1 混凝土的耐久性
混凝土的耐久性主要包括混凝土的抗冻性、抗渗性和耐腐蚀性等。为提高建筑物的使用年限, 必须提高混凝土的耐久性。目前提高结构物的使用寿命有各种方法, 如采用高性能混凝土、混凝土表面涂层、浸渍混凝士、环氧涂层钢筋、掺入钢筋阻锈剂和提高混凝土的设计标号等措施。设计标准的提高, 施工必须采取有效的保证措施, 才能保证建筑物的使用年限, 两者缺一不可。施工中混凝土终凝之后的养护工作, 是保证混凝土耐久性不可缺少的一环。混凝土的养护有盖草袋洒水、砂围堰蓄水、塑料管扎眼喷水、覆盖塑料薄膜和喷涂混凝土养护剂等等方法[1,2]。在缺水干旱地区, 大多数养护采用喷涂混凝土养护剂。但是采用养护剂养护混凝土, 对混凝土的耐久性有多大影响?尤其是船坞工程、泵房、地下室等有抗渗性能的混凝土能否采用养护剂养护?本文主要阐述混凝土养护剂对抗渗性能的影响。
2 混凝土的水化
混凝土的强度主要由混凝土中的水泥与水进行水化反应而产生。众所周知, 水化产物的胶体其化学结合水只占25.4%左右。而在混凝士配合比设计中, 为了满足施工要求的和易性和工作度, 往往在混凝土配合比设计中掺入占水泥质量30%~60%的水。水泥水化后多余的水分, 在施工完毕后会逐渐地蒸发到混凝土体积之外的空气中去, 蒸发强度取决于混凝土外表的气候特征——温度、湿度和风速。由于混凝土内部和空气中温度及湿度的梯度不同, 特别是气候干燥和炎热地区, 随着风速增强, 混凝土中的水分迅速蒸发, 在混凝土内部形成无数毛细管通道, 降低了混凝土的抗渗性。水分蒸发越快, 部分水泥颗粒来不及进行水化反应, 混凝土强度也随着降低。因此混凝土浇筑之后必须进行养护。
混凝土养护剂就是利用上述理论, 在浇筑后的混凝土构件表面喷涂一种养护材料, 阻止混凝土内部的水分向外蒸发, 利用自身内部的多余水分使水泥充分水化达到其设计要求。
3 养护剂的品种
目前混凝土养护剂大致可以分为4种:合成树脂型、乳胶型、乳液型和硅酸盐型。国内使用较多的是硅酸盐型和乳液型。乳液型养护剂主要有矿物油乳液和石蜡乳液等品种。将矿物油脂或石蜡加入乳化剂的水溶液中。这种乳化液喷洒 (涂敷) 在混凝土表面, 逐渐形成一层脂膜, 阻止了混凝土水分外逸, 起到了保水作用。也有像氯—偏类属于二元体组成的高聚物水溶性乳化液。当氯偏乳液喷涂到混凝土表面, 共聚物中的水逐渐挥发或被多孔的混凝土吸收。其球形聚合物就慢慢接近, 互相接触, 最后无数球环形颗粒形成一无空隙的连续薄膜封闭混凝土。硅酸盐型养护剂与传统的养护剂不同之处, 在于它喷涂在新浇混凝土表面, 并不形成一种隔绝水分蒸发的薄膜。它是以水玻璃为主要成分的养护剂, 其作用机理是利用水玻璃能与水化产物Ca (OH) 2迅速反应生成硅酸钙的胶体。混凝土表面的这层胶体膜阻碍混凝土内部的水分蒸发。
4 护剂养护效果
选择市场销售的两种乳液型和一种硅酸盐型养护剂, 与包塑料布、标准养护及自干养护进行失水率、抗压强度和抗渗性比较。为避免粗骨料的影响, 采用砂浆进行失水率和抗压强度试验。采用混凝土进行抗渗性试验。
4.1 失水率
采用40mm×40mm×160mm的砂浆试件进行失水率试验, 试验结果如表1所示。
从表1可以看出:首先自干养护失水率最大, 3d是42.9%, 7d达到49.8%, 14d基本不增加。其次是硅酸盐型A和乳液型A, 3d失水率分别是21%和23%, 14d是28%和33.2%。乳液型B的失水率小于乳液型A, 3d失水率是3.0%, 7d和14d分别是5.55%和7.4%。包塑料布养护效果最好, 3d失水率是1.9%、14d只有3.1%, 可以看出塑料布包裹试件是比较严的, 混凝土中的水分虽然部分蒸发, 但是在塑料布里的水珠清晰可见, 是难以蒸发到空气中去, 因此混凝土始终处于潮湿养护之中。
