浅谈混凝土早期养护重要性

2016-06-29 12:04杨英杰
科技视界 2016年16期
关键词:开裂耐久性

杨英杰

【摘 要】混凝土作为一种特殊的商品,它的设计、生产、运输是由搅拌站完成的,而浇筑、振捣、抹面、养护一直到性能增长到能为结构服务是由施工方完成的。因此,混凝土质量的保证需要搅拌站和施工方来共同完成。在实际混凝土施工中,经常会出现诸如混凝土开裂、起粉、强度偏低等质量问题,而这些问题将直接影响混凝土的耐久性,降低混凝土的质量,缩短建筑物的使用寿命。经过多次对实际问题进行分析,发现导致此类问题的原因多是由于施工单位对混凝土早期养护不及时、不规范、不重视造成的。混凝土的早期养护可以极大程度的提高混凝土质量,避免混凝土开裂、起粉、强度偏低等质量缺陷产生,对混凝土性能的发展有着特别重要的作用。混凝土早期养护温度、湿度、时间即为混凝土早期养护的三大要素,其核心是保证水泥水化温度,防止混凝土表面早期失水,并及时补充混凝土早期水化所需水分,促使水泥水化的正常进行,确保混凝土表面强度的及时提高,从而有效减少混凝土强度不足、易开裂、易起粉、碳化加速等常见质量问题的出现。

【关键词】早期养护;开裂;耐久性;起粉;碳化深度

0 绪论

笔者在从事混凝土工作的几年来,接触了不少混凝土工程方面的质量纠纷,最常见的就是开裂、起粉等,甚至是强度偏低。在探究造成这些质量问题的原因时,发现很多问题都是由于混凝土早期养护不及时、不规范、不重视引起的。对于混凝土的早期养护未能引起施工单位的重视造成的一系列问题,作为一名混凝土从业者深表痛心。

混凝土作为一种特殊的商品,它的设计、生产和运输是由搅拌站来完成,而浇筑、振捣、抹面、养护一直到性能增长到能为结构服务是由施工方来完成的。如果施工方不注重混凝土的早期养护,出了问题就找搅拌站理赔,对商品混凝土的使用经常是既不按规范施工,也不按规范进行养护,会严重影响工程质量。

1 早期养护重要性

所谓混凝土早期养护,是指为了保证混凝土的更好硬化条件,浇筑或表面处理完毕后立即进行保湿覆盖,必要时还要进行保温覆盖的一种施工措施。特别是近年来,随着混凝土配合比中掺合料比例的增大,对混凝土湿养护要求提高,及早进行早期养护可以极大程度的提高混凝土质量,避免质量缺陷的产生。

混凝土性能的发展是依时性变化的,这是混凝土与其他材料的一个显著区别。且混凝土性能的发展与周围环境有着很大的关系,好的环境可以促进混凝土性能的发展,使其更好的服务于结构;恶劣的环境可以使混凝土性能劣化,造成强度不足、开裂、起粉,影响整个工程质量。特别是混凝土早期性能变化较后期快,所以在早期给混凝土提供一个良好的生长环境,对混凝土性能的实现有着特别重要的作用。

鉴于这些原因,早期养护是混凝土施工中不可缺少的环节,是极其重要的。关于混凝土早期保湿养护,有关标准早已经提出了具体要求,这是确保混凝土质量及结构耐久性的关键,混凝土的早期养护必须给予足够的重视。

2 混凝土早期养护具体措施

2.1 混凝土早期养护的三大要素

养护的温度、湿度、时间构成了混凝土早期养护的三大要素。

1)温度:混凝土的养护温度应控制在5—35℃,超过此范围应该采取相应的技术措施。

2)湿度:由于组成混凝土的胶凝材料为水硬性胶凝材料,对于养护的湿度越大越好,所以除了早期要进行保水外,还要对混凝土适时的浇水。

3)时间:早期养护的起始时间也尤为重要,混凝土浇筑或表面处理完毕后,应立即进行养护,越早越好。目前大多数施工人员根据混凝土结构工程施工质量验收规范的规定,认为混凝土的起始养护时间为浇筑完毕后12小时内。但相关试验证明,大量掺用减水剂的商品混凝土初凝后8小时内的收缩急剧增加,实际工程中最大量的楼板裂缝也主要出现在混凝土初凝后几小时以内,所以建议大家混凝土浇筑或表面处理完毕后立即进行保湿覆盖,这很重要。且养护时间最短不少于7天,有条件的最好控制到14天,以保证混凝土性能得到足够的发展。

