養(yǎng)護(hù)對涉及混凝土的工程項目來說是影響質(zhì)量的關(guān)鍵工序,是混凝土工程的不可缺少的一部分,而不是可有可無的細(xì)枝末節(jié),養(yǎng)護(hù)工作也不僅僅是保濕、灑水等簡單的工序可以概括的。然而,在實際工程中如果預(yù)算比較緊張,養(yǎng)護(hù)常常是首先被弱化的。雖然國家有相關(guān)的規(guī)范要求,比如GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中有關(guān)于養(yǎng)護(hù)的內(nèi)容,但是關(guān)于養(yǎng)護(hù)的重要性、具體的方法措施以及不同方法的效果和優(yōu)缺點(diǎn)方面的介紹比較少。為了使工程建設(shè)者和施工單位對養(yǎng)護(hù)有比較清晰的了解,在實際工程中采取合適的方法并最終提高工程質(zhì)量,筆者查閱了一些文獻(xiàn)資料,通過對澳大利亞水泥混凝土與骨料協(xié)會發(fā)布的“關(guān)于混凝土養(yǎng)護(hù)”的文件解讀,介紹了養(yǎng)護(hù)的重要性以及現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)的措施和方法,供相關(guān)人士參考。
1 養(yǎng)護(hù)的基本概念
養(yǎng)護(hù)是在水泥水化反應(yīng)過程中控制混凝土內(nèi)水分損失的速率和程度的方式。養(yǎng)護(hù)既可以是在混凝土澆筑完成后進(jìn)行,也可以在水泥混凝土制品廠產(chǎn)品的制造過程中進(jìn)行,為水泥的水化反應(yīng)提供時間。由于水泥水化反應(yīng)需要的時間通常是幾天甚至是幾周而不是幾個小時,因此如果混凝土要達(dá)到其潛在的強(qiáng)度和耐久性,必須在合理的時間內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)還可能包括溫度控制,因為溫度會影響水泥水化的速率。
養(yǎng)護(hù)時間可取決于混凝土設(shè)計要求,其使用目的和環(huán)境條件,即周圍大氣的溫度和相對濕度。養(yǎng)護(hù)的主要目的是通過在混凝土強(qiáng)度增長期間防止混凝土水分流失來保持混凝土的持續(xù)濕潤。
養(yǎng)護(hù)可以有多種方式,最合適的養(yǎng)護(hù)方式取決于施工現(xiàn)場場地或者施工方法。養(yǎng)護(hù)可以是通過防止混凝土中過多的水分流失,如:養(yǎng)護(hù)期間內(nèi)不拆模;模板拆除后,用不透水膜覆蓋混凝土;使用合適的化學(xué)養(yǎng)護(hù)劑;上述方法的組合等4種方式。
養(yǎng)護(hù)也可以采用連續(xù)潤濕混凝土曝露表面的方法,從而達(dá)到防止水分從其中流失的目的。蓄水養(yǎng)護(hù)或灑(噴)水養(yǎng)護(hù)就屬于這種類型。
2 養(yǎng)護(hù)持續(xù)時間對混凝土性能的影響
混凝土的強(qiáng)度受到許多因素的影響,其中之一是保持濕潤的時間,即養(yǎng)護(hù)時間?;炷翝仓瓿珊蟛贿M(jìn)行任何養(yǎng)護(hù)措施(始終曝露在空氣中)相對于一直處于水養(yǎng)狀態(tài)下的混凝土,在180d齡期時前者的抗壓強(qiáng)度只有后者的40%。即使只進(jìn)行了3d的養(yǎng)護(hù),其抗壓強(qiáng)度也可以提升到60%,而保持28d養(yǎng)護(hù)下抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到95%。因此,保持混凝土濕潤是提高混凝土最終抗壓強(qiáng)度的最有效方式。
