淺談施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量管理

龍躍聰

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心四川總隊(duì)，四川 成都 610213)

0 前 言

商品混凝土使用的全面推廣，極大地促進(jìn)了建筑工程的質(zhì)量，但是在工程施工中，由于施工人員對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)認(rèn)知有限，質(zhì)量意識(shí)不高，未及時(shí)根據(jù)工程實(shí)際情況對(duì)澆筑完畢的混凝土采用科學(xué)、合理的養(yǎng)護(hù)措施，往往在混凝土表面出現(xiàn)裂縫，造成混凝土強(qiáng)度偏低，從而影響混凝土耐久使用等問(wèn)題，增大了建筑企業(yè)的施工成本。因此，加強(qiáng)對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的管理與控制，確?；炷两Y(jié)構(gòu)質(zhì)量，保證現(xiàn)場(chǎng)混凝土的施工強(qiáng)度和耐久性，是目前現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工質(zhì)量控制中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。筆者結(jié)合多年建筑工程質(zhì)量管理經(jīng)驗(yàn)，介紹了如何在不同環(huán)境下對(duì)現(xiàn)場(chǎng)澆筑完畢的混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

1 混凝土養(yǎng)護(hù)的目的及作用

1)混凝土養(yǎng)護(hù)的目的：①讓水泥砂漿膠結(jié)材料在初凝時(shí)充分得到進(jìn)行水化，提高混凝土凝結(jié)、硬化速度；②降低混凝土的內(nèi)、外部溫度差，防止混凝土在初凝成型后遭受曝曬、風(fēng)吹、寒冷、氣溫驟降等不良?xì)夂虺霈F(xiàn)非正常性收縮，形成裂縫等破損現(xiàn)象。

2)混凝土養(yǎng)護(hù)的作用：①減少混凝土初凝后干收縮的延展，降低混凝土內(nèi)、外部的溫度差，防止表面裂縫的產(chǎn)生；②延長(zhǎng)混凝土初凝后內(nèi)部的持續(xù)散熱的時(shí)間，使混凝土初凝后內(nèi)、外部因溫差所產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強(qiáng)度，防止在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生貫穿裂縫；③使凝固、硬化階段的混凝土有一個(gè)適宜的潮濕環(huán)境，防止因混凝土表面失水而產(chǎn)生干縮裂縫，保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性。

因此，適宜的溫度、濕度和一定養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間，是混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制的三大要素。

2 混凝土養(yǎng)護(hù)溫度的確定及措施

1)混凝土養(yǎng)護(hù)溫度的確定。由于混凝土結(jié)構(gòu)斷面一般較厚，水泥水化時(shí)所產(chǎn)生的大量熱量不宜散發(fā)，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部聚積，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)外溫度差；在混凝土初凝、硬化階段，外界氣溫的急劇變化會(huì)加大混凝土的內(nèi)、外部溫度差，這對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)是極為不利的，就需要在施工階段以及外界環(huán)境變化巨大的階段，對(duì)混凝土的內(nèi)、外部的溫度差進(jìn)行控制，加強(qiáng)混凝土表面的保溫措施，防止降溫過(guò)快。

一般來(lái)說(shuō)，及時(shí)對(duì)混凝土初凝后進(jìn)行內(nèi)、外部溫度差控制，主要針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1 m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)可能會(huì)因混凝土中的水泥砂漿膠凝材料在水化引起的溫度變化和收縮時(shí)，導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土，即大體積混凝土[1]。

規(guī)范要求大體積混凝土內(nèi)部的中心溫度與其表面溫度的差值不應(yīng)大于25℃、表面溫度與自然氣溫的溫度差值不應(yīng)大于20℃[2]。針對(duì)一般混凝土，比如道路路面混凝土、框剪結(jié)構(gòu)的剪力墻混凝土等，進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)，主要保證其表面溫度與大氣溫度的差值不大于20℃。

