養護劑對混凝土性能的試驗研究

劉國富

摘 要：混凝土養護是保證混凝土質量的重要措施，試驗采用乳液型養護劑，研究養護劑對混凝土保水性能及抗壓強度的影響規律。結果表明：在標準養護、室內養護和室外養護環境下，使用養護劑均能降低混凝土試件水分損失，提高混凝土抗壓強度，其中使用養護劑的混凝土試件在以上三種環境中每平米水分損失分別減少了31.1 g、102.3 g和235.6 g，28 d抗壓強度分別提升了1.9 MPa、2.5 MPa和1.9 MPa。

關鍵詞：養護劑;保水性;自養護;抗壓強度

0 前言

在混凝土施工中，養護是一個非常重要的環節，特別是在孟加拉國這種氣溫高，日照強度高的地區施工，尤其要重視混凝土養護的問題。新成型的混凝土如不采取合理措施進行精心養護，讓混凝土的表面完全暴露在自然環境中，任其水分自然蒸發，那么在混凝土內部的水泥的水化環境將會嚴重劣化，甚至導致水泥水化停止，并引起混凝土干燥收縮裂縫及表面結構多孔疏松，造成混凝土強度大幅降低， CO2和CIˉ等的滲透性提高，混凝土對鋼筋的保護能力及其耐久性降低?；炷恋膹姸葋碓从谒嗟乃?，而水泥水化只能在被水填充的毛細管內發生，因此，必須創造條件防止水分由毛細管中蒸發，才能使水泥充分水化，以保證混凝土的強度不斷增長。目前施工中的主要養護手段包括：蓄水養護、噴霧養護、濕覆蓋物養護和塑料薄膜密封養護等。隨著水資源日趨緊張以及對環境保護和人力資源價值重視程度的日益提高，使用傳統的養護方法不僅費時、費工和浪費資源，而且工程造價高，易引起環境污染，難以滿足現代高性能混凝土的施工要求?；炷琉B護劑噴涂在混凝土表面后，其自身水分蒸發或被混凝土吸收后，可在混凝土表面形成一層薄膜，阻止混凝土中水分持續蒸發而達到自養護的目的，具有省工、省時、節水和環保等優點。本試驗采用乳液型養護劑，研究養護劑對混凝土保水性能及抗壓強度的影響規律。

1 試驗原材料

水泥采用P.O 52.5水泥;細骨料采用河沙中砂，粗骨料采用5～25（mm）連續級配碎石;外加劑采用聚羧酸高效減水劑;養護劑采用乳液型養護劑。

2 試驗方法

2.1 保水性能試驗

根據標準JC 901-2002《水泥混凝土養護劑》，將制備好的混凝土裝入150×150×150（mm）的塑料試模，在振動臺上振動排出試模內氣體。沿試模內插搗數次，缺料處用余漿抹平，使頂面均勻密實。待試件表面水消失后，用干凈毛刷輕刷表面釉層，直到刷不出表面水或用手指擦過無表面水跡，稱量基準試件質量。待噴涂試件表面達到要求后，在試模與試件邊緣處剔出深3 mm，寬不足3 mm的V型槽，并用密封材料填充并立即稱量質量，記錄養護劑噴涂質量，噴涂采用0.2 kg/m2。基準試件與噴涂試件等間距放置，72 h后取出稱量質量并計算混凝土水分損失質量。

2.2 混凝土抗壓強度試驗

根據國標GB/T50081-2016《普通混凝土力學性能試驗方法標準》分別對基準混凝土試件和噴涂養護劑的混凝土試件3 d、7 d、28 d強度進行檢測。

3 試驗結果與分析

3.1 養護劑在不同養護條件下對混凝土保水性能的影響

試驗分別研究在標養、室內和室外環境下養護劑對C35混凝土保水性能的影響。

3.1.1 養護劑在標養條件下對混凝土保水性能的影響

養護劑在標養條件下對混凝土保水性能的影響見表1，計算得混凝土基準試件水分損失為333.3 g/m2，噴涂養護劑試件的水分損失為302.2 g/m2。噴涂養護劑后混凝土每平米水分損失減少31.1 g。在標準養護的環境中，條件為溫度20℃±2℃、相對濕度95%RH以上，受環境影響混凝土基本能完成自養護，噴涂養護劑的試件與基準試件水分損失較為接近，養護劑所起作用不明顯。