2.2 混凝土早期养护方法

混凝土早期养护方法可根据不同季节和不同的混凝土结构,采取针对性的养护方法,并制定养护方案和措施。

1)常温季节一般是覆盖保湿材料浇水或涂刷养护液进行保湿养护,采用塑料薄膜覆盖养护时,混凝土全部表面应覆盖严密,并应保持膜内有凝结水;采用养护剂养护时,应通过试验检验养护剂的保湿效果。

2)对于冬施混凝土,按冬期施工要求一般采取蓄热、保温、保湿及综合蓄热法等进行养护。当气温低于5℃时,不得采用浇水自然养护法。在混凝土表面温度与外界温度相差不大于20℃时拆模,拆模后应及时保温覆盖,使其缓慢冷却。混凝土强度达到设计强度等级的50%时,方可撤除养护措施。

3)大体积混凝土除按普通混凝土进行常规养护外,还应进行保温养护,表面与外界温差不宜大于20℃。

4)一般梁柱混凝土拆模后应立即进行覆盖,包裹塑料薄膜等进行保湿养护,剪力墙的养护可采取喷淋或挂草帘子、浇水等保湿养护;对板类混凝土结构或其他的平面结构如地面、道路的养护,宜边浇筑成型边用塑料膜覆盖,待混凝土表面收水后再覆盖一层塑料膜或草袋,进行浇水保湿养护,塑料薄膜要紧贴混凝土表面,使混凝土不失水或脱水。

3 早期养护不当对混凝土造成的影响

混凝土浇筑后,如果早期养护不当经常会出现以下一些问题:

3.1 混凝土强度不足

混凝土强度的发展是胶凝材料水化的结果,而胶凝材料的水化只有在适当的温度和湿度的环境下才能更好的发展,混凝土的强度才能较好的增长。如果不能很好的对混凝土早期养护,在低温低湿度的环境下,胶凝材料的水化速度会明显减慢,也使得混凝土强度发展较慢。甚至是水分的大量失去,使胶凝材料没有足够的水分进行水化反应,使混凝土的实际强度低于配制强度,甚至达不到设计的要求。

为了了解早期养护对混凝土强度的影响程度,我们曾以强度等级C25、C30混凝土为例做过一组对比试验,得出以下试验数据:

根据以上数据我们可以得出:相同条件下,混凝土越早进行养护,强度就越高,如果不进行养护,那么相同的混凝土28天抗压强度比标准养护的抗压强度低25%左右。这也是为什么采用相同的混凝土制作的试块,施工单位同搅拌站制作的试块抗压强度相差比较大的原因。特别是第一天的养护尤为重要,第一天没有养护的混凝土即便后期加强养护,最终28d强度也比标准养护的偏低。

以上是采用混凝土试块得出的试验数据,在不能充分养护的情况下,温湿度对混凝土试块的影响比对混凝土结构物的影响要大。工程结构物实体体积一般都大,内部混凝土强度下降要小于试块的,但对表层混凝土及一些薄壁结构影响仍较大。

3.2 混凝土易开裂

在实际工作中,混凝土开裂已经成为一种质量通病,造成混凝土开裂的原因很多,其中早期养护不当引起的混凝土塑性收缩裂缝比较普遍。

产生塑性收缩裂缝的根本原因是混凝土的早期失水,这种失水多是因为混凝土早期养护不好,风吹日晒,造成表面水分急速蒸发,导致混凝土产生较大的体积收缩引起的的。早期养护可以给混凝土创造一个较好的环境氛围,减少环境与混凝土现状的差距,提高混凝土抵抗各种变形的能力,以减小混凝土的变形,减少内应力产生的体积收缩,防止混凝土开裂。

最典型的就是在干燥、高温季节现浇混凝土楼板的开裂问题,每年的春季由于干燥、风大,是现浇楼板裂缝的多发季节。笔者近两年来接触的富燕新村高层住宅工程中楼板出现裂缝,就是这一典型现象的具体表现。其实现浇混凝土楼板施工裂缝是可以通过采取早期保湿养护措施得到基本解决的。解决的最好办法就是保证混凝土振捣、抹面完成后,立即在混凝土板面上覆盖一层塑料薄膜保湿养护,最好是边抹面边覆盖。在混凝土强度未达到1.2MPa前确保混凝土板面不上人及堆放物体,使混凝土能有足够时间产生抵抗混凝土变形的早期强度。

