混凝土養護工作對混凝土強度的影響研究

趙紀，王安德

（1.安徽陽光半島混凝土有限公司，安徽 淮南 232000；2.太湖瑞獅建材有限公司，安徽 安慶 246400）

0 前言

混凝土的宏觀組織是處于堆聚狀態的，其是由水泥與各種大不不同、形狀各異的集料顆粒混合而成的，而水泥漿凝結固化形成的“水泥石”在其中發揮著重要的粘合作用。可將混凝土視為由粗細集料和“水泥石”混合而成的復合材料，對混凝土進行養護就是為了確保水泥的水化反應在形成“水泥石”的過程中能正常進行。本文探討了混凝土養護工作對混凝土強度的影響，可供參考。

1 養護溫度對混凝土強度的影響

養護溫度會在很大程度上影響混凝土強度的發展。曾有研究指出，混凝土養護溫度越低，其初期強度越差，而后期養護溫度在32～49℃的混凝土強度卻遠遠低于4～23℃后期養護溫度下的混凝土強度，這說明初期養護溫度越低，其混凝土后期強度的衰減越小[1]。這主要是因為急促的初期水化反應會影響水化產物的均勻排布，那些分布著較少水化產物位置的強度相對較差，這樣便會大大削弱混凝土的整體強度；而那些分布著大量水化產物的位置則會將牢牢裹住水泥粒子，影響水泥水化反應的進一步進行，水化產物便會隨之逐漸減少[2]。當養護溫度不高時，因為水泥水化反應較為緩慢，這樣水分便有充足的時間進行擴散，所形成的水化產物便有均勻地排布于水泥石中。然而，當養護溫度低于4℃時，盡管可能提升混凝土后期強度，然而因為水泥水化反應比較緩慢，這樣便會大大影響其早期強度，尤其是28d前強度的增長，從而無法達到施工要求。因此，在具體的施工過程中，應將混凝土的養護溫度控制在5℃以上。P.Klieger在其研究中提到，在混凝土的早期養護存在一個最佳養護溫度，在最佳養護溫度下，混凝土在某個齡期的強度可達到最大值，通過實驗發現，快硬硅酸鹽水泥的最佳養護溫度是4℃左右，而硅酸鹽水泥則是13℃左右。

2 濕熱養護對混凝土強度的影響

在混凝土的凝結過程中，溫度會在很大程度上影響混凝土的后期強度。據相關調查證實，如果從攪拌直至溫度上升到99℃的時間不超過6～7h，或者從攪拌直至溫度上升至49℃的時間不超過2～3h，則必定會嚴重影響后期混凝土強度的增長。倘若溫度上升速度過快，則必定會大大降低混凝土的后期強度，其降低幅度甚至高達標準條件下混凝土養護的1/3，而且此種影響與水灰比呈正相關性，即水灰比越小，對其造成的影響越小，這一影響對于快硬硅酸鹽水泥更加顯著。曾有報道指出，對混凝土進行濕熱養護可以有效地降低溫度的上升速度，從攪拌混凝土開始，直至達到標準養護溫度，當推遲時間足夠時，溫度的快速上升并不會造成不良影響，然而，倘若推遲時間不足，那么必定會大大影響混凝土的后期強度增長，而且此種影響與養護溫度呈正相關性，即養護溫度越低，影響越小。因此，在對混凝土進行濕熱養護的過程中，可遵循推遲升溫養護原理，以便最大限度地降低早期高溫對混凝土強度造成的影響。目前，推遲升溫養護原理已經被廣泛使用于混凝土的蒸汽養護之中。據相關研究指出，對混凝土進行長達16～20h的蒸汽養護干預，其強度可提升至正常情況下養護28d強度的70%～80%。這說明蒸汽養護不僅可以大大減少養護時間，而且有助于增強混凝土的強度。另外，針對不同的水泥類型，蒸汽養護的最佳溫度也是有所差別，例如，由火山灰水泥和礦渣水泥配制而成的混凝土的最佳蒸汽養護溫度約為90℃；而由普通水泥配制而成的混凝土的最佳蒸汽養護溫度約為80℃。而且對于普通水泥混凝土而言，經過蒸汽養護后再在正常條件下硬化至28d的強度要比一直在正常條件下養護感化至28d的強度低10%～15%左右。這主要是因為高溫養護雖然可以加快水泥水化反應速率，然而在水泥顆粒的外表過早形成的水化產物凝膠體膜層會抑制水分注入混凝土內部，經過一定的時間，強度增長反而下降。