混凝土早期迅速失水同時也產(chǎn)生相當(dāng)大的早期干燥收縮。不采取養(yǎng)護(hù)措施或者養(yǎng)護(hù)不充分是導(dǎo)致混凝土表面弱化、起砂等低耐磨性能的主要因素之一。
混凝土耐久性受到很多因素的影響,其中包括抗?jié)B性能和吸水率。從廣義上講,這些性能與混凝土的孔隙率相關(guān),以及孔隙和毛細(xì)管是否是聯(lián)通的。雖然水泥石中的孔隙和毛細(xì)管的數(shù)量和尺寸與水灰比直接相關(guān),但同時,也間接的受到養(yǎng)護(hù)程度的影響。隨著時間的推移,養(yǎng)護(hù)使水化產(chǎn)物部分或者完全填充了孔隙或毛細(xì)管,并因此降低了水泥石的孔隙率,延長養(yǎng)護(hù)時間可以提高抗?jié)B性能。
3 養(yǎng)護(hù)方法
混凝土養(yǎng)護(hù)的方法大致分為:(1)減少混凝土中水分流失,例如覆蓋相對不透水的薄膜;(2)通過持續(xù)對混凝土曝露表面進(jìn)行潤濕來防止混凝土水分流失;(3)通過保持混凝土表面潤濕并同時提高溫度,從而提高水化速度,這種方法通常應(yīng)用于預(yù)制混凝土產(chǎn)品,不在本文討論范圍之內(nèi)。
3.1 不透水薄膜養(yǎng)護(hù)
3.1.1 模板
不拆模是一種有效且低成本的混凝土養(yǎng)護(hù)方式,特別是在混凝土早齡期。在非常炎熱的天氣下,可能需要對木模板進(jìn)行潤濕以防止養(yǎng)護(hù)期間模板變干,從而延長這種養(yǎng)護(hù)方式的有效時間。理想情況下是將任何曝露的混凝土表面(例如梁的頂面)用塑料膜進(jìn)行覆蓋或者其他保濕方式。需要注意的是,當(dāng)垂直面的模板拆除后,這種養(yǎng)護(hù)方式的有效性作為一個養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)而言顯著降低。
3.1.2 塑料膜
塑料膜或者其他類似的材料是防止水分流失的有效屏障,前提是沒有移位或者破損。這種方式的有效性與薄膜是否保持在原位密切相關(guān),必須防止薄膜在外力作用下的移動。在不破壞混凝土收光面的情況下,薄膜應(yīng)該盡早鋪設(shè)在混凝土的曝露表面。對于平坦的混凝土表面,例如混凝土路面,薄膜應(yīng)該延伸超過板坯的邊緣一定距離,例如或至少是板厚的兩倍,或者在板坯的邊緣向下翻轉(zhuǎn)并密封。
對于平面類型的混凝土工程,應(yīng)將薄膜覆蓋在混凝土表面上,并且盡可能地消除褶皺,以盡可能減少由于不均勻養(yǎng)護(hù)條件而導(dǎo)致的斑塊色差效應(yīng)(水化色斑)。將混凝土表面澆水后再覆蓋薄膜可以有效防止這種斑塊。木條、沙土或泥土應(yīng)放在薄膜的所有邊緣和接縫處,以防止薄膜被風(fēng)掛起,達(dá)到密封水分并盡量減少蒸發(fā)。
對于裝飾混凝土或者表面顏色的均勻性有高要求的情況,如果需要避免這種水化色斑,則需要對薄膜進(jìn)行支撐使之脫離混凝土表面??梢圆捎媚緱l或者是腳手架組件將薄膜與混凝土表面隔開,但需要注意保持整體的密封性。
對于具有垂直面曝露的混凝土工程,曝露的表面需要用薄膜包裹并用膠帶粘住以限制水分流失。與具有曝露平面的工程一樣,如果對表面色差有要求,同樣需要將薄膜與混凝土表面隔開一定距離,以防止水化色斑。
還必須注意防止薄膜在使用過程中撕裂或其他方式損壞。為了保證薄膜的最低強(qiáng)度要求,ASTM C171《混凝土養(yǎng)護(hù)膜》規(guī)定其最小厚度是0.01mm。
