巖土綜合輔導:混凝土養(yǎng)護劑及其應用(1)

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1概述
    混凝土是水硬性材料,混凝土養(yǎng)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(fā)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(yǎng)護。傳統(tǒng)的混凝土養(yǎng)護方法有自然養(yǎng)護、常壓蒸汽養(yǎng)護和高溫高壓養(yǎng)護等。正常情況下,人們都使用灑水或覆蓋濕草包等自然養(yǎng)護方法。隨著水資源的日趨緊張及水污染的日趨嚴重,許多地方施工用水已嚴重短缺,傳統(tǒng)方法越來越難以適應現(xiàn)代施工需要。因此,人們研究出了混凝土養(yǎng)護的新型材料與工藝,即混凝土養(yǎng)護劑。它可使混凝土表面與空氣隔絕,水分不再蒸發(fā),從而利用混凝土自身的水分限度地完成水化作用,達到養(yǎng)護的目的。
    2混凝土養(yǎng)護劑的基本情況
    2.1發(fā)展簡況
    混凝土養(yǎng)護劑最早是由美國科學家在20世紀40年代初首先提出并研制。隨后,英國和日本等也相繼研制出多種混凝土養(yǎng)護劑,并大量應用于現(xiàn)場澆筑混凝土的養(yǎng)護,具有明顯的技術經濟效果。50年代后期,英國明文規(guī)定在飛機跑道、公路車行道等工程上推行混凝土養(yǎng)護劑。美國、前蘇聯(lián)、日本、法國等自70年代起已廣泛采用這種養(yǎng)護方法,取得良好的效果,并隨著應用范圍擴大,制定了相應的技術標準和試驗方法。
    我國從70年代末才開始著手研究混凝土養(yǎng)護劑,起步較晚。但近幾年來,隨著外加劑行業(yè)的發(fā)展和快速高速施工的需要,不少科研部門、廠家相繼開發(fā)或引進了一些養(yǎng)護劑。目前在交通工程,如道路路面、機場、橋梁、碼頭等應用較多;在水利工程的大壩上也有了一些較好的應用。
    2.2混凝土養(yǎng)護劑種類及混凝土養(yǎng)護機理
    2.2.1成膜型
    1.水玻璃類
    水玻璃(即硅酸納)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(fā),從而保證水泥充分水化,達到養(yǎng)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,當水分蒸發(fā)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(fā)而達到自養(yǎng)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(yǎng)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(yōu)點,依靠雙重作用機理起到養(yǎng)護效果。
    2.2.2非成膜型
    它是一類低表面張力的溶液,主要成分為多羥基脂肪烴衍生物,依靠滲透作用在混凝土表面達到養(yǎng)護效果。主要特點是與混凝土表面無化學作用,不影響混凝土后期裝飾或防護處理。
    2.3養(yǎng)護劑質量要求
    1.干燥成膜時間≤4h。
    2.保水性好,即在溫度37.8±1.1℃、濕度32±2%烘箱內烘72h,失水率≤0.55kg/m2。
    3.與蓋草席濕養(yǎng)護相比,強度保持率(28d)不少于95%。
    4.粘度適于4℃時能用噴霧器噴涂。
    5.對陽光反射率≥60%。
    6.應能儲存至少6個月而不變質。
    3混凝土養(yǎng)護劑的實際應用
    為積極引用新材料、新工藝,我們在秦淮新河堤防達標建設工程中應用了混凝土養(yǎng)護劑。秦淮新河閘上游堤防達標工程項目為現(xiàn)澆混凝土護坡,護砌高程從6.0~10.0m,長度1400m,坡比1∶3(或1∶2.5),立模施工,每塊現(xiàn)澆混凝土的規(guī)格為1m×2m×0.12m。在施工中為解決已建堤防護坡出現(xiàn)較多微裂縫等問題,我們引用了混凝土養(yǎng)護劑,并進行傳統(tǒng)的自然養(yǎng)護與養(yǎng)護劑養(yǎng)護兩種方式的比較。
    3.1養(yǎng)護劑的選擇
    選擇混凝土養(yǎng)護劑時,必須對施工條件、混凝土的結構、貯存穩(wěn)定性等方面進行綜合考慮。低溫下施工不能選用水玻璃類產品;強日曬下,不宜選用透明養(yǎng)護劑;垂直面施工應選擇附著力強而非易流淌的氯偏類養(yǎng)護劑。秦淮新河堤防工程選擇了南京一凡建材實業(yè)有限公司生產的YF-6型混凝土養(yǎng)護劑。因其施工時間在2001年3~5月份,施工條件較好,既無超低溫、強日曬,又沒有垂直面結構件、吊裝構件等不利因素,故養(yǎng)護劑的選擇范圍較廣。另外應考慮到養(yǎng)護劑的運輸、貯存穩(wěn)定性、性能參數(shù)等綜合因素。
    YF-6型混凝土養(yǎng)護劑是復合類成膜型養(yǎng)護劑,主要成份為:成膜劑、改進劑、促進劑。YF-6型養(yǎng)護劑以水為連續(xù)相,選用了具有良好成膜性與粘著性的成份作為成膜劑;以有機胺作為改進劑,提高成膜劑的溶解度,改良成膜后的脆裂性,使覆蓋膜具有合宜的韌性;促進劑能促使成膜物在養(yǎng)護劑中保持穩(wěn)定的均一相,促進液膜向混凝土表面滲透,粘結形成堅硬的致密封閉層,使水分難以揮發(fā)。該養(yǎng)護劑具有提高混凝土抗壓、抗折強度,提高混凝土耐磨性,無毒、無污染的特點。它較現(xiàn)行的一般養(yǎng)護劑增加了配料,能提高養(yǎng)護的致密性、早期強度和防凍性能。