关于混凝土实体养护问题的思考

2.混凝土发展趋势

以铁路为例，耐久性混凝土配合比设计时，根据不同的环境类别和不同的水胶比，对粉煤灰、矿渣粉等都有不同的掺量需求。但大量掺入外掺料导致的一个严重结果就是混凝土的前期强度增长缓慢，特别是各种侵蚀环境，对配合比设计过程的粉煤灰、矿粉的最小掺量界限提出了严格要求，使混凝土中对强度起决定性作用的3CaO·SiO ₂ 和2CaO·SiO ₂ 的比例大幅度降低，如果混凝土浇筑完成后不对混凝土采取保湿措施，而环境又比较干燥，则混凝土中的水分会通过混凝土中的毛细孔快速散失，大量3CaO·SiO ₂ 和2CaO·SiO ₂ 得不到充分的水化，会使混凝土强度受到严重的影响。且研究发现，混凝土得不到充分养护，表面也更容易产生碳化反应。

3.混凝土大量引入粉煤灰或矿渣粉的利与弊

水泥水化产生硅酸钙凝胶和Ca（OH） ₂ ，Ca（OH） ₂ 在混凝土中以晶体形态存在，对混凝土起到破坏作用。因此，铁路混凝土验标规定大量掺入粉煤灰或矿粉等矿物外掺料，粉煤灰或矿渣粉中的活性SiO ₂ 能与Ca（OH） ₂ 反应，从而有效降低混凝土中Ca（OH） ₂ 的含量，提高混凝土的耐久性。反应原理为：

3CaO·SiO ₂ +H ₂ O→CaO·SiO ₂ ·YH ₂ O（凝胶）+Ca（OH） ₂ （1）

Ca（OH） ₂ +SiO ₂ =CaSiO ₃ +H ₂ O（2）

粉煤灰、矿粉等外掺料的大量加入也降低了水泥有效成分的单位体积中所含的比例，导致了混凝土早期强度的严重降低，所以，在铁路工程中又引入了56d乃至90d龄期强度的概念。而混凝土实体持续长时间的自然养护必定造成混凝土中水分的大量散失，造成实体自然养护下的强度与养护室标准养护的强度对比非常明显，这也体现在现行TB10426—2019《铁路工程结构混凝土强度检验规程》中同条件养护强度的折算系数由原标准的乘1.1改为现行标准的除以0.88。

4.采用有效养护措施的必要性

如若任凭混凝土实体自然养护，特别是在室外大风高温等恶劣气候条件下，混凝土表面水分急速散失，在混凝土实体内形成大量毛细管，混凝土内部水分也快速从这些毛细管散失。由于混凝土表面早期强度偏低，也为裂缝快速出现及快速发展创造了条件，空气中的CO ₂ 通过毛细孔和裂缝渗入混凝土表面，也加速了混凝土的碳化反应，严重降低了混凝土的强度和耐久性。

为保证混凝土实体强度和耐久性，必须在强度增长最快的一段时间内设法阻止混凝土内水分的散失，常用有效做法有喷淋养护、覆盖塑料膜包裹、土工布或稻草覆盖洒水、使用养护剂等。但大多常用的养护方法都有自身的局限性，需要根据工程实体功能和所处环境进行选择。有效的养护措施会保证混凝土强度增长的同时，还可以明显提高混凝土的耐久性。

5.各种养护措施的利弊

5.1喷淋养护

采用喷淋养护不光可以抵消因环境干燥造成的混凝土中的水分的散失，还可以使混凝土表面一直保持湿润，形成水膜，考虑到环境温度一般较高，还会加速胶凝材料的水化过程，且有效减少混凝土表面的早期碳化反应，可以提高混凝土强度，尤其是在不降低混凝土后期强度的前提下，可以明显提高混凝土的早期强度。喷淋养护特别适合梁场等可预埋养护水管设施的条件下规模使用。但在施工现场为每个施工部位单独搭设喷淋养护设施成本过高，且不利于水资源的回收再利用。喷淋养护在低温环境下还容易产生混凝土受冻结冰造成混凝土表层破坏剥落。

5.2塑料膜包裹养护

采用薄膜包裹养护方便低成本，混凝土散失的水分在薄膜包裹的表面形成一层水膜，有效延缓了混凝土表面水分散失的情况。但劣势就是塑料薄膜都是一次性使用且容易破损，破损后塑料碎片对环境造成污染，且养护效果较差。

5.3土工布或稻草覆盖洒水

采用覆盖洒水养护是常用做法，覆盖层可以起到保水作用，以减少人工洒水次数。但覆盖洒水仅适合对混凝土实体的顶面进行养护，混凝土侧面无法进行覆盖养护。

6.养护剂养护

混凝土养护剂又叫作混凝土防护剂、混凝土养护液，是采用现代高科技制备的一种新型高分子制剂。是一种适应性非常广泛的液体成膜化合物，该产品为水性、无毒不燃，使用方便，将本养护剂喷涂在混凝土或砂浆表面，当水分蒸发到一定程度时，能迅速形成一层无色、不透水的薄膜，高分子乳液养护剂是根据高分子乳液在混凝土表层干燥后形成一层具有柔韧性、黏结性的薄膜，该膜对混凝土表层的毛细孔进行紧密的封闭，从而阻碍水分蒸发，减少混凝土收缩和龟裂。

目前，用于高分子乳液养护剂主要以苯丙体系为主。使用混凝土养护液的混凝土具有良好的保水性,在5～ 40℃条件下施工,喷洒养护剂的混凝土强度超过盖草袋浇水养护的混凝土强度,且收缩减少约45%，抗弯强度也明显提高。使用本剂养护的混凝土路面,表面耐磨性提高约30% ～ 40%。

7.结语与展望

对于任何工程的混凝土施工，混凝土实体强度都是其中一条不可逾越的红线。除去混凝土原材料质量和混凝土施工配合比的影响因素，养护工作就是混凝土浇筑后强度增长的保障。施工单位可以根据施工现场条件及混凝土的施工部位选择最适合相应结构物的养护方法对混凝土实体进行养护。在节约水资源，保护环境成为主流思想的今天，落后的养护方式应尽快淘汰，随着科技的发展，养护剂成本会进一步降低，使用养护剂进行养护正成为一种有效可行的趋势。