塑料膜可以是透明無色的或是有色的。采用有色膜時需要注意顏色與使用情況的適應(yīng)性,例如,白色或者淺色膜可以反射陽光,因此在炎熱天氣下有助于保持混凝土相對陰涼;而黑色膜則相反,吸收陽光熱量可能導(dǎo)致混凝土升溫過高。所以,在炎熱季節(jié)應(yīng)該避免使用黑色膜,而在寒冷季節(jié)黑色膜則可能對混凝土強(qiáng)度增長有利。透明無色的塑料薄膜通常來說在溫度方面更加中性,除了在炎熱季節(jié),透明膜沒有遮蔽陽光的功能。透明薄通常相對于有色膜在耐用性方面較弱,所以減少了回收使用的可能性。
3.1.3 成膜養(yǎng)護(hù)劑
養(yǎng)護(hù)劑是一種可以直接應(yīng)用在混凝土表面的液體,并且施工后可以形成相對不透水的薄膜阻礙混凝土中的水分損失。養(yǎng)護(hù)劑的性能和使用可參考澳大利亞規(guī)范AS 3799《混凝土用液體成膜養(yǎng)護(hù)化學(xué)品》。
養(yǎng)護(hù)劑是比較有效且經(jīng)濟(jì)的混凝土養(yǎng)護(hù)方法,既可以直接應(yīng)用于新澆筑的混凝土,也可以用于已經(jīng)通過其他方式養(yǎng)護(hù)后的混凝土。但是,需要注意的是養(yǎng)護(hù)劑可能會影響混凝土的表面與下一道工序表面處理的結(jié)合性能。這種情況下需要在選擇養(yǎng)護(hù)劑化學(xué)種類方面特別關(guān)注。比如有些養(yǎng)護(hù)劑可能會影響地坪產(chǎn)品和瓷磚與混凝土表面的粘結(jié)力。
養(yǎng)護(hù)劑通常由石蠟乳液、氯化橡膠、烴樹脂以及聚酯酸乙烯(PVA)乳液配制而成,它們的有效性變化很大,取決于乳液的材料和強(qiáng)度。
當(dāng)養(yǎng)護(hù)劑用于新拌混凝土?xí)r,養(yǎng)護(hù)劑的施工時間對于最大效果至關(guān)重要。當(dāng)混凝土表面上的游離水蒸發(fā)并且沒有可見的水光時,應(yīng)立即施工養(yǎng)護(hù)劑。施工太早會稀釋養(yǎng)護(hù)劑影響成膜;施工太晚導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)劑被吸收到混凝土中,導(dǎo)致成膜失敗。養(yǎng)護(hù)劑還可用于初始濕養(yǎng)護(hù)或移除模板后減少混凝土中的水分損失。在這兩種情況下,混凝土表面應(yīng)在施加養(yǎng)護(hù)劑之前徹底潤濕,以防止其吸收到混凝土中。養(yǎng)護(hù)劑的使用不能防止混凝土早期溫度裂縫的產(chǎn)生。
養(yǎng)護(hù)劑可以通過手動噴霧,動力噴霧,刷子或滾筒進(jìn)行施工。養(yǎng)護(hù)劑的類型或等級應(yīng)與可用設(shè)備的類型和制造商的說明相匹配。養(yǎng)護(hù)劑應(yīng)均勻施工,覆蓋范圍通常為0.20~0.25L/m2。在可行的情況下,相互垂直的兩邊施工將有助于確保完全覆蓋。
有色養(yǎng)護(hù)劑還有助于確保完全覆蓋防止局部遺漏,同時有利于幫助混凝土表面反射陽光而不是吸收熱量。檢查后續(xù)的地板表面工序非常重要。大多數(shù)養(yǎng)護(hù)劑必須在施加任何涂覆的地板涂飾劑之前除去,例如直接粘貼地毯和乙烯基,環(huán)氧樹脂或聚氨酯涂料和瓷磚粘合劑。最后,應(yīng)注意使用養(yǎng)護(hù)劑時,在封閉空間內(nèi)需考慮化學(xué)溶劑的有關(guān)要求必須始終保持充分通風(fēng),并采取其他必要的安全預(yù)防措施。應(yīng)始終遵循制造商的建議。
3.1.4 內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑
