對補償收縮混凝土的養(yǎng)護(hù)問題探討

對補償收縮混凝土的養(yǎng)護(hù)問題探討詳細(xì)介紹了補償收縮混凝土的工作原理，分析對比了不同養(yǎng)護(hù)方式對補償收縮混凝土性能的影響，并闡述了實際施工中不同結(jié)構(gòu)部位的養(yǎng)護(hù)方法。1補償收縮混凝土工作原理補償收縮混凝土是近年來針對超長現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展起來的一種新的混凝土品種，通過在普通混凝土中摻入一定數(shù)量的膨脹劑，水化后產(chǎn)生一定量的體積膨脹，在鋼筋和鄰位的約束下，在結(jié)構(gòu)中建立0.2MPa～0.8MPa預(yù)壓應(yīng)力，這一壓應(yīng)力可抵消混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力，從而使混凝土不裂不滲，實現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的超長無縫施工?，F(xiàn)時市場上的膨脹劑大部分都是硫鋁酸鹽型膨脹劑，其膨脹源是鈣礬石(C3A·3CaSO4·32H2O)。以目前比較常用的HEA抗裂膨脹劑為例，HEA抗裂膨脹劑是由石膏、硫鋁酸鹽熟料、蒙脫石類礦物熟料、高鋁礬土熟料、粘土質(zhì)熟料和鈣質(zhì)熟料等組成。在水泥中摻入HEA抗裂膨脹劑后，HEA參與水泥水化反應(yīng)，生成大量膨脹性結(jié)晶水化物———水化硫鋁酸鈣(C3A·3CaSO4·32H2O，即鈣礬石)，使體積膨脹18%，見下式：3CA+3CaSO4·2H2O+32H2O→C3A·3CaSO4·32H2O+2(Al2O3·3H2O)，C4A3S+2CaSO4·2H2O+34H2O→C3A·3CaSO4·32H2O+2(Al2O3·3H2O)。當(dāng)混凝土膨脹時受到鋼筋或其他限制物的限制，鋼筋則因混凝土的膨脹而伸長，此時在鋼筋中產(chǎn)生拉應(yīng)力，在混凝土中相應(yīng)產(chǎn)生壓應(yīng)力，這種壓應(yīng)力能夠抵消導(dǎo)致混凝土開裂的全部或部分拉應(yīng)力，在混凝土中產(chǎn)生0.2MPa～0.8MPa預(yù)壓應(yīng)力，能有效地補償混凝土的干縮和冷縮，從而避免混凝土的開裂。同時，大量的鈣礬石晶體填充了混凝土的毛細(xì)孔縫，改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使毛細(xì)孔變細(xì)、減小，增加了致密性，顯著提高了混凝土的抗裂防滲性能及耐久性和抵抗周圍環(huán)境介質(zhì)侵蝕的能力。適用于結(jié)構(gòu)自防水、抗裂防水混凝土和超長混凝土結(jié)構(gòu)的無縫施工等場合。2補償收縮混凝土的養(yǎng)護(hù)2.1不同養(yǎng)護(hù)方法的對比摻加HEA混凝土抗裂膨脹劑的補償收縮混凝土的主要膨脹源是鈣礬石，從化學(xué)反應(yīng)方程式中可以發(fā)現(xiàn)，每生成1mol的鈣礬石就要消耗32mol的水。如果沒有水，化學(xué)反應(yīng)就會停止，鈣礬石就會停止生成，這樣補償收縮混凝土就會因為缺乏膨脹源而失去補償收縮的作用。由于水泥的水化反應(yīng)亦需要大量的水，攪拌混凝土?xí)r加入的水一部分參與水泥水化反應(yīng)，一部分在水泥水化反應(yīng)放熱中蒸發(fā)掉，剩下的小部分水根本不夠生成足夠鈣礬石所需用量，所以要生成足夠的鈣礬石就需要補充額外的水分，這就是補償收縮混凝土必須進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和養(yǎng)護(hù)時必須有足夠水分的原因。為能在實踐中掌握不同養(yǎng)護(hù)條件對膨脹效能的影響，按照J(rèn)C47622001標(biāo)準(zhǔn)，對HEA膨脹劑摻量為8%的試件進(jìn)行不同養(yǎng)護(hù)條件對膨脹效能影響的試驗。養(yǎng)護(hù)條件：1)水中養(yǎng)護(hù)：砂漿試件一直放在20℃±3℃的水中養(yǎng)護(hù)。2)保濕養(yǎng)護(hù)：砂漿試件前7d放在20℃±3℃水中養(yǎng)護(hù)，7d后放在標(biāo)養(yǎng)室木架上(溫度20℃±3℃，相對濕度90%以上)。3)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)：按JC47622001標(biāo)準(zhǔn)，砂漿試件前7d放在20℃±3℃水中養(yǎng)護(hù)，7d后轉(zhuǎn)入空氣中養(yǎng)護(hù)(溫度20℃±3℃，相對濕度65%)。4)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)1：按JC47622001標(biāo)準(zhǔn)，砂漿試件前7d放在20℃±圖1充分說明，養(yǎng)護(hù)水的充足與否，直接關(guān)系到補償收縮混凝土的膨脹效能。圖中曲線所示，試件在7d齡期時，不論是標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、水中養(yǎng)護(hù)、保濕養(yǎng)護(hù)，由于此時試件是全部浸在水中，其限制膨脹量相差無幾。7d齡期時限制膨脹率約為0.027%。