裂缝控制是防止侵蚀性介质进入混凝土的有效手段,控制好混凝土裂缝尤其是早期裂缝的产生对保证混凝土的耐久性有着重要意义。

3.3 混凝土表面易起粉

混凝土表面起粉的现象常见于大面积的楼面、停车场、仓库地面、混凝土道路等工程,起粉的根本原因是混凝土表层强度低。混凝土坍落度大导致的泌水及早期养护不当是造成起粉的最主要因素。混凝土坍落度可由搅拌站出厂坍落度来控制,早期养护这一环节则必须由施工方严格掌控。如果不进行早期养护,混凝土地面在太阳暴晒或干燥空气中就会造成大量的水分蒸发,当表面水分的蒸发速度大于混凝土的泌水速度,将导致表面水分的缺失,胶凝材料将减缓甚至停止水化反应,使混凝土表层不能充分水化,造成表层强度不足进而发生起粉起砂的现象。可见,保证混凝土表层水分不流失,进行及时有效的早期养护对避免混凝土地面起粉是至关重要的。

笔者最近也接触过这样的典型例子,今年8月份,搅拌站给某轮胎厂地面连续供应混凝土,七天后接到施工单位投诉,浇筑的混凝土路面严重起粉。到现场后发现混凝土路面分三次浇筑,前两次没有任何问题,最后一次浇筑的15米段全部出现起粉,仔细询问工地工人,原来是由于塑料薄膜不够,后一次浇筑完成后没有进行覆盖养护,由于正值夏季,太阳暴晒空气干燥,混凝土表层水分蒸发太快造成了起粉。在向施工单位强调了早期养护的重要性后,施工单位准备了充足的薄膜,并派专人负责养护,在后来陆续施工的路面混凝土没有再出现起粉问题。

3.4 混凝土碳化加速

空气中CO2渗透到混凝土内,与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水,这一使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化,其化学反应为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O。碳化会使混凝土的碱度降低,碱度降低将导致混凝土与钢筋接触面难以生成保护钢筋的钝化膜,当碳化深度超过混凝土的保护层时,在水与空气都存在的条件下,钢筋就会生锈,钢筋混凝土结构就容易遭到破坏。

大量的工程实体回弹检测发现,同期采用相同混凝土浇筑的柱与墙体部位,柱拆模后及时缠裹一层塑料薄膜保湿养护,其60d碳化深度一般在1.5mm以内;而墙体部位拆模后不采取任何养护措施,或养护不及时、时间过少,其60d碳化深度大都会超过3.0mm,且混凝土强度等级越低,碳化越严重,碳化深度可高达5.0mm以上。而碳化深度越大,混凝土耐久性就越差。

混凝土碳化的实质是混凝土表面强度低导致的密实度低引起的,表面密实度低CO2扩散速度就快,发生碳化反应就快。而及时早期养护的混凝土表层强度高,其抗碳化能力强,混凝土对钢筋的保护作用也随之增强,混凝土耐久性就会更好。混凝土的早期养护对提高混凝土的抗碳化性能具有重要的现实意义。

4 总结

综上所述,混凝土早期养护的核心是保证水化的温度和防止混凝土早期表面失水,同时养护可以补充混凝土早期水化需要的水分,有助于水泥水化的进行。无论是混凝土的强度不足、开裂、起粉,还是碳化等问题都直接影响混凝土的耐久性,耐久性不好的混凝土使用寿命就低,严重影响建筑工程的质量。科学及时的早期养护对提高混凝土工程耐久性起着举足轻重的意义。

【参考文献】

[1]张承志.商品混凝土[M].化学工业出版社,2006.

[2]冯乃谦,顾晴霞,郝挺宇.混凝土结构的裂缝与对策[M].机械工业出版社,2008.

[3]曲德仁.混凝土工程质量控制[M].中国建筑工业出版社,2005.

[4]GB50164-2011 混凝土质量控制[S].中国建筑工业出版社,2011.

[责任编辑:杨玉洁]

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