3.1.2 養護劑在室內條件下對混凝土保水性能的影響

養護劑在室內條件下對混凝土保水性能的影響見表2，計算得混凝土基準試件水分損失為4 235.6 g/m2，噴涂養護劑試件的水分損失為4 133.3 g/m2。噴涂養護劑后混凝土每平米水分損失減少102.3 g。本次實驗室內環境溫度較高，濕度較低，相對于標養環境混凝土水份損失較大，但養護劑作用相對明顯，分析原因為室內濕度小于標養環境，混凝土養護過程中與外界的滲透壓大于標準養護的滲透壓，養護劑在混凝土表面產生的薄膜阻礙混凝土內部水分蒸發，使混凝土自養護進行的較為明顯。

3.1.3 養護劑在室外條件下對混凝土保水性能的影響

養護劑在室外條件下對混凝土保水性能的影響見表3，計算可得室內養護基準試件水分損失為3 377.8 g/m2，噴涂養護劑試件水分損失為3 142.2 g/m2，噴涂養護劑后混凝土每平米水分損失減少235.6 g。本次實驗室外養護大部分時間背陽，濕度相對室內環境較高，因此水分損失相對室內環境低。綜合表1、2、3可知，在不同養護條件下，噴涂養護劑后，混凝土的水分損失均不同程度降低，其中在室外環境下，養護劑應用效果最為明顯。

3.2 養護劑對混凝土抗壓強度的影響

試驗分別研究標養、室內和室外條件下，養護劑對C35混凝土強度的影響。

3.2.1 標準養護條件下養護劑對混凝土抗壓強度的影響

標準養護條件下養護劑對C35混凝土抗壓強度的影響如圖1，其中基準混凝土3 d、7 d、28 d強度分別為20.6 MPa、

30.9 MPa和46.4 MPa，噴涂養護劑混凝土3 d、7 d、28 d強度分別為20.9 MPa、34.3 MPa和48.3 MPa。由圖1可知噴涂養護劑試件強度高于基準試件強度，且養護3 d到7 d這段時間噴涂養護劑的試件強度增長速率比基準試件強度增長快，7 d到28 d的時候則相反。這是由于養護劑在混凝土表面滲透層發生了化學反應，堵住了混凝土表層的毛細孔，故在養護前期噴涂養護劑混凝土試件內部水分充足，水泥水化速度快于基準試件的水化速度，待噴涂試件內部水分降低之后，與外界水分交換較慢，而基準試件此時在滲透壓的影響下，水分相對充足，故水化速率比噴涂試件快，強度增長速率也快于噴涂試件。

3.2.2 室內養護條件下養護劑對混凝土抗壓強度的影響

室內養護條件下養護劑對C35混凝土抗壓強度的影響如圖2，其中基準混凝土3 d、7 d、28 d強度分別為21.6 MPa、

25.4 MPa和43.3 MPa，噴涂養護劑混凝土3 d、7 d、28 d強度分別為21.9 MPa、25.9 MPa和45.8 MPa。由圖2可知，混凝土基準試件與噴涂養護劑試件前期（7 d）強度與強度增長速率接近，到養護后期噴涂養護劑的試件強度增長速率快于基準試件的強度增長速率。分析原因為本次實驗室內養護溫度較高，養護前期由于混凝土試件內部水分充足，足以維持自養的進行，養護進入到中后期，由于噴涂養護劑試件受到薄膜保護，內部水分蒸發較少，而基準試件由于周圍環境溫度高，濕度低，內部水分損失較大，不足以維持后期自養的進行，水化速率變慢，強度增長速率小于噴涂試件的強度增長速率。

3.2.3 室外養護條件下養護劑對混凝土抗壓強度的影響

室外養護條件下養護劑對C35混凝土抗壓強度的影響如圖3，其中基準混凝土3 d、7 d、28 d強度分別為22.1 MPa、

33.7 MPa和49.9 MPa，噴涂養護劑混凝土3 d、7 d、28 d強度分別為22.3 MPa、33.7 MPa和51.8 MPa，分析圖3可知，室外養護C35混凝土，噴涂養護劑試件與基準試件在前期混凝土內部水分揮發較少，水泥水化速率接近，故二者3 d和

7 d前強度相近，養護7 d后，噴涂養護劑試件由于養護劑保水作用，內部水分多于基準試件水分，在同樣環境中，水化速率比基準試件水化速率快，因此28 d后強度高出基準試件約2 MPa。

4 結論

（1）在不同養護環境下，養護劑的使用均能降低混凝土試件水分損失，其中在室內和室外環境下，養護劑保水效果較明顯。在室內環境下，噴涂養護劑后混凝土每平米水分損失減少102.3 g;在室外環境下，噴涂養護劑后混凝土每平米水分損失減少235.6 g。

（2）在不同養護環境下，養護劑均能提高混凝土試件抗壓強度。在標準養護、室內養護和室外養護環境下噴涂養護劑的C35混凝土試件28 d強度相對基準試件分別提升了1.9 MPa、2.5 MPa和1.9 MPa。

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