1)水中養(yǎng)護(hù)：其限制膨脹率在前28d增長較快，28d～60d這一時間段已明顯減緩，因為試件的強度已經(jīng)發(fā)展起來。14d齡期時限制膨脹率約為0.035%，28d齡期時限制膨脹率約為0.048%，60d齡期時限制膨脹率約為0.051%?？梢?，水中養(yǎng)護(hù)可充分發(fā)揮膨脹劑的效能。2)保濕養(yǎng)護(hù)：將7d后的試件轉(zhuǎn)入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室保濕養(yǎng)護(hù)(放在木架上溫度20℃±3℃3)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)：將7d后的試件轉(zhuǎn)入空干養(yǎng)護(hù)，此時由于水分不充足，其限制膨脹率馬上減小，隨齡期的增加，出現(xiàn)負(fù)增長(收縮)，14d齡期時限制膨脹率約為0.004%，28d齡期時限制膨脹率約為-0.015%，60d齡期時限制膨脹率約為-0.019%，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)不能充分發(fā)揮膨脹劑的效能，但可保證少出現(xiàn)和不出現(xiàn)裂縫，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件比較接近實際的施工條件。4)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)1：將14d后的試件轉(zhuǎn)入空干養(yǎng)護(hù)，此時由于水分不充足，其限制膨脹率馬上減小，隨齡期的增加，出現(xiàn)負(fù)增長(收縮)，14d齡期時限制膨脹率約為0.035%，28d齡期時限制膨脹率約為-0.005%，60d齡期時限制膨脹率約為-0.008%，在抗裂方面有明顯的優(yōu)勢，雖然不能充分發(fā)揮膨脹劑的效能，但可保證不出現(xiàn)裂縫，可見水中養(yǎng)護(hù)對充分發(fā)揮膨脹劑的性能至關(guān)重要，實際施工中，如果條件許可，應(yīng)當(dāng)首先保證水中養(yǎng)護(hù)的時間，可充分發(fā)揮膨脹劑的效能。同時，只要能保證養(yǎng)護(hù)的條件符合要求，可在取得相同的限制膨脹率的同時減小膨脹劑的用量，達(dá)到降低造價、節(jié)省資金的效果。5)自然養(yǎng)護(hù)：將成型后的試件模擬現(xiàn)場自然養(yǎng)護(hù)，每天澆水兩次，測其限制膨脹量，見圖1。由于自然養(yǎng)護(hù)的試件早期得不到充足的水分，其膨脹效能根本得不到發(fā)揮，試件從一開始就是收縮，試件的限制膨脹率在齡期為3d時約為-0.015%，前14d由于試件強度還是比較低，收縮比較劇烈，14d以后收縮趨向緩和。7d限制膨脹率約為-0.024%，14d限制膨脹率約為-0.032%，28d限制膨脹率約為-0.038%，60d限制膨脹率約為-0.043%，與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的試件差異很大，根本起不到補償收縮的作用，所以加強養(yǎng)護(hù)是保證補償收縮混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵。2.2實際施工中的養(yǎng)護(hù)方法[1]在實際的施工過程中，針對不同的建筑部位，應(yīng)采用不同的養(yǎng)護(hù)方法。地下室底板：由于地下室底板四周都有反邊，澆筑完混凝土后會形成一個小水池，所以在底板終凝后馬上進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)14d，然后轉(zhuǎn)入自然養(yǎng)護(hù)。如果蓄水養(yǎng)護(hù)有困難，可用麻袋覆蓋混凝土表面，然后淋水養(yǎng)護(hù)，保持麻袋24h都處于潮濕狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)14d后去掉麻袋轉(zhuǎn)入自然養(yǎng)護(hù)。地下室側(cè)壁：必須進(jìn)行帶模養(yǎng)護(hù)，現(xiàn)時建筑施工用的模板是18mm厚的膠合板，這種板可保溫保濕。只要帶模養(yǎng)護(hù)，混凝土墻的水汽被困在模板內(nèi)不能蒸發(fā)，對混凝土的養(yǎng)護(hù)非常有好處，混凝土墻的養(yǎng)護(hù)條件類似于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室保濕養(yǎng)護(hù)，混凝土終凝后用水淋濕模板即可，帶模養(yǎng)護(hù)不能小于14d，拆模后再進(jìn)行淋水養(yǎng)護(hù)至28d，保持混凝土的表面濕潤。樓板：由于施工的需要，樓板不可能進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，可用麻袋覆蓋混凝土表面，然后淋水養(yǎng)護(hù)，保持麻袋24h都處于潮濕狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)14d后可去掉麻袋，然后轉(zhuǎn)入自然養(yǎng)護(hù)。樓板下表面則進(jìn)行帶模養(yǎng)護(hù)14d，拆模后轉(zhuǎn)入自然養(yǎng)護(hù)。屋面板