溫度對混凝土的影響及養護方法研究

混凝土廣泛應用于各類工業建筑中，混凝土的養護是延長混凝土結構壽命的重要方法。當前建筑業的混凝土養護方法主要有蒸汽養護、自然養護、混凝土養生液養護、滿水法養護以及燃料和電熱養護等。不同溫度條件下，需要用不同的混凝土養護方法。

高溫環境下混凝土的養護

在北半球，高溫環境都發生在夏季，此時的混凝土容易出現快速凝結、干縮的狀況，這些會導致混凝土的強度下降，因此夏季尤其要注意混凝土養護工藝。要在高溫下采用正確的方法對混凝土進行養護，首先要分析高溫環境下混凝土遇到的問題，主要有：1）混凝土凝結時間縮短；2）坍落度損失增大；3）混凝土耐久性降低；4）混凝土表面外觀差異變大；5）養護不及時造成后期強度降低，裂縫增多；6）滲透性導致鋼筋銹蝕增大；7）需水量增大。高溫環境下要深刻認識到對混凝土造成的影響，以此確定在經濟、質量和可實施之間選擇適宜的方案，我們可以根據工程的要求，適當控制混凝土拌物的配合比及原材料的入機溫度，具體方法如下：

1.混凝土澆筑完成后，應立即用毛氈、草墊等保溫材料覆蓋模板表面，并對模板上撒水進行降溫養護；

2.為了避免太陽光直射混凝土倉面，降低倉面溫度，減少混凝土表面水分蒸發，夏季澆筑時，必須在混凝土倉面搭設涼棚；

3.混凝土澆筑完成后，應當用黑色塑料布對混凝土外漏面覆蓋嚴密，塑料布內應具有凝結水，并應經常檢查；

4.混凝土澆筑完成11小時左右即應覆蓋、曬水，操作時不得使混凝土受到污染和損害；

5.混凝土拆模后，應立即對基礎混凝土用毛氈、麻袋等進行覆蓋，灑水養生；對混凝土橋臺、墩身、箱身等應用塑料布（黑色）進行覆蓋、包裹養生，以免表面水分過度散失，塑料布內應具有凝結水，并應經常檢查；塑料布外面裹一層毛氈，以起到保護塑料布嚴密、保持恒溫、保濕，提高養護效果的作用。夏季視當地氣候條件，適當灑水進行濕養護，一般情況，覆蓋養護不少于7d，灑水養護時間不少于14d；

6.為達到降溫效果，澆筑時，應在澆筑面周圍灑水。

低溫環境下混凝土的養護

在低溫環境下，混凝土會受到冰凍而喪失其強度。最新的混凝土規范提出了混凝土達到抗凍臨界強度后就不會出現凍害，但在實際操作中如何控制這個臨界強度仍然是一個難題。隨著混凝土制作工藝的不斷發展和施工設備的不斷改進，不同的國家對混凝土制備初期受凍有著不同的理解，選擇的實驗方法也各不相同，因此得出的臨界強度也不盡相同。

低溫環境下混凝土施工應當注意：（1）合理安排施工組織，將混凝土的使用安排在合適的時間段進行，保證混凝土的成熟度符合要求時再受凍。（2）在低溫時采用高熱或者快凝水泥，適當減少水灰比，增加速凝劑使之加速凝固，提高混凝土的強度；同時增加攪拌混凝土的時間，一般為常溫攪拌時間的1.5倍，同時在運輸過程中盡量減少熱量損失，減少運輸的周轉次數。

為了確保低溫環境下混凝土使用質量，必須對其進行特殊養護。這樣做，一是創造各種條件使水泥充分水化，加速砼硬化：二是防止砼成型后暴曬、風吹、寒冷等條件而出現的不正常收縮、裂縫等破損現象。

在養護工作中，為了防止低溫環境下混凝土物理參數的大幅波動，通常采用外部加熱法。外部加熱法主要用于氣溫-10℃以上而構件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構件周圍的空氣，將熱量傳給混凝土，或直接對混凝土加熱，使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。

（1）火爐加熱。一般在較小的工地使用，方法簡單，但室內溫度不高，比較干燥，且放出的CO2會使新澆混凝土表面碳化，影響質量。

（2）蒸汽加熱。用蒸汽使混凝土在濕熱條件下硬化。此法較易控制，加熱溫度均勻。但因其需要專門的鍋爐設備，費用較高。且熱損失較大，勞動條件亦不理想。蒸汽養護法有擁罩法、蒸汽套法、熱模法、內部通汽法等幾種。其適用范圍應符合下列規定：1.棚罩法適用于預制梁、板、地下基礎、溝道等。2.蒸汽套法適用于現澆梁、板、框架結構、墻、柱等。3.熱模法適用于端、柱及框架架構。4.內部通汽法適用于預制梁、柱、桁架，現撓梁、柱、框架單梁。5.蒸汽養護法應采用低壓飽和蒸汽，當工地有高壓蒸汽時，應通過減壓閥或過水裝置方可使用。6.蒸汽養護的混凝土，采用普通硅酸鹽水泥時最高養護溫度不得超過80℃，采用礦渣硅酸鹽水泥時可提高到85℃。但采用內部通汽法時，最高加熱溫度不應超過60℃。

（3）電加熱。將鋼筋作為電極，或將電熱器貼在混凝土表面，變電能變為熱能，以提高混凝土的溫度。此法簡單方便，熱損失較少，易控制，不足之處是電能消耗量大。電加熱法一般包括以下幾種：1.電極加熱：用鋼筋作為電極，利用電流通過混凝土所產生的熱量來養護；2.電熱毯法：混凝土澆注后，在混凝土表面或模板外面覆蓋柔性電熱毯，通電加熱養護；3.工頻渦流法：在鋼模板外邊焊上鋼管，鋼管內穿導線，制作渦流模板，導線通電后，鋼管壁產生渦電流發熱，從而加熱模板對混凝土進行加熱養護的一種電加熱方法；4.線圈感應加熱法：混凝土澆注后，利用纏繞在構件剛模板外側的絕緣導線做成線圈，通以交流電后，在鋼模板和混凝土構件內部的鋼筋中產生電磁感應發熱，從而對混凝土加熱養護。

（4）紅外線加熱。以高溫電加熱器或氣體紅外線發生器，對混凝土進行密封輻射加熱。

小結

總之，不管是高溫環境還是低溫環境，都要根據實際情況在保證混凝土質量的前提下，選擇經濟適用的混凝土養護方法，可能不只采用一種方法。只有多種方法綜合使用，才能既保證混凝土的養護質量，也能保證工期的順利開展。

（作者單位：潞安集團常村煤礦）