東科地面養護劑及其應用
隨著水資源的緊張,干旱缺水地區澆筑混凝土板養護用水的困難和城市道路采用濕治養護影響市容整潔等問題的日趨嚴重化,但同時又為了使新澆混凝土及其外露面保持適當濕度,使混凝土具有良好的硬化條件,經反復試驗表明,養護劑養護方法能夠保證混凝土的水化反應,真正達到養護標準。分析了混凝土傳統的濕潤養護法與新型混凝土養護劑養護的各自優缺點,以及顯著的經濟效益。
目前,國內混凝土養護普遍采用自然養護方法.經過多年對混凝土養護方法的實踐與調研,發現施工單位比較忽視混凝土的養護,灑水、覆蓋養護不能按規范要求及期限適時進行,且養護質量難以控制與管理,根本達不到自然養護要求的標準,不僅影響混凝土早期強度的增長,更重要的是由于混凝土表面水分急劇蒸發失散,造成混凝土表面干縮、龜裂、起毛,嚴重影響混凝土整體質量以及其他性能的發揮。混凝土養護至今仍然是混凝土構筑物成型工藝中的難點,研究探討混凝土養護方法及其實際效果,對提高混凝土構筑物的耐久性并節約用水有著十分重要的意義。
1 東科地面養護劑方法的研究
混凝土是水硬性材料,混凝土養護是保證混凝土施工質量的一項重要工序。在混凝土強度增長期,為避免表面蒸發和其他原因造成的水分損失,使混凝土水化作用得到充分的進行,保證混凝土的強度,耐久性等技術指標,同時為防止由于干燥而產生裂縫,必須對其進行養護。傳統的混凝土養護方法有自然養護、常壓蒸汽養護和高溫高壓養護等。正常情況下,我們都采用灑水或覆蓋濕草包等自然養護方法。隨著水資源的日趨緊張及水污染嚴重,許多地方施工用水已嚴重短缺,傳統方法越來越難適應現代施工需要。因此出現了混凝土養護的新型材料與工藝,即混凝土養護劑。它可使混凝土表面與空氣隔絕,水分不再蒸發,從而利用混凝土自身的水分zui大限度的完成水化作用,達到養護目的。
水工混凝土養護是混凝土生產中周期zui長的工藝過程,養護時間視當地氣候條件及水泥品種而定,一般養護從混凝土澆筑完畢12~18h開始,并持續21~28d。多采用灑水進行自然養護,還有噴涂薄膜養護和塑膜包裹養護方法,使混凝土表面保持濕潤,實現養護目的。
2 東科種類及養護機理
2.1 混凝土養護劑的定義
一種覆蓋、噴灑或涂刷于混凝土表面,具備足夠的保水養生功能,但不影響混凝土性能的保水膜材和懸浮物乳液。它們能在混凝土表面形成一層連續的基本不透水的密閉養生薄膜,以防止混凝土硬化早期的水分揮發,可用于新澆筑混凝土的養護,也可用于養護脫模后的混凝土以及經過早期濕養護混凝土的繼續養護。
各種混凝土養護劑的物理性能基本*,只是材料組成有所不同,例如JD混凝土養護劑為無色液體、無毒、無臭、不燃燒、透氣率低,常溫下混凝土面上成膜時間約20~30min,有較好的成膜性和保水作用,成膜厚度<SPA>0.058~0.086mm,雖然成膜的抗拉強度和伸長率,比吹塑或聚乙烯塑料薄膜偏低,但用于水工混凝土21~28d養護期是*可以滿足要求的。經工程試驗室試驗,該產品各項指標均達到標準,主要物理指標:固體含量不小于15%,CaCl2析出率不大于6%,PH值8~9,zui低成膜溫度6~8℃,貯存穩定性為3個月內無析出物(貯存溫度大于0℃),斷裂伸長率98%,涂刷用量4~6kg/m2。
2.2 混凝土養護劑的養護機理
混凝土在硬化過程中,水泥*水化需要的水量僅約為水泥量的22%~27%,多余的水量是為了滿足混凝土施工和易性的要求,因此如能保持住混凝土中未凝水分不散失,凝固過程中根本不需要養護,但實際施工時在自然環境中水分不斷蒸發散失,若不創造人工濕潤環境,如覆蓋、澆水等,保持混凝土中的水分,則難以保證水泥的水化反應,特別是在混凝土硬化的初期,保持適當的環境溫度和濕度對混凝土強度和其它性能的提高非常必要,采取混凝土養護劑養護就是在混凝土表面涂刷養護劑,隨著溶液的揮發迅速在混凝土體的 表面結成一層不透水膜,使混凝土表面的毛細孔與外界隔絕,將混凝土中大部分水化熱及蒸發水積蓄下來進行自養,由于膜的有效期比較長,使混凝土得到良好的養護,對提高混凝土的抗滲性、抗凍性及耐久性有著很重要的作用,從而保證了水工混凝土應有的質量。
2.3 混凝土養護劑的分類
(1)、水玻璃類
水玻璃(即硅酸鈉)噴灑在混凝土表面,在表面1~3mm與氫氧化鈣作用生成氫氧化物和不溶性的硅酸鈣。氫氧化物可活化砂子的表面膜,有利于混凝土表面強度的提高,而硅酸鈣是不溶物,能封閉混凝土表面的各種孔隙,并形成一層堅實的薄膜,阻止混凝土中自由水的過早過多蒸發,從而保證水泥充分水化,達到養護的目的。
(2)、乳液類
