養(yǎng)護劑對混凝土性能的試驗研究

劉國富

摘 要：混凝土養(yǎng)護是保證混凝土質(zhì)量的重要措施，試驗采用乳液型養(yǎng)護劑，研究養(yǎng)護劑對混凝土保水性能及抗壓強度的影響規(guī)律。結(jié)果表明：在標準養(yǎng)護、室內(nèi)養(yǎng)護和室外養(yǎng)護環(huán)境下，使用養(yǎng)護劑均能降低混凝土試件水分損失，提高混凝土抗壓強度，其中使用養(yǎng)護劑的混凝土試件在以上三種環(huán)境中每平米水分損失分別減少了31.1 g、102.3 g和235.6 g，28 d抗壓強度分別提升了1.9 MPa、2.5 MPa和1.9 MPa。

關(guān)鍵詞：養(yǎng)護劑;保水性;自養(yǎng)護;抗壓強度

0 前言

在混凝土施工中，養(yǎng)護是一個非常重要的環(huán)節(jié)，特別是在孟加拉國這種氣溫高，日照強度高的地區(qū)施工，尤其要重視混凝土養(yǎng)護的問題。新成型的混凝土如不采取合理措施進行精心養(yǎng)護，讓混凝土的表面完全暴露在自然環(huán)境中，任其水分自然蒸發(fā)，那么在混凝土內(nèi)部的水泥的水化環(huán)境將會嚴重劣化，甚至導致水泥水化停止，并引起混凝土干燥收縮裂縫及表面結(jié)構(gòu)多孔疏松，造成混凝土強度大幅降低， CO2和CIˉ等的滲透性提高，混凝土對鋼筋的保護能力及其耐久性降低?；炷恋膹姸葋碓从谒嗟乃嗨荒茉诒凰畛涞拿毠軆?nèi)發(fā)生，因此，必須創(chuàng)造條件防止水分由毛細管中蒸發(fā)，才能使水泥充分水化，以保證混凝土的強度不斷增長。目前施工中的主要養(yǎng)護手段包括：蓄水養(yǎng)護、噴霧養(yǎng)護、濕覆蓋物養(yǎng)護和塑料薄膜密封養(yǎng)護等。隨著水資源日趨緊張以及對環(huán)境保護和人力資源價值重視程度的日益提高，使用傳統(tǒng)的養(yǎng)護方法不僅費時、費工和浪費資源，而且工程造價高，易引起環(huán)境污染，難以滿足現(xiàn)代高性能混凝土的施工要求?；炷琉B(yǎng)護劑噴涂在混凝土表面后，其自身水分蒸發(fā)或被混凝土吸收后，可在混凝土表面形成一層薄膜，阻止混凝土中水分持續(xù)蒸發(fā)而達到自養(yǎng)護的目的，具有省工、省時、節(jié)水和環(huán)保等優(yōu)點。本試驗采用乳液型養(yǎng)護劑，研究養(yǎng)護劑對混凝土保水性能及抗壓強度的影響規(guī)律。

1 試驗原材料

水泥采用P.O 52.5水泥;細骨料采用河沙中砂，粗骨料采用5～25（mm）連續(xù)級配碎石;外加劑采用聚羧酸高效減水劑;養(yǎng)護劑采用乳液型養(yǎng)護劑。

2 試驗方法

2.1 保水性能試驗

根據(jù)標準JC 901-2002《水泥混凝土養(yǎng)護劑》，將制備好的混凝土裝入150×150×150（mm）的塑料試模，在振動臺上振動排出試模內(nèi)氣體。沿試模內(nèi)插搗數(shù)次，缺料處用余漿抹平，使頂面均勻密實。待試件表面水消失后，用干凈毛刷輕刷表面釉層，直到刷不出表面水或用手指擦過無表面水跡，稱量基準試件質(zhì)量。待噴涂試件表面達到要求后，在試模與試件邊緣處剔出深3 mm，寬不足3 mm的V型槽，并用密封材料填充并立即稱量質(zhì)量，記錄養(yǎng)護劑噴涂質(zhì)量，噴涂采用0.2 kg/m2?；鶞试嚰c噴涂試件等間距放置，72 h后取出稱量質(zhì)量并計算混凝土水分損失質(zhì)量。

