水工混凝土养护方式及养护剂的应用.pdf

第 l O卷O 1 期 2 0 1 2 年 2 月 南水北调与水利科技 S o u t h - t o - No r t h Wa t e r Di v e r s i o n a n d Wa t e r S c i e n c e& T e c h n o l o g y Vo l _ 1 O No 0 1 F e b 2 0 1 2 水 工混凝土养护方式及养护剂的应用 孟 海， 李志峰 ， 夏 云， 陈必振 ， 陈 祺 ， 陆广东， 王 军 ( 葛洲坝集团第五工程有限公司省级工程技术中心， 湖北 宜昌 4 4 3 0 0 2 ) 摘要： 现对水工混凝土各种养护的方法进行汇总， 对养护剂的机理、 历史、 发展、 应用详细分析， 提出适合水工混凝土 的养护方式及注意事项， 对养护剂的优点和种类范围做了重点阐述， 总结出较为经济实用的水工混凝土养护方式 ， 提高混凝土的质量。 关键词： 水工混凝土； 养护方式； 经济实用； 养护剂 中图分类号 ： T U5 2 8 0 4 2 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 6 7 2 1 6 8 3 ( 2 0 1 2 ) 0 0 1 0 1 7 4 0 2 Hy d r a u l i c Co n c r e t e Cu r i ng M e t ho d a n d Cu r i ng Ag e nt Ap pl i c a t i o n M ENG Ha i ， I I Z h i - f e n g， XI A Yu n， CHEN B i z h e n， CHEN Qi ， L U Gu a n g - d o ng， W ANG J u n ( No 5 En gi n e e r i n g ， Lt d。 Ge z h o u b a( o u p。 gi c h an g 4 4 3 0 0 2 Chi n a) Ab s t r a c t ： A v a r i e t y o f hy d r a u l i c c o n c r e t e c u r i n g me t h o d s a r e s u mma r i z e d i n t h e p a p e r Th e me c ha Ms m ， h i s t o r y， d e v e lop me nt a n d a p p l i c a t i o n o f c u r i n g a g e nt a r e a n a l y z e d i n d e t a i l Th e mo d e s f o r hy d r a ul i c c o n c r e t e ma i n t e n a n c e wo r k a n d a t t e n t io n pr o c e s s a r e p u t f o r wa r d Th e a d v a n t a g e s a n d c l a s s i f i c a t i o n r a n g e a r e e l a b o r a t e d A mo r e e c o n o mi c a n d p r a c t i c a l h y d r a u l i c c o nc r e t e c u r i ng mo d e s a r e r e c o mme n d e d t o r a i s e t h e c o n c r e t e q u a l i t y Ke y wo r d s hy d r a u l i c c o nc r e t e ；c o n c r e t e c u r i n