相應(yīng)的化學(xué)品作為混合物摻入混凝土中,因此稱為內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑。它們抑制水分流失,從而改善長期強(qiáng)度并減少干燥收縮。內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑相對面世較晚,使用時應(yīng)小心。它們已被用于隧道襯砌和地下礦井中以提供一定程度的養(yǎng)護(hù),因為在這種場合傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方法難以或甚至不可能使用。
3.2 水養(yǎng)護(hù)
水養(yǎng)護(hù)就是向混凝土表面供水來確保其持續(xù)濕潤。養(yǎng)護(hù)用水不應(yīng)比混凝土表面溫度低5℃。用冷水噴灑較高溫度的混凝土可能會引起“熱沖擊”而導(dǎo)致開裂。還必須避免混凝土的交替潤濕和干燥,因為這會導(dǎo)致體積變化,也可能導(dǎo)致表面出現(xiàn)龜裂紋和裂縫。
3.2.1 蓄水養(yǎng)護(hù)
平坦或近平坦的表面,例如地坪,人行道,平屋頂?shù)?,可以通過蓄水來進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在混凝土板的邊緣周圍豎立“壩”或“堤壩”,然后注水以形成淺水池。必須注意確保蓄水不會因蒸發(fā)或泄漏而排空。
3.2.2 噴灑或噴霧養(yǎng)護(hù)
使用噴霧或灑水是為養(yǎng)護(hù)混凝土提供額外水分的有效方法,并且在炎熱天氣期間,有助于降低混凝土的溫度。采用其他保濕養(yǎng)護(hù)方法時,需要重視的是灑水噴頭始終保持混凝土濕潤,而灑水噴頭并不一定需要保持持續(xù)灑水,在一定時間內(nèi)間歇灑水即可。
灑水噴頭需要大量供水,可能會造成水的浪費(fèi)。可以采用排水系統(tǒng)來處理流走的水。另一種方法是建立一個“封閉”系統(tǒng),收集和回收水進(jìn)行重復(fù)利用。噴水系統(tǒng)可能受到刮風(fēng)環(huán)境的影響,并且需要監(jiān)視以確保所有混凝土都保持濕潤并且不出現(xiàn)任何干濕交替的情況發(fā)生。
3.2.3 濕覆蓋物
諸如粗麻布之類的織物或諸如沙子之類的材料可以像“覆蓋物”一樣用于保持混凝土表面上的水。在平坦區(qū)域,織物可能需要東西壓住。此外,重要的是要確保整個區(qū)域都被覆蓋。一旦混凝土強(qiáng)度可以滿足覆蓋織物施工而不損壞混凝土表面則應(yīng)立即放置濕覆蓋物。還需要防止織物變干,因為它們可以通過類似于毛細(xì)現(xiàn)象從混凝土中吸水而起到養(yǎng)護(hù)作用。
織物在垂直表面上可能特別有用,因為它們有助于水在表面上均勻分布,即使不與織物接觸,也會降低表面蒸發(fā)速率。但是,應(yīng)注意混凝土表面不會被水中的雜質(zhì)或覆蓋材料弄臟。全新的織物材料可能浸出織物污漬,所以需要對織物進(jìn)行預(yù)先沖洗。在放置任何織物之前需要預(yù)先潤濕以避免織物從混凝土中吸收水分,這可能導(dǎo)致織物紋理被印到混凝土表面。
綜上所述,從關(guān)于養(yǎng)護(hù)的內(nèi)容看,做好養(yǎng)護(hù)并不非常困難,而且可供選擇的方法也有多種,與最終對工程質(zhì)量的提高而言,養(yǎng)護(hù)投入的性價比是非常高的。希望更多的業(yè)內(nèi)人士能夠意識到這個問題,把養(yǎng)護(hù)工作落到實處。
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