2.2 混凝土抗壓強度試驗

根據(jù)國標GB/T50081-2016《普通混凝土力學性能試驗方法標準》分別對基準混凝土試件和噴涂養(yǎng)護劑的混凝土試件3 d、7 d、28 d強度進行檢測。

3 試驗結(jié)果與分析

3.1 養(yǎng)護劑在不同養(yǎng)護條件下對混凝土保水性能的影響

試驗分別研究在標養(yǎng)、室內(nèi)和室外環(huán)境下養(yǎng)護劑對C35混凝土保水性能的影響。

3.1.1 養(yǎng)護劑在標養(yǎng)條件下對混凝土保水性能的影響

養(yǎng)護劑在標養(yǎng)條件下對混凝土保水性能的影響見表1，計算得混凝土基準試件水分損失為333.3 g/m2，噴涂養(yǎng)護劑試件的水分損失為302.2 g/m2。噴涂養(yǎng)護劑后混凝土每平米水分損失減少31.1 g。在標準養(yǎng)護的環(huán)境中，條件為溫度20℃±2℃、相對濕度95%RH以上，受環(huán)境影響混凝土基本能完成自養(yǎng)護，噴涂養(yǎng)護劑的試件與基準試件水分損失較為接近，養(yǎng)護劑所起作用不明顯。

3.1.2 養(yǎng)護劑在室內(nèi)條件下對混凝土保水性能的影響

養(yǎng)護劑在室內(nèi)條件下對混凝土保水性能的影響見表2，計算得混凝土基準試件水分損失為4 235.6 g/m2，噴涂養(yǎng)護劑試件的水分損失為4 133.3 g/m2。噴涂養(yǎng)護劑后混凝土每平米水分損失減少102.3 g。本次實驗室內(nèi)環(huán)境溫度較高，濕度較低，相對于標養(yǎng)環(huán)境混凝土水份損失較大，但養(yǎng)護劑作用相對明顯，分析原因為室內(nèi)濕度小于標養(yǎng)環(huán)境，混凝土養(yǎng)護過程中與外界的滲透壓大于標準養(yǎng)護的滲透壓，養(yǎng)護劑在混凝土表面產(chǎn)生的薄膜阻礙混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)，使混凝土自養(yǎng)護進行的較為明顯。

3.1.3 養(yǎng)護劑在室外條件下對混凝土保水性能的影響

養(yǎng)護劑在室外條件下對混凝土保水性能的影響見表3，計算可得室內(nèi)養(yǎng)護基準試件水分損失為3 377.8 g/m2，噴涂養(yǎng)護劑試件水分損失為3 142.2 g/m2，噴涂養(yǎng)護劑后混凝土每平米水分損失減少235.6 g。本次實驗室外養(yǎng)護大部分時間背陽，濕度相對室內(nèi)環(huán)境較高，因此水分損失相對室內(nèi)環(huán)境低。綜合表1、2、3可知，在不同養(yǎng)護條件下，噴涂養(yǎng)護劑后，混凝土的水分損失均不同程度降低，其中在室外環(huán)境下，養(yǎng)護劑應(yīng)用效果最為明顯。

3.2 養(yǎng)護劑對混凝土抗壓強度的影響

試驗分別研究標養(yǎng)、室內(nèi)和室外條件下，養(yǎng)護劑對C35混凝土強度的影響。

3.2.1 標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護劑對混凝土抗壓強度的影響

標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護劑對C35混凝土抗壓強度的影響如圖1，其中基準混凝土3 d、7 d、28 d強度分別為20.6 MPa、