g me t h o d s ；e c o n o mi c a n d p r a c t i c a l ；c o nc r e t e c u r i n g a g e n t 1 混凝土养护方式分类 1 1养护 目的 一 般认为是要保证混凝土在一定时间内保持潮湿 ， 以满 足水泥水化的用水需要， 其实混凝土在水化反应中， 水泥完 全水化需要的水量仅约为水泥量的 2 2 42 7 ， 只要保持混 凝土水分不散失， 混凝土自身能够满足养护水分的要求， 混 凝土养护是防止水分散失， 及时补充水分 ， 养护的另一个 目 的是， 保证混凝土表面温度在一定范围内， 以利于混凝土的 硬化， 同时避免温差过大出现温度裂缝。 1 2养护 方 法 混凝土养护方法主要分为 3类： 蒸汽养护、 常规养护和 养护剂养护 。 蒸汽养护一般分为 3 个阶段， 升温阶段、 恒温阶段、 降温 阶段； 较为适用体积小或大量预制混凝土的情况， 如盾构管 片多采用蒸汽养护方式， 能够快速提高混凝土早期强度。 常规养护， 一般洒水养护的方式， 有时为了防止水分散 失过快， 或洒水过于频繁， 在混凝土表面覆盖一些保水材料 如草袋、 毡布或薄膜等， 常规养护方式适应于， 水使用便捷成 本低， 人工费用较低的情况。需要特别说明的是， 采用塑料 膜覆盖养护方法， 是以不透水汽的塑料膜来保持混凝土中的 水， 满足混凝土强度增长的需求， 但实际覆盖过程 中存在膜 破损和接缝不严密的问题， 水分易于吸附在薄膜 而混凝土 表 面干燥情况时有发生 ， 需要注意避免 。 养护剂养护， 在混凝土表面喷涂一层液体形成薄膜 ， 阻 止混凝土水分散失， 保持混凝土养护潮湿条件， 使用范围广 泛 ， 特别适 用于混凝 土表面不 易覆 盖， 水 成本 、 人工成本 高 ， 养护水不易抽排的情况， 如水工隧洞、 沙漠缺水地区等 2 混凝土养护剂的应用 2 1 混凝土养护剂的定义和历史 根据行业标准 J C 9 0 1 2 0 0 2水 泥混凝 土养 护剂定 义 ： 是 一 种喷洒或涂刷于混凝土表面 ， 能在 混凝 土表 面形成一 层连 续 的不透水 的密 闭养护薄膜 的乳液或高分子溶液 。 2 O 世纪 4 O年代由美国科学家首先研制出混凝土薄膜养 护剂， 即在混凝土表面喷涂一层液体， 使其在空气中成薄膜 ， 阻止混凝土内部水分散失。在 2 O世纪 8 O年代 ， 高效表面活 性物质的大量生产， 出现了以石蜡为基料的高浓度水乳液养 护剂 ， 世界各 国纷纷研 发 出各 自的产 品 ， 我 国养护 剂产 品研 发也逐渐增多 ， 主要 有石蜡 乳液 、 水玻 璃 为主 的硅 酸盐 水溶 液和溶剂型树脂溶液 。 2 2养护剂 的优 点 养护质量均， 延长混凝土的养护时间， 提高混凝土 收稿 日期 ： 2 0 1 1 1 2 1 8 修回 日期 ： 2 0 1 2 0 1 0 5 作者简 介： 孟海 ( 1 9 7 4 一 ) ， 男 ， 山西大同人 ， 高级工程师 ， 硕j 主要从事 水利水 电建筑 工程方面的研 究。 1 7 4 l楝 与 交l藐| 孟 海等 水工混凝土养护方式及养护剂的应用 的强度； 节省劳动力， 只需喷涂 1 2次就可 ， 不需要不停 的进行洒水养护； 避免了洒水养护在混凝土底部形成回流 区， 污水漫流， 影响文明施工； 能够提高混凝土的表面质量 和外观质量； 节约用水， 减少污水排放， 保护生态环境， 为 低碳工程做出贡献 ； 适 用范 围广泛 ， 几 乎所有 水工 混凝 土 养护均可使用。 2 3物 理性 能 各种混凝土养护剂的物理性能基本一样， 只是材料组成 有所不同 优选混凝土养护剂为无色液体， 无毒， 无臭 ， 不燃 烧， 透气率低， 常温下混凝土面上成膜时间约 2 0 3 0 rai n ， 有 较好的成膜性和保水作用， 成膜厚度 0 0 5 8 0 0 8 6 IT I IT I ， 虽 然成膜的抗拉强度和伸长率， 比吹塑或聚乙烯塑料薄膜偏 低 ， 但用于混凝土 2 1 2 8 d养护期是完全可以满足要求的。 