吸水纤维和饱和吸水倍率为50倍的改性树脂复合而成。

对比例3：

所述可表面密实增强的混凝土保温保湿养护方法将纳米硅溶胶与保温保湿养护膜组合以进行混凝土养护，所述复合养护方法中对纳米硅溶胶的粒径范围、喷涂用量与喷涂时机进行了限定，所述保温保湿养护膜具有特定的储释水结构特征。所述纳米硅溶胶颗粒粒径8 nm，喷涂量4 g/m²，在现浇混凝土非成型面拆模后30 min内进行喷涂。所述保温保湿养护膜的储水层采用饱和吸水倍率为150倍的改性树脂。

在同一批混凝土成型后，在其表面包覆不同的养护膜，经28天相同养护处理后，得到如下表的结果：

由实施例2和对比例1结果可知，对比例1中纳米硅溶胶粒径过大，反应活性及其对微结构的密实填充作用降低，未能达到理想的表面密实增强效果。

由实施例2和对比例2结果可知，对比例2中纳米硅溶胶喷涂量过大，在立面混凝土表面难以完全吸收，存在沿混凝土壁面下流的情况，而对于平面混凝土，则由于硅溶胶在混凝土表面的浸润深度有限，大量硅溶胶停留在表面，故两种结构形式下，均未能提升密实增强效果。

由实施例2和对比例3结果可知，对比例3中养护膜中所用吸水树脂吸水倍率较大，且未与吸水纤维复合，在对立面混凝土进行养护的过程中，由于自重导致分布不均，未能达到理想的保温保湿养护效果，进而影响了混凝凝土的表面致密度。

Claims

1.一种可表面密实增强的混凝土保温保湿复合养护方法，其特征在于将纳米硅溶胶与保温保湿养护膜组合以进行混凝土养护，所述纳米硅溶胶的粒径为8~20 nm，喷涂量为4.0~10.0 g/m²；所述保温保湿养护膜由阻水塑料膜、储释水层、无纺布和粘合剂复合而成，储水量为0.3~1.2 kg/m²，释水速率为0.005~0.05 kg/d；所述纳米硅溶胶应用于混凝土成型面时，需在收面后半小时内完成喷涂，应用于混凝土非成型面时，则需在拆模后半小时内完成喷涂；所述养护膜在包裹混凝土前需预先饱水处理，待混凝土表面喷涂纳米硅溶胶后铺覆，需与混凝土表面良好密贴。

2.根据权利要求1所述的一种可表面密实增强的混凝土保温保湿复合养护方法，其特征在于所述纳米硅溶胶为一种纳米级无定形二氧化硅颗粒的水分散溶液，外观微乳白透明至半透明，pH值8.0~11.0，Zeta电位±（15~30 mV）。

3.根据权利要求1所述的一种可表面密实增强的混凝土保温保湿复合养护方法，其特征在于所述纳米硅溶胶表面分布有氨基基团或羟基基团，表面基团密度为0.5~5 mmol/g。

4.根据权利要求1所述的一种可表面密实增强的混凝土保温保湿复合养护方法，其特征在于所述保温保湿养护膜的储释水层由吸水纤维与高性能吸水树脂组合而成，吸水纤维的饱和吸水倍率为20~30倍，高性能树脂为10~30目的改性树脂颗粒，饱和吸水倍率为50~100倍。

5.根据权利要求1所述的一种可表面密实增强的混凝土保温保湿复合养护方法，其特征在于所述养护方式实施后，冬季施工条件下混凝土表面温度可提高10~15 ℃，28 d表面相对湿度维持在98%以上，表面混凝土渗透系数降低10%以上，表面耐磨强度提高15%以上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种可表面密实增强的混凝土保温保湿复合养护方法在混凝土养护中的应用。