30.9 MPa和46.4 MPa，噴涂養(yǎng)護劑混凝土3 d、7 d、28 d強度分別為20.9 MPa、34.3 MPa和48.3 MPa。由圖1可知噴涂養(yǎng)護劑試件強度高于基準試件強度，且養(yǎng)護3 d到7 d這段時間噴涂養(yǎng)護劑的試件強度增長速率比基準試件強度增長快，7 d到28 d的時候則相反。這是由于養(yǎng)護劑在混凝土表面滲透層發(fā)生了化學反應(yīng)，堵住了混凝土表層的毛細孔，故在養(yǎng)護前期噴涂養(yǎng)護劑混凝土試件內(nèi)部水分充足，水泥水化速度快于基準試件的水化速度，待噴涂試件內(nèi)部水分降低之后，與外界水分交換較慢，而基準試件此時在滲透壓的影響下，水分相對充足，故水化速率比噴涂試件快，強度增長速率也快于噴涂試件。

3.2.2 室內(nèi)養(yǎng)護條件下養(yǎng)護劑對混凝土抗壓強度的影響

室內(nèi)養(yǎng)護條件下養(yǎng)護劑對C35混凝土抗壓強度的影響如圖2，其中基準混凝土3 d、7 d、28 d強度分別為21.6 MPa、

25.4 MPa和43.3 MPa，噴涂養(yǎng)護劑混凝土3 d、7 d、28 d強度分別為21.9 MPa、25.9 MPa和45.8 MPa。由圖2可知，混凝土基準試件與噴涂養(yǎng)護劑試件前期（7 d）強度與強度增長速率接近，到養(yǎng)護后期噴涂養(yǎng)護劑的試件強度增長速率快于基準試件的強度增長速率。分析原因為本次實驗室內(nèi)養(yǎng)護溫度較高，養(yǎng)護前期由于混凝土試件內(nèi)部水分充足，足以維持自養(yǎng)的進行，養(yǎng)護進入到中后期，由于噴涂養(yǎng)護劑試件受到薄膜保護，內(nèi)部水分蒸發(fā)較少，而基準試件由于周圍環(huán)境溫度高，濕度低，內(nèi)部水分損失較大，不足以維持后期自養(yǎng)的進行，水化速率變慢，強度增長速率小于噴涂試件的強度增長速率。

3.2.3 室外養(yǎng)護條件下養(yǎng)護劑對混凝土抗壓強度的影響

室外養(yǎng)護條件下養(yǎng)護劑對C35混凝土抗壓強度的影響如圖3，其中基準混凝土3 d、7 d、28 d強度分別為22.1 MPa、

33.7 MPa和49.9 MPa，噴涂養(yǎng)護劑混凝土3 d、7 d、28 d強度分別為22.3 MPa、33.7 MPa和51.8 MPa，分析圖3可知，室外養(yǎng)護C35混凝土，噴涂養(yǎng)護劑試件與基準試件在前期混凝土內(nèi)部水分揮發(fā)較少，水泥水化速率接近，故二者3 d和

7 d前強度相近，養(yǎng)護7 d后，噴涂養(yǎng)護劑試件由于養(yǎng)護劑保水作用，內(nèi)部水分多于基準試件水分，在同樣環(huán)境中，水化速率比基準試件水化速率快，因此28 d后強度高出基準試件約2 MPa。

4 結(jié)論

（1）在不同養(yǎng)護環(huán)境下，養(yǎng)護劑的使用均能降低混凝土試件水分損失，其中在室內(nèi)和室外環(huán)境下，養(yǎng)護劑保水效果較明顯。在室內(nèi)環(huán)境下，噴涂養(yǎng)護劑后混凝土每平米水分損失減少102.3 g;在室外環(huán)境下，噴涂養(yǎng)護劑后混凝土每平米水分損失減少235.6 g。

（2）在不同養(yǎng)護環(huán)境下，養(yǎng)護劑均能提高混凝土試件抗壓強度。在標準養(yǎng)護、室內(nèi)養(yǎng)護和室外養(yǎng)護環(huán)境下噴涂養(yǎng)護劑的C35混凝土試件28 d強度相對基準試件分別提升了1.9 MPa、2.5 MPa和1.9 MPa。

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