2 4 混凝土养护剂的分类和养护机理 混凝土养护剂按其成膜材料和表面特征， 一般分为水乳 型和溶剂型两大类 ， 以水玻璃养护剂为例说明混凝土养护剂 的养护机理 。 硅酸盐水泥水化方程式 ： 2 ( 3 C a O S i 02 ) + 6 H2 O一 3 C a O 2 S I O 23 H2 0( 水 化 硅酸钙凝胶) +3 C a ( OH) 2 2( 2 C a O S i 0z )+ 4 H2 O 一 3 Ca O 2 S i O2 3 H2 0 + Ca ( OH) 2 3 C a O Al z ( ) 3 +6 H2 O一3 C a O A1 z 036 H2 O 4 Ca O A1 2 03F e 2 03 +7 H2 03 Ca 0 2 036 H2 0+ Ca 0 Fe 2 ( ) 3H2 0 水玻璃养护剂 中主要成 分硅 酸钠与 上述水 化物 中的氢 氧化钙 、 水 化铝酸钙发生反应 N础O n S i O2+ Ca( OH) 2 Na 2 O ( 一 1 ) S i 02+ Ca 2 0 S i ( ) 2 十 H2 O 3 C a 2 O 03 n H2 O+ Na 2 O n S i O ( ) S n H2 0+ 3 Na O AL2 O3 生成硅酸钙为坚硬化合物， 能够填充混凝土表面的毛细 孔道 ， 堵塞了水分蒸发通道， 而溶液中水分挥发后滞 留在混 凝土表面的氢氧化硅则为胶体， 能够将混凝土与空气隔离 开， 两个方面均起到阻止混凝土内水蒸发的作用。 2 5 养护剂观测及试验检测指标 观测检测 ： 在玻璃板上喷洒 0 2 k g m2 养护剂， 观测成 膜时间， 观测成膜厚度及均匀性， 能够形成封闭的薄膜， 没有 沙眼空隙 ， 薄膜手摸有一定 的弹性 。 试验检测指标有： 有效保水率、 抗压强度比、 磨耗量、 干 燥时间、 固含量、 成膜后浸水溶解性、 成膜内热性等， 根据工 程具体情况选用检测指标。 2 6 养护剂的施工工艺 养护剂施工器具 可采用 喷雾器 、 涂料 滚筒 或涂 料刷 ， 喷 雾压力控制在 0 4 MP a以内， 防止冲坏混凝土表面， 喷洒在 混凝土拆模后及时进行， 混凝土表面有污染或水珠等应清理 干净， 不同养护剂用量均有差别， 按厂家的技术要求进行 ， 一 般控制在 3 4 m2 k g ， 在施工中养护剂大多为透明液体 ， 喷 洒时要注意识别 ， 防止漏 喷 ， 喷刷 时按从上 到下 从左 到右 的 次序进行为好； 使用前搅拌要均匀， 不要随意加水稀释影响 使用效果； 喷刷结束后要间隔一定时间检查 ， 防止施工器具 等将薄膜划破 ， 或漏喷影响养护效果。 3 近几年我国养护剂的研制 我国近年开发出多种新型养护剂 ， 分 4类： 水玻璃改 性型； 石蜡乳液改性型； 高分子型； 无机物与高分子聚 合物复合型养护剂。这些养护剂不仅有保水养护作用， 还有 新型吸水养护效果。 3 1水玻 璃 改性 型 无机吸水剂改性水玻璃， 主要成分： 氯化镁+尿素+硅 酸钠溶液； 氯化镁具有很强的潮解性， 它能够吸收空气中的 水分， 保持混凝土表面的湿度； 无机氟化物改性水玻璃， 主要 成分： 氟吕酸盐、 氟硅酸盐等氟化物加入水玻璃溶液中配成， 涂刷后氟化物发生化学反应将混凝土表面水泥中具有柔性 侵蚀能力的石灰组分转化为硬化的不会被破坏的氟化物， 封 闭了混凝土表面水分散失毛细通道， 提高混凝土表面的硬度 密度 和强度 。 3 2 石蜡 乳液 改性 型 混合石油乳液型 用混合石油代替成本较高的优质石 蜡， 使用酸盐型、 磺酸盐型阴离子表面活性剂和聚醚类非离 子表面活性剂复配方作为乳化剂， 制备新型的养护剂， 大大 减少了原高成本的乳化剂用量 ， 可制成浓液， 使用时现场稀 释。