3 大體積混凝土養護對混凝土強度的影響

大體積混凝土養護也是影響混凝土強度的一個主要因素，若想有效地控制好混凝土的強度，則必須做好大體積混凝土的養護工作。據相關研究顯示，大體積混凝土的峰溫會出現在澆筑后的1～2d，最大相對溫升往往出現在澆筑后的26h，溫度約為30℃；其最大里表溫差往往出現在澆筑后的34h，溫差約為28℃；而最大大氣溫差往往出現在澆筑后的36h，溫差約為29℃。這主要是因為在混凝土硬化初期，水泥水化反應會釋放出大量的熱量，而混凝土的導熱性能較差，無法快速散熱。所以，在澆筑后的1～3d內，大體積混凝土內部溫度均會高于外部，此時，內部混凝土會出現膨脹，而外部混凝土隨著氣溫的下降會出現收縮。因此，在進行大體積混凝土養護時，應盡量減少混凝土表面的熱擴散和溫度梯度，避免出現裂縫；同時還應盡量延長散熱時間，將材料的松弛特點及混凝土強度的潛力充分地體現，以免混凝土因水泥水化熱產生的溫度差而出現溫度應力裂縫。

4 混凝土施工養護控制注意事項

在混凝土施工過程中，為了最大限度地保證混凝土的強度，嚴格把控好混凝土養護的濕度與溫度就顯得非常有必要。在外界溫度超過5℃的情況下，通常可采取自然養護，應著重控制好混凝土的養護濕度，并及時對混凝土進行澆水和覆蓋處理，尤其是在溫度較高的情況下，在澆筑混凝土之后，應及時對混凝土進行覆蓋處理，以免水分過多蒸發。同時，應嚴格把控好灑水次數，以覆蓋物濕潤為宜，針對不同品種水泥配制而成的混凝土，其灑水天數也是有所差別的，通常來說，針對有抗滲需要或添加緩凝劑的混凝土，其養護時間最少為14d；而針對由礦渣水泥、硅酸鹽水泥或普通水泥配制而成的混凝土，其養護時間最少為7d。

在外界溫度不超過5℃的情況下，應對混凝土實施濕熱養護或者可將抗凍劑加入混凝土中。針對添加了抗凍劑的混凝土而言，在對其進行養護的過程中應注意如下幾方面：首先，當溫度低于0℃時，切不可進行澆水養護；其次，應對暴露在外的混凝土表面進行覆蓋處理，同時，應加強對易受凍害位置及結構薄弱位置的覆蓋；第三，必須保證養護溫度大于抗凍劑規定的臨界溫度，倘若溫度小于臨界溫度，應對其進行保溫或加溫處理。在對混凝土進行濕熱護理的過程中，應對蒸汽養護的最高溫度、溫度上升速度和靜停時間加以嚴格把控。靜停時間主要取決于水泥的類型及外界環境溫度，通常情況下，針對由普通水泥或硅酸鹽水泥配制而成的混凝土，其靜停時間應控制在2～6h范圍內；而針對由礦渣水泥配制而成的混凝土，其靜停時間應適當地增加。通常來說，蒸汽養護的時間應控制在18h左右，而蒸汽養護的最高溫度主要取決于水泥類型，針對由普通水泥或硅酸鹽水泥配制而成的混凝土，應將蒸汽養護的最高溫度控制在80℃～85℃范圍內；而針對由礦渣水泥配制而成的混凝土，則應控制在90℃～95℃范圍內。最好采用低壓飽和蒸汽，而且必須保證均勻加熱，同時必須及時地將冷凝水排出，以免混凝土結凍。可參考下表來控制蒸汽養護的溫度上升速度。針對地下部分外墻的防水混凝土，如條件允許，可將多孔管設置于頂面，對其進行淋水養護。防水混凝土應主要采用晚拆模板，即5～7d后拆模，可事先松動對拉螺栓，再實施灑水養護，以使墻外壁與模板之間能夠流入充足的水分。待拆除模板之后，還應持續進行灑水養護至14d，這主要是因為模板具備保溫、保濕的功效，可以避免風吹、氣候改變及陽光照射等對混凝土造成干擾，避免混凝土出現裂縫。而針對地上部分的混凝土，通常應將塑料薄膜覆蓋于其上，并對其進行灑水養護，以保證其始終處于濕潤狀態。

混凝土構件蒸汽養護升降溫速度控制

6 結語

綜上所述，在混凝土的養護過程中，影響混凝土強度的因素主要是濕度和溫度，因此，在養護混凝土的過程中，應嚴格控制好養護濕度和溫度，同時，應根據外界環境實際情況，合理地采取養護措施，這樣方能最大限度的保證混凝土強度，有效地提升整個混凝土建筑工程的質量，為發展我國建筑事業奠定堅實的基礎。

[1]董獻國.淺談養護條件對混凝土強度及耐久性的影響[J].江西建材，2014（3）.

[2]楊占杰.淺談冬季混凝土強度的影響因素及養護措施[J].門窗，2016（6）.