包括石蠟乳液、瀝青乳液和高分子乳液,噴涂在混凝土表面,當蒸發或被混凝土吸收后,乳液顆粒聚攏形成不透明薄膜,阻止混凝土中水分蒸發而達到自養的目的。
(3)、溶劑類
如過氯乙烯的溶液,用水稀釋、中和,噴涂于混凝土表面,養護機理同乳液類。
(4)、復合類
這類產品由有機高分子材料與無機材料及表面活性劑滲透劑等多種助劑配制而成,綜合了2、3兩類產品的優點,依靠雙重作用機理起到養護效果。
2.4 應用混凝土養護劑的工藝要求
使用混凝土養護劑工藝非常簡單,一次涂刷及能管住整個混凝土養護期,作業方法可根據建筑外形狀況及施工情況選用噴涂或涂刷方法,將養護劑均勻的涂刷與混凝土表面,工程施工多采用人工涂刷作業來完成。
(1)、混凝土路面采用噴灑養生劑養生時,噴灑應均勻、成膜厚度應足以形成*密閉水分的薄膜,噴灑后的表面不得有顏色差異。噴灑時間宜在表面混凝土泌水完畢后進行。噴灑高度宜控制在0.5—1m。使用一級品養生劑時,zui小噴灑劑量不得少于0.30㎏/㎡;合格品的zui小噴灑劑量不得少于0.35㎏/㎡。不得使用容易被雨水沖刷掉的和對混凝土強度、表面耐磨性有影響的養生劑。當噴灑一種養生劑達不到90%以上有效保水率要求時,可采用兩種養生劑各噴灑一層或噴灑一層養生劑再加覆蓋的方法。噴涂作業完成后,即用清水洗凈噴霧器,防噴孔堵塞,影響下次使用。
(2)、涂刷作業法采用油漆刷或涂料滾直接涂刷成膜。一般先水平涂刷*遍,涂刷一定范圍5~10min后再以垂直方向回涂第二遍,務必使圖層均勻成膜,自上而下逐漸擴大范圍,邊角或毛糙的部位要細致刷到,一定使混凝土構筑物表面全封閉。
(3)、噴刷作業時應注意在混凝土表面沒有浮水或泌水已蒸發,用手指按壓混凝土無痕跡時即可噴刷養護劑,使用模板的部位拆模后立即實施噴刷養護作業,噴刷過早會腐蝕混凝土表面,拖延過遲則混凝土水分蒸發,影響養護效果。
(4)、噴刷混凝土養護劑用量指標:1kg養護劑噴涂面積應控制在4~6m2;涂刷面積可控制在5m2;天氣炎熱或大風天,養護劑用量可酌情增加。作業過程中應及時把握材料用量與質量。
(5)、噴刷混凝土養護劑時要防止雨水及沙塵入侵,同時還要注意避免機械性碰撞或在其上行車及拖拉重物,若有損傷應及時補刷。
3 東科混凝土養護技術經濟分析
混凝土澆搗密實成型后,逐漸凝結硬化,具有一定的強度和耐久性,這個過程主要是由水泥的水化作用來實現的。水泥的水化作用好壞與快慢與混凝土的環境溫度、濕度及養護效果有密切的關系,尤其是早期養護,如果養護時間短或養護期內不能經常保持在濕潤狀態,混凝土內的水分會迅速蒸發,混凝土表面因干縮而產生裂縫或形成毛細網透氣滲水,是混凝土的抗滲性急劇降低,采用養護劑養護,由于保證了良好的水化熱作用,生成晶態或膠態水化物,阻塞混凝土的毛細管道,降低混凝土內部的空隙率,增強混凝土的密實性,從而獲得良好的抗滲性、抗凍性及耐久性。在一般工程環境條件下,要較好養護現澆混凝土,無論采用哪一種方法,只要能夠按照相應的養護要求去做,從理論上是*可以的,然而現實中往往做不到,特別是在炎熱、干旱、沙漠環境下,自然養護說來簡單,做法明了,但要在混凝土養護期保持濕潤狀態卻非常不容易,難在用水不便,有的結構難以覆蓋與灑水,一般不便于監督,易習慣的進行象征性養護,養護次數與保濕程度不夠,要真正達到自然養護的各項標準,其代價高于其他任何一種現場養護方法。塑料膜包裹或覆蓋發,原理成立,但不能很好的貼在混凝土表面,一般條件下不易做到天衣無縫。混凝土中水分蒸騰,吸附于塑料膜下面,混凝土養護保證率低,難以達到應有效果。
經試驗同強度等級混凝土試塊采用不同養護方法效果與經濟性比較,養護劑養護的試塊28d強度接近或基本達到標準養護強度值;塑料膜包裹養護的試塊28d強度zui高值與zui低值相差較大,均勻性較差;無覆蓋灑水養護的試塊28d強度值zui低。可以認為,養護劑養護的混凝土質量均勻,各組試件強度差異小,保證率大,是zui有效的養護方法。
4 東科混凝土養護劑結論
通過對混凝土養護劑的研究與探索,以及實踐經驗分析與總結,混凝土養護劑養護與其他各種現場養護方法相比,具有以下優點:①施工操作簡便,現場清潔,交叉作業干擾小;②有效降低混凝 土養護成本和勞動強度,節約費用50%以上;③養護后的混凝土構筑物表面水泥色澤加深,觀感良好;④便于檢查與控制養護質量,從而有效提高養護質量的保證 率;⑤對難以用灑水及覆蓋方法養護(如高空建筑物)及在干旱缺水地域的混凝土結構具有事半功倍的效果;⑥節約工程用水,避免浪費水資源.