石蜡乳液与硅酸盐复合型、 与聚合物复合型， 改善提高 了养护剂的保水性， 成膜强度高， 成膜韧性好， 能渗透到混凝 土表面毛细孔内， 密封毛细孔， 防止水分蒸发和混凝土表面 泌水现象的发生， 起到很好的保水、 保温效果。 3 3 高分子型养护剂 高分子乳液养护剂， 是一种以新型高分子合成乳液为主 要原料的混凝土喷膜养护剂， 它为无毒、 无臭、 不燃、 透气率 低的液体， 具有较好的成膜性和保水性， 最低成膜温度为 8 ， 它的 p H值为 8 9 ， 对水泥水化反应无不 良影响。高分 子吸水树脂 ， 具有吸收比自身重几十倍水的能力， 一旦吸水 形成水凝胶后， 很难把水分分离出来， 成为具有优 良保水性 的树脂， 对于缺水和昼夜温差大的环境 ， 非常适用， 如沙漠地 区、 高原地 区。 3 4无机物与高分子聚合物复合型 利用无机物的渗透性和有机高分子的成膜保水性， 组合 复合型养护剂， 成为当前研究和应用的趋势， 不但成膜密封 性好 ， 韧性强 ， 且在混凝 土表 面发 生有利 混凝土 强度 的化学 反应， 使混凝土表面更加致密， 提高混凝土的表面强度。 4 结论 混凝土养护极其重要， 要增强水工混凝土养护的意 识 ， 选择适当的养护方式 ， 加强混凝土养护 质量控制 ； 洒水 等常规养护养护成本高、 污染大、 劳动强度高， 质量不易保 证， 推荐使用混凝土养护剂； 养护剂近几年品种开发较多， 有必要进一步选择验证混凝土养护剂产 品 ， 提 高混 凝土养护 效果， 如果能够和当前著名的混凝土养护剂科研单位联合开 发适应于重点大型工程的的新复合混凝土养护剂， 能减少常 ( 下转 第 1 8 1页) 森 焉 1 7 5 王鹤鸣 河北省干旱灾害对农业的影响及应对策略 用支撑社会经济的可持续发展 。加强水资源优化配置研究， 充分有效利用宝贵水资源。以可持续为基本原则， 综合考虑 生态、 效益、 需求等因素， 合理开发利用水资源， 优化水资源 在流域内上下游之间、 行政区域之间的分配， 实现水资源的 可持续高效利用。 兴修农 田水利设施， 改善农业用水条件。农田水利 建设滞后是影响农业稳定发展和国家粮食安全的主要问题， 必须大力加强水利建设， 在改善生态环境的基础上改善农业 用水条件 。 实施节水灌溉 ， 提高农业用水的利用率 。建立先 进 、 实用的现代节水农业综 合技术体 系与发展模式 。大 力发展节水灌溉 ， 推广渠道防渗、 管道输水、 喷灌滴灌等技 术 ， 提高灌溉水利用系数， 实施关键水灌溉技术， 有效节约 水 资源 。 优化农业种 植结 构 ， 选用 抗旱 品种 。农 业对 干旱 最 为敏感， 受干旱影响最大也最直接。应合理选用作物品种， 调整作物种植结构， 以趋利避害。应加强高光效和耐旱耐热 作物品种的选育， 应用现代生态科学的理念， 积极开展农业 抗旱减灾关键技术研究与创新， 建立不同区域适水性和节水 型抗旱避灾耕作制度和应急减灾模式。 加强旱情监测和干旱预报研究。建立并完善干旱监 测、 预报与预警机制。目前 ， 农业、 水利、 水文、 气象已经通过 多年的监测积累了可观的长序列数据， 为干旱灾害提供了有 效的分析依据， 再加上实时的监测数据以及现代科技手段如 卫星摇感等为干旱预报提供了有力的技术支持， 构建农业旱 灾预报及决策系统， 在有针对性和可操作性强的干旱应急预 案的基础上提出不同级别的农业旱灾应急方案， 为减轻我国 农业旱灾影响， 保障农业可持续发展提供决策服务。 加强水环境监管， 保护农业灌溉水源。随着工农业 进程的加速， 水体污染也面临越来越严重的形势， 灌溉可用 水源减少 ， 进而导致旱情加剧， 应切实加强水源保护 ， 实现农 业正常发展 。 