2)混凝土內(nèi)外溫度差的控制措施?？刂铺幱诔跄⒂不A段的混凝土內(nèi)、外部溫度差，主要有以下三方面措施。

(1)降低水化熱。水泥砂漿膠凝材料在水化過(guò)程中要產(chǎn)生一定的熱量，該熱量在無(wú)任何阻隔的情況下以自然蒸發(fā)形式發(fā)生。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面尺寸一般較大，表面周長(zhǎng)∶截面積的系數(shù)比相對(duì)較小，所以混凝土膠凝材料在水化時(shí)產(chǎn)生的熱量散失較慢，導(dǎo)致熱量在混凝土內(nèi)部聚集，使混凝土內(nèi)、外部溫差值增大?；炷脸跄不A段產(chǎn)生的水泥水化熱，與混凝土骨料用量、水泥用量和水泥品種有關(guān)。降低水泥水化熱的主要措施有調(diào)整混凝土配合比、減少水泥用量、優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣水泥、添加外加劑和摻合料等。

(2)減小自然溫度對(duì)混凝土的影響?；炷恋臐仓囟群湍Y(jié)硬化時(shí)的表面溫度是隨著外界氣溫的變化而變化的，而混凝土凝結(jié)硬化時(shí)中心部位溫度受外界氣溫變化影響小，特別是在氣溫驟降時(shí)，會(huì)極大提高混凝土內(nèi)、外部層的溫度差值，使混凝土的溫度應(yīng)力值增大；針對(duì)大體積混凝土，由于其散熱較慢，初凝硬化時(shí)其內(nèi)部最高溫度可達(dá)60℃～65℃，因此，對(duì)混凝土進(jìn)行內(nèi)、外部溫度差值控制，就顯得尤為重要。減小外界氣溫變化對(duì)混凝土影響的常用措施是對(duì)混凝土進(jìn)行表層保溫隔熱、內(nèi)部逐步降溫兩方面。具體方法有：提高混凝土入模溫度，加快混凝土澆筑速度，及時(shí)對(duì)混凝土采取遮陽(yáng)、擋風(fēng)、保溫、隔熱措施，混凝土澆筑前在構(gòu)件中埋設(shè)冷卻管進(jìn)行冷卻水循環(huán)，噴灑養(yǎng)護(hù)劑等。

(3)降低混凝土的收縮變形。混凝土拌和用水量的約20%，是混凝土膠凝材料初凝硬化時(shí)所必需的；拌和用水量的約80%，會(huì)全部在自然條件下蒸發(fā)，該大量水分在短時(shí)間內(nèi)的蒸發(fā)，是引起混凝土體積收縮變形的主要原因。由于混凝土的快速收縮變形引起的應(yīng)力增大，不僅可以在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微不可見(jiàn)的細(xì)小裂縫，破壞混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，還能在混凝土結(jié)構(gòu)表面上產(chǎn)生變形，形成裂縫，從而降低混凝土的強(qiáng)度、剛度、外觀質(zhì)量和使用的耐久性。降低混凝土收縮變形的主要方法有：增加骨料體積的含量、摻加適量纖維、降低混凝土水灰比、加強(qiáng)振搗等。

3)混凝土養(yǎng)護(hù)溫度控制的注意事項(xiàng)?；炷猎谀Y(jié)硬化階段，其內(nèi)部溫度變化曲線是一個(gè)較快升溫而后再逐漸降溫的過(guò)程，升溫速率比降溫速率要大。所以，混凝土養(yǎng)護(hù)開(kāi)始階段，只需保證混凝土表面濕潤(rùn)即可，故應(yīng)盡量少覆蓋，讓混凝土有充分散熱的空間，以降低混凝土內(nèi)、外部的溫度差；養(yǎng)護(hù)中、后期，為防止混凝土內(nèi)部降溫過(guò)快，應(yīng)采取保溫措施，控制降溫速率。

不管采用哪種方法對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)進(jìn)行內(nèi)、外部溫度差的控制，都宜保證每晝夜的降溫速度不大于1.5℃，防止混凝土的內(nèi)、外部溫度差在下降過(guò)快時(shí)造成混凝土裂縫。

