分析緩凝劑和早期養護對混凝土性能的影響

羅東偉

摘要：緩凝劑一系列通過化學反應機理延遲混凝土的初凝時間，增加混凝土便于施工的可塑性能，降低凝結時的溫度釋放，被廣泛用于現澆混凝土施工領域。混凝土的早期養護主要是通過外界物理條件，使混凝土的溫度、濕度、養護時間等保持在一種可控的狀態，從實現其強度、耐久性等性能 [1]。本文分析了緩凝劑和早期養護對混凝土的施工性能和力學性能的影響，并分析了緩凝劑使用不當和養護方式不當造成的質量問題，供同行學習探討。

關鍵詞：混凝土；緩凝劑；養護；強度；質量；和易性

混凝土緩凝劑的主要作用是兩個方面，一個方面是延長凝結時間，另一個是控制混凝土凝結釋放的溫度。混凝土凝結時間的延長，可以減緩水化反應釋放溫度的頻率和大小，從而使溫度緩慢釋放，從一種剛性的不可控調整為柔性的可控。按照作用效果明顯程度分為普通緩凝劑和超緩緩凝劑兩種，兩種的確保，顧名思義，就是對混凝土性能影響的力度和效率不同，一個是普通“中成藥”，一個是“特效藥”。

混凝土完成澆筑后需要一定的養護周期才能達到所需要的強度，滿足使用和結構要求。根據養護的條件和環境不同，可分為高溫養護、標準養護等，所謂標準養護。緩凝劑和養護都對混凝土的強度等性能指標產生重要影響[2]。

一、緩凝劑對混凝土的作用與不利影響

（一）緩凝劑的作用

緩凝劑對于混凝土性能的影響要從兩個階段來區分，第一個階段是早期，第二個階段是中后期，為便于分析，本文姑且以終凝時間為節點，作為兩個階段的分界點。按照混凝土的凝結固化過程，其凝結時間分為初凝時間和終凝時間，緩凝劑主要是通過影響初凝時間來改善混凝土的施工性能，混凝劑也會延遲終凝時間，從而使得混凝土水化反應減緩，控制熱量的釋放。

緩凝劑在第一個階段的作用是降低水灰比、改善和易性、降低水化熱、避免混凝土凝結過程中集中過早地出現溫度峰值等，從上述情況可以看出，緩凝劑在第一階段對混凝土的影響主要都是操作性能上的。由于其對操作性能的明顯改善，得以在大體積混凝土、夏季施工等需要控制溫度的工程實踐中得到普遍的應用。

當混凝土進入第二個階段，緩凝劑能明顯改善混凝土的強度，工程經驗證明，加了緩凝劑的混凝土在初凝時間以后，抗壓強度增加的速度明顯高于未加緩凝劑的混凝土。在這個階段混凝劑最主要的作用就是增加了混凝土的中后期強度和耐久性，這兩方面都是因為緩凝劑降低了混凝土水灰比予以實現的。

（二）緩凝劑對混凝土的不利影響

緩凝劑對于混凝土也存在著不利影響，主要是由于使用緩凝劑時未經過充分的研究論證，未掌握不同緩凝劑的作用效能引起的，不正確使用主要體現在三個方面，一是使用的種類不適宜，緩凝劑分為有機類、無機類，這兩大類又可以細分為很多子類，不同的混凝土和施工需求要根據不同種類緩凝劑的特性選擇適合工程實際的緩凝劑，不正確的緩凝劑往往會導致混凝土的操作性能和力學性能受到影響。二是過量或者不足量使用緩凝劑，緩凝劑的過量使用，往往會導致混凝土終凝時間延遲，不利于其強度的形成和養護，而過少量使用則達不到緩凝的效果。

二、早期養護對混凝土性能的影響

混凝土養護就是借用外界條件，如溫度、濕度等，使混凝土避免受到外界作用力的影響，從而使混凝土有效形成強度、耐久性、抗滲性等物理力學性能的手段和措施。

（一）養護溫度對混凝土性能的影響

工程實踐證明，混凝土養護溫度越高，其早期強度發展就越快，但并不是溫度越高越好，過高的溫度會使混凝土表面水分和內部水分蒸發，造成水化反應所需的水量不足，難以形成早期強度。因此要根據冬季施工、夏季施工、大體積混凝土施工等實際環境和條件，選擇適合的養護溫度。