参考文献： 1 邹旭恺， 张强 近半个世纪我国干旱变化的初步研究 J 应用 气象学报 ， 2 0 0 8 ， ( 1 9 ) ： 6 ： 6 7 9 6 8 7 2 河北省水文水资源勘测局 气候 变化及人类活动影响对海河水 资源 的影响 R 2 0 1 0 E 3 乔光建， 成淑敏 流域植被对径流调节作用的实验研究 J 水 文， 2 0 1 1 ，3 1 ( 4 ) ： 5 1 - 5 3 ( 上接第 1 7 5页) 规养护废水污水、 提高混凝土养护质量 ， 为低碳工程做出贡 8 献； 实际中使用养护剂能够防止细微裂纹的出现， 养护剂 配制工艺简单， 施工方便， 通过养护剂的应用， 能提高混凝土 的表面强度和质量 。 9 参考文献 ： 1 李海川 ， 许金余 ， 邵式亮 ， 等 改性水玻 璃养护剂 的配制及其应 用研究 J 化学建材 ， 2 0 0 6 ， 2 2 ( 2 ) ： 2 7 3 0 E 2 李磊 ， 刘加平 ， 田倩 ， 等 高性能养 护剂的开发及 其应用 E J 混 凝 土， 2 0 1 1 ， ( 6 ) ： 1 3 4 1 3 5 3 王耿， 范圣强， 高阳， 等 国内混凝土养护剂的最新研究进展 J 上海涂料 ， 2 0 0 5 ， 4 2 ( 3 ) ： 1 6 1 9 4 富恩久， 吴村， 黄荣辉， 等 混凝土养护方法的选择 J 混凝土， 2 0 0 5， ( 4 )： 1 0 1 l _ 5 王明宇 水工混凝土养护方法与应用浅谈口 中华建设科技， 2 01 1 ， ( 2) ： 5 2 5 3 6 迟培云， 贺培红， 吕平 高性能养护剂的性能与应用 J _ 混凝 土 ， 2 0 0 0， ( 2 )： 3 5 36 7 赵天波 ， 李凤艳 添加高聚物对 乳化蜡 型混 凝土养护剂 性能 的 影响 J 精细化工， 2 0 0 0 ， 1 7 ( 1 ) ： 1 1 1 4 Ye Hu a 、 Z h a o J i a n q in g ， S y n t h e s i s a n d Ap p l i c a t i o n o f No v e l C e me n t S e l f - c u r i n g Ad mi x t u r e J C h i n a S y n t h e t i c Ru b b e r I n d u s t r y， 2 0 0 3， ( 4 )： 2 5 1 陈波， 贺运生， 李振华， 等 大体积混凝土表面保护研究述评 J 灾 害与 防治工程 ， 2 0 0 9 ， ( 2 ) ： 4 5 4 9 姚明甫， 詹炳根， 黄晓梅 养护对高性能混凝土的脆性影响的 试验研究口 合肥工业 大学学报 ( 自然科学 版 ) ， 2 0 0 4 ， ( 1 1 ) ： 6 2 6 6 詹炳根， 丁以兵 一种评定高性能混凝土养护效果的新方法 J 混凝土 ， 2 0 0 6 ， ( 2 ) ： 2 6 2 8 寿崇琦 ， 张志 良， 解竹柏 ， 等 高分子乳液型水泥混凝土路面养 护剂的研制 J 公路交通科技， 2 0 0 4 ， ( 1 ) ： 1 8 2 0 林泽伟 H G混凝土养生防裂剂的研制 A 纪念中国混凝土 外加剂协会成立 2 0 周 年混 凝土外 加剂新 技术 发展 研讨 会论文集 C 2 0 0 6 ： 1 4 7 1 5 1 傅智 ， 刘云 ， 夏玲玲， 等 我 国水泥混凝土养护剂 标准及应用技 术研究 J 公路 ， 2 0 0 3 ， ( 3 ) ： 3 2 3 9 刘海宏 ， 张文渊 混凝土养护剂及其在道路路 面工程 中的应用 _ J 城市道桥与防洪， 2 0 0 2 ， ( 4 ) ： 1 0 I 一 1 0 3 J C 9 0 1 2 0 0 2 ， 水泥混凝土养护剂 s 1 8 1 1 | | | *锯 4| | 虢 d 自d 冁 女E 自“ 镕 叼 阳 口 I二f 口 口 口 口 口