3 混凝土養(yǎng)護(hù)濕度的確定及措施

混凝土養(yǎng)護(hù)濕度的確定?；炷翝仓戤?、初凝后，應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)對(duì)養(yǎng)護(hù)濕度控制是非常重要的，混凝土凝結(jié)硬化過(guò)程是混凝土內(nèi)部水化反應(yīng)和多余水分蒸發(fā)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程。若混凝土養(yǎng)護(hù)環(huán)境沒(méi)有充分的濕度來(lái)保證，可能造成混凝土內(nèi)部水分在凝結(jié)硬化時(shí)大量自然蒸發(fā)，形成干燥失水影響水化過(guò)程，對(duì)混凝土使用時(shí)要求的強(qiáng)度、剛度和耐久性造成不利影響；而且失水干縮還能使混凝土在低強(qiáng)度下承受收縮引起的拉應(yīng)力超限，致使混凝土表面出現(xiàn)裂縫，可能引起質(zhì)量事故的發(fā)生。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室對(duì)混凝土試塊養(yǎng)護(hù)時(shí)，其溫度(20±2)℃、相對(duì)濕度≥95%。有關(guān)試驗(yàn)表明：在溫度相同的條件下，隨著相對(duì)濕度的增加，水泥的凝結(jié)時(shí)間會(huì)增長(zhǎng)，水化反應(yīng)的強(qiáng)度會(huì)降低；當(dāng)濕度、溫度越接近環(huán)境條件溫度20±1℃、相對(duì)濕度≥90%時(shí)，混凝土的強(qiáng)度值的偏差就越小[3]，因此，混凝土現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)的相對(duì)濕度應(yīng)以不低于90%為宜。

保證混凝土現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)所需濕度的主要方法有覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)、灑水養(yǎng)護(hù)、蓄水養(yǎng)護(hù)、涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)等，常用方法有塑料薄膜覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)、草簾(麻袋)覆蓋灑水保濕養(yǎng)護(hù)等，目的都是達(dá)到補(bǔ)充水分或者降低失水速率，保證混凝土早期塑性收縮和干燥收縮在一定時(shí)間內(nèi)維持較小狀態(tài)。需要注意的是，當(dāng)外界最低溫度低于5℃時(shí)，不應(yīng)采用灑水進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。

4 混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間的確定及措施

1)混凝土養(yǎng)護(hù)起始時(shí)間的確定?！痘炷两Y(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》(GB 50666—2019)確定了混凝土的如下養(yǎng)護(hù)時(shí)間:①采用硅酸鹽類水泥拌和制成的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于7 d；②添加了緩凝型外加劑、礦物摻合料的混凝土、有抗?jié)B要求的混凝土、強(qiáng)度等級(jí)高的混凝土(C60及以上)和后澆帶混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于14 d。

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收》(GB 50204—2015)還要求混凝土澆筑完畢后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間以及養(yǎng)護(hù)方法應(yīng)符合施工方案規(guī)定。實(shí)際上，我國(guó)大部分施工項(xiàng)目的混凝土養(yǎng)護(hù)，都是在澆筑完畢、初凝硬化后的12 h左右開(kāi)始實(shí)施。

受混凝土拌和時(shí)的原材料、配合比、澆筑部分、施工季節(jié)、施工天氣甚至混凝土攪拌時(shí)間等諸多因素影響，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間到底從何時(shí)開(kāi)始，很難有準(zhǔn)確結(jié)論。只要混凝土中的水分產(chǎn)生了自然蒸發(fā)，混凝土的失水收縮就已開(kāi)始，早期發(fā)展迅速，初凝后的24 h之內(nèi)可完成大部分的失水收縮，尤其是添加了減水劑的混凝土，在初凝完成的8 h以內(nèi)，是混凝土內(nèi)部失水收縮的急劇增加期，如果仍采用在混凝土初凝12 h后才開(kāi)始進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，顯然該養(yǎng)護(hù)開(kāi)始時(shí)間已大大滯后于混凝土開(kāi)裂的危險(xiǎn)期，極可能造成混凝土因早期失水產(chǎn)生裂縫。筆者結(jié)合多年施工經(jīng)驗(yàn)，混凝土養(yǎng)護(hù)開(kāi)始時(shí)間原則上應(yīng)以混凝土已達(dá)足夠初始強(qiáng)度、能承受養(yǎng)護(hù)保溫保濕操作且不破壞混凝土早期結(jié)構(gòu)為宜，做到盡早、及時(shí)?；炷灵_(kāi)始養(yǎng)護(hù)的時(shí)間一般為初凝后的8～12 h。