（二）養護濕度對混凝土性能的影響

為避免混凝土的水分過快、過早地蒸發，要使得養護環境中保持足量的濕度，如果濕度過低，往往導致水化反應不徹底，出現強度不足、裂紋、蜂窩等質量問題；同樣，濕度也不是越高越好，過高的濕度會延緩混凝土的強度形成，不利于其強度和耐久性的形成。濕度過大，會造成混凝土表面積水甚至沖刷水泥，導致表面水泥含量不足，影響表面的平整度和混凝土強度。

（三）養護時間對混凝土性能的影響

因為混凝土內各種成分和添加劑之間的化學反應和物理粘接需要一定的時間，時間不足，化學反應和物理粘接就不充分，也就是俗話說的“火候不到”。自然混凝土的性能就收到影響，過早的停止養護，可能導致混凝土表面水花反應已經完成，但內部未完成甚至停止，這樣會導致混凝土構件的內部強度不足，形成一種“空心化”的構件，對結構安全造成嚴重的危害。

三、緩凝劑和養護不當可能造成的異常

如前文所述，混凝劑和養護條件都要結合水泥的標號、混凝土構件的種類、施工的季節、環境等實際條件選擇。不正確的使用緩凝劑和不恰當的養護措施，會導致產生一系列質量通病和質量問題。

（一）出現蜂窩、麻面等質量通病

養護溫度過高、濕度過低等會造成混凝土表面起砂，或者局部水分蒸發過快，導致混凝土水化不徹底，出現蜂窩、麻面等質量問題，輕者影響其觀感質量，嚴重這可能導致使用性能和結構安全受到威脅。因此，混凝土養護過程中要選擇適宜的溫度濕度，保持養護表面水分充足，不干燥，不起砂。對于上面需要做有機涂料的地下停車場、地坪等特殊混凝土基層，尤其要重視養護，不然強度不夠、起砂等質量問題會導致和上層涂層的結合不充分，留下質量隱患。

（二）出現裂縫，影響結構安全

混凝土在凝結過程中溫度釋放過快、內外溫度差異過大等，從而導致裂縫。混凝土裂縫的存在，對后期的建設期的施工安全和建筑使用安全都造成嚴重威脅。在高層房屋建筑中，在建工程的混凝土構件往往會作為施工期間的承載體系，上部構件、施工材料、作業人員均有可能在混凝土構件上活動或臨時堆放，有裂縫的構件承載能力不足，很可能導致斷裂垮塌，對施工安全帶來較大隱患。后期使用過程中，更關系都住戶的生命財產安全。因此裂縫是“通病”也是“大病”，既要防，也要治。

（三）出現施工縫

混凝土的養護條件不均勻，如在一個構件上兩邊的養護濕度和溫度不一致，就有可能導致出現施工縫，嚴重影響結構安全，甚至導致工程事故。在一個構件上使用不同種類、不同劑量的混凝劑混凝土澆筑，也可能導致先澆筑部分和后澆筑部分之間不能較好地凝結，出現施工縫，為結構安全造成隱患。因此，緩凝劑和養護措施都要把我均勻性原則，即在一個構件上要同等條件養護，盡量使用同一批次攪拌的混泥土澆筑，包括緩凝劑在內的混凝土外加劑要均勻攪拌[3]。

四、結論

混凝土緩凝劑通過一定的化學物理機制影響著混凝土的各種力學性能、使用性能、操作性能，因此被廣泛用于工程實際，尤其是夏季施工、大體積混凝土施工等混凝土工程中有著重要的作用。

溫度、濕度、養護時間等混凝土養護條件對混凝土的早起強度、中后期強度和耐久性有著至關重要的影響，且每一個因素對混凝土質量的影響都不是簡單的線性關系，過高或者過低的溫度、濕度都不利于混凝土性能的形成和保持，因此，施工者要采取合理的、符合工程實際的養護措施。

施工者要綜合混凝土構件的種類、施工所在的自然溫度、濕度、不同緩凝劑對混凝土各種性能指標的影響定性定量指標等，選擇適合于工程的緩凝劑和其他外加劑。

參考文獻：

[1]王振軍，何挺樹.緩凝劑作用機理及對水泥混凝土性能影響[J]公路，2006（7）：27-28.

[2]尤啟俊，何孟浩.外加劑對混凝土收縮抗裂性能的影響[J]混凝土，2012（9）：32-33.

[3]王寶民，王立久.超緩凝劑對硅酸鹽水泥水化的影響[J]建筑材料學報，2003（9）：90-91.