4.2 抗压强度
采用40mm×40mm×160mm试模做砂浆失水率试验的同时, 进行砂浆的抗压强度试验。试验结果如表2所示。
从表2分析:硅酸盐型A养护剂的3d, 7d和14d的抗压强度与自干养护的抗压强度基本一样, 此种养护剂没有起到养护效果。乳液型A养护剂3d的抗压强度与自干养护_样, 占标准养护强度的72%。7d和14d的抗压强度略高于自干养护的强度。乳液型B养护剂的养护效果好于其他两种养护剂, 尤其是7d和14d的抗压强度占标准养护强度的96%和95%。养护效果最好的方法是包塑料布, 3d、7d和14d的抗压强度分别占标准养护强度的97%、101%和95%。
4.3 抗渗性
抗渗性试验是制取上口直径175mm下口直径185mm, 高150mm的混凝土抗渗试件, 拆模后迅速按照不同的养护方法进行养护。待养护至28d用钢丝刷刷去两端面水泥浆及养护膜, 装至渗透仪上按照《水运工程混凝土试验规程》JTJ270-98中7.4混凝土抗渗性试验方法进行试验。试验结果如表3所示。
从表3看出:混凝土在有充足水分养护的条件下 (标准养护) , 其抗渗标号能够达到W12以上, 渗水高度只有3.1cm。包塑料布和乳液型B能够达到W5, 渗水高度分别是9.9cm和6.8cm。乳液型A、硅酸盐型A和自干养护一样, 抗渗标号只能达到W2, 渗水高度分别达到11cm以上。
5 验证试验
为满足施工要求, 在混凝土配合比设计中多掺入30%~60%的水分到底能否满足抗渗性能要求。验证试验一:在混凝土抗渗试模中浇筑混凝土, 混凝土成型以后, 在上口径试模的周边涂一层凡士林, 然后用玻璃板盖严密封。在室内放置28d拆模, 表面进行凿毛处理后, 放到混凝土抗渗仪上进行抗渗性试验。试验结果混凝土抗渗标号达到W120从试验结果可以看出, 只要混凝土养护好, 混凝土中的拌和用水完全可以满足水泥水化的需要。因此选择保水效果好, 密封严的养护剂是至关重要的。
验证试验二:把乳液型A养护剂按l∶l配成乳化液 (施工喷涂养护剂配比为养护剂∶水=1∶1.1~1.25) , 喷涂于玻璃板和混凝土表面上成膜后放大观察成膜度。在玻璃板上喷涂二遍的薄膜, 放大40倍~400倍观察其成膜度完好。在混凝土表面喷涂三遍的薄膜 (施工喷涂二遍) 其成膜度较差, 养护剂薄膜有4μm~95μm的孔洞。由于混凝土表面的粗糙度 (气泡、砂线和麻面等) , 养护剂对混凝土表面不能够全面封闭, 使部分水分从封闭不严的薄膜孔洞中蒸发掉, 混凝土内部形成的毛细孔道降低了混凝土的抗渗性。
6 结语
(1) 为提高混凝土的耐久性, 保证建筑物的使用年限, 对于船坞工程、泵房和地下室等有抗渗要求的混凝土工程不宜采用养护剂养护。
(2) 高性能混凝土不宜采用养护剂养护。
(3) 应研究封闭性强、保水效果好, 且不受混凝土粗糙面影响的养护剂。
摘要：通过对不同品种养护剂与包塑料布、标准养护及自干养护进行失水率、抗压强度和抗渗性试验。试验结果对于船坞工程、泵房和地下室等有抗渗性要求的混凝土不宜采用养护剂养护。
关键词：养护剂,养护,混凝土耐久性,影响
参考文献
[1] 张德思, 薛峰, 陈会凡.自养护高性能混凝土的试验研究[J].混凝土, 2010 (7) .
[2] 王树伟, 杜善彬.大体积混凝土冬期施工裂缝控制探讨[J].科协论坛 (下半月) , 2007 (2) .