2)養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間的確定。在工程實(shí)踐中，混凝土養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間不足，是現(xiàn)場(chǎng)混凝土養(yǎng)護(hù)施工中的一個(gè)普遍問(wèn)題?；炷琉B(yǎng)護(hù)時(shí)間一般有7、14、21、28 d四種。簡(jiǎn)單說(shuō)，凡是采用硅酸鹽水泥類拌制的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7 d；凡是添加外加劑(如緩凝劑)、摻合料(如火山灰、粉煤灰)和有特殊要求(如抗?jié)B)拌制的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d；凡是采用含火山灰、礦渣水泥類拌制的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于21 d；凡是后澆帶、懸挑結(jié)構(gòu)、拱結(jié)構(gòu)等特殊部位的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間按28 d實(shí)施為宜。

5 混凝土養(yǎng)護(hù)的類型

1)自然養(yǎng)護(hù)法：在自然氣溫高于5℃時(shí)，對(duì)混凝土采用覆蓋、灑水、擋風(fēng)等的保溫保濕等養(yǎng)護(hù)措施；該方法是最常用的混凝土養(yǎng)護(hù)方法。

2)加熱養(yǎng)護(hù)法：在自然養(yǎng)護(hù)條件達(dá)不到預(yù)期要求時(shí)，利用加熱器先加入空氣或水，然后由熱空氣或蒸汽來(lái)進(jìn)行加熱養(yǎng)護(hù)混凝土的方法；包括：現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)保溫暖棚養(yǎng)護(hù)法等。

3)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)法：混凝土在室溫維持(20±2)℃、濕度不小于95%的潮濕環(huán)境或水中的條件下的養(yǎng)護(hù)；一般針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)混凝土試件在特殊房間進(jìn)行的養(yǎng)護(hù)。

4)電熱養(yǎng)護(hù)法：將電能直接轉(zhuǎn)換為熱能來(lái)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)的一種方法，即將電級(jí)放入，或?qū)㈦姛崞髻N在混凝土表面，接通電源使電能成熱能；具體可分為電熱毯法、線圈感應(yīng)加熱法、工頻渦流法和遠(yuǎn)紅外線加熱法等。

5)養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)：將養(yǎng)生液用噴槍噴涂在混凝土表面上，在自然條件下，溶液揮發(fā)后能在混凝土外表面形成一層隔水、隔氣的薄膜，從而達(dá)到防止混凝土內(nèi)部水分過(guò)早蒸發(fā)的作用；該方法適用于清水混凝土的養(yǎng)護(hù)，不適合后期要做粉刷的混凝土。

6)輻射熱養(yǎng)護(hù)：在混凝土初凝后，在其表面覆蓋一層可隔水、氣的吸熱物質(zhì)，通過(guò)發(fā)熱體發(fā)熱達(dá)到在混凝土表面進(jìn)行集熱保溫保濕的養(yǎng)護(hù)方法；包括太陽(yáng)能熱養(yǎng)護(hù)法等。

7)冷養(yǎng)護(hù)：在自然溫度低于5℃時(shí)進(jìn)行的混凝土施工，稱為混凝土冬季施工；在低溫條件下除了采取加強(qiáng)保溫措施外，還可以采取水浸低溫養(yǎng)護(hù)法，即冷養(yǎng)護(hù)法。該方法主要是考慮了冰水臨界溫度為0℃，冰層下的水溫一般保持在4℃左右，而混凝土凍點(diǎn)溫度在-2℃，從而在一定條件下可以使嚴(yán)寒地區(qū)冬季施工的混凝土養(yǎng)護(hù)溫度保持在1℃～4℃，達(dá)到養(yǎng)護(hù)目的。

6 結(jié) 語(yǔ)

進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)，有適當(dāng)?shù)臏囟?、充足的水分和必需的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，做到養(yǎng)護(hù)盡早、及時(shí)，養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間足夠、適當(dāng)，是實(shí)現(xiàn)混凝土耐久性，防止混凝土開(kāi)裂的重要保障。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)充分考慮拌和混凝土的水泥類型、砂石骨料情況、配合比、水灰比以及混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑和養(yǎng)護(hù)的環(huán)境溫度和濕度、結(jié)構(gòu)部位、技術(shù)要求、施工操作等因素，選擇經(jīng)濟(jì)、合理、可行的一種或綜合幾種養(yǎng)護(hù)方法，從而在保證養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的前提下，達(dá)到節(jié)約施工成本的目的。

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