探讨早期养护对混凝土结构的抗渗性能的影响

探讨早期养护对混凝土结构的抗渗性能的影响

沈科元

沈科元

中铁城建集团有限公司总承包分公司410000

摘要：混凝土结构以其耐久性强、可模性好的特点，在工民建施工中得到了越来越广泛地应用。但作为一种典型的多孔体，水分、氯离子及其它流体均容易在其中发生介质迁移，这将导致混凝土抗碳化能力减弱，进而影响到整个工程的质量。文章以具体项目为研究对象，通过实验的方式揭示出早期养护与混凝土抗渗性能之间的关系，以此给房建混凝土施工提供指导借鉴。

关键词：混凝土结构；早期养护；抗渗性能；实验

引言

现浇混凝土硬化和强度增长的过程，实际上是内部水化反应的结果。实践证明，包括现场温度、湿度在内的工况环境，对水泥水化有着十分显著的影响。若不及时养护，将导致构件发生局部的冷缩、裂缝，这无疑给项目质量埋下了隐患。早期养护就是要通过对温度、湿度的控制，确保水泥水化反应能够顺利进行，最终混凝土的强度和抗渗性能才能达到设计的预期。

一、项目概况

湖南省检验检测特色产业园项目位于长沙市岳麓区学士路与莲坪路交叉口东北角，项目总占地面积约135.8亩，总建筑面积约20万m²，项目包括公园管理用房、检测大楼、人才公寓、检测车间等20个单体建筑，其中检测大楼B1栋建筑面积约2万㎡，单层面积约1800㎡。主体结构施工时，根据气象局公布的数据显示，一个多月中长沙市有45%的时间日蒸发量超过2.5mm，另有32%的时间超过了3.0mm，以及12%的时间超过了4.0mm。单日蒸发量峰值一度达到了6.3mm，可见温湿度浮动较大，也容易造成混凝土的收缩。

但随着混凝土施工的开展出现了以下两个问题：其一，水灰配合比完全一致且施工位置比较接近，但由于施工时间有先后混凝土构件的质量差异明显。部分混凝土构件表面光洁平整，而也有部分出现了裂缝，拆模后渗水问题时有发生。其二，水灰配合比完全一致同时进行的浇筑，但施工地点相距较远质量也彼此各异。

二、实验过程及结果分析

（一）试验原料

此次试验主要为了直观地反映出早期养护与混凝土结构抗渗性能之间的关系，因此试验原料选择工民建施工中较常见的产品。首先是水泥，抗压强度为51.6MPa，用水量约27%左右即可令水泥净浆的稠度达到最佳。同时为了降低生产成本并增加混凝土后期强度，项目还采购了风选二级粉煤灰以及矿渣粉，蓄水量比为103%。除此之外，还需要用到细骨料、粗骨料和外加剂，按照建设标准和国家规范来配比。

（二）试验方案

根据施工图纸，B1栋检测大楼混凝土结构施工共分为C15、C30和C40三个等级，因此在试验中也分别准备了0.7、0.46和0.37三种水胶比。然后通过改变混凝土样本的养护条件，观察并记录下抗水渗透等级，进而从多次对照试验中总结归纳早期养护对抗渗性能的影响。项目部设计了以下九种养护方案，分别为方案A：待混凝土成型后标准养护1d，终凝后又采用标准养护措施至试验开展。方案B：混凝土自成型到拆模再到试验，完全采用自然养护的方法。方案C：采用标准养护手段至拆模，然后将温度调整为20℃水中养护持续1d，后仍以自然养护到试验。方案D：先采用标准养护手段1d，待拆模后又改为20℃的水中养护3d，最后又改为自然养护直到试验开始。方案E：拆模之前先经过1d的标准养护，拆模后又继续7d的20℃水中养护，最终采用自然养护直到试验开始。方案F：混凝土在拆模之前先采用标准养护1d，拆模后紧接着使用20℃的水中养护持续7d，最后又以自然养护直到试验开始。方案G：混凝土拆模之前标准养护1d，拆模后完全以20℃水中养护持续到实验开始。方案H：在混凝土成型期间洒水，并以20℃水中养护持续到实验开始。方案I：完全采用室内养护的手段。

（三）结果分析

从最终实验所得数据来看，三种不同水胶比的混凝土，在经过不同方案的早期保养后抗渗性能出现了非常大的变化。比如在0.46水胶比并采用方案F早期养护后，该混凝土构件的抗渗等级也达到了P14。反观0.38水胶比的混凝土，在采用方案B早期养护后抗渗等级则为P3，显然有些差强人意。由此可见，早期养护恰当与否直接决定了混凝土结构的抗渗性能。尽管混凝土强度与抗渗等级并非呈现出必然的相关关系，但毫无以为在采用完全一致的养护方案情况下，水胶比越小那么混凝土的抗渗性能越出色。其次，实验还观察了早期养护对电通量的影响，也得出了相似的结果。通常而言，采用水中养护的持续时间与电通量之间呈现出反相关关系。即若采用方案H，混凝土结构与水的接触最为充分，那么电通量相对较小；而采用方案B进行早期养护，那么电通量将达到峰值。此外，混凝土结构的电通量大小还与养护龄期有着密切的关联。在采用完全一致的养护方案时，56d养护龄期下的混凝土电通量比28d的高出一个等级。

之所以在不同方案的早期养护下，混凝土的抗渗等级和电通量出现了较大幅度的波动，是由于水化反应的条件有了差异。尤其是在混凝土成型初期，养护方案不恰当抑或是不够及时，均有可能造成水分的大量流失。这就使得混凝土多孔体内出现了超过100nm的裂缝，流体的介质迁移活动就更加频繁。标准养护和水中养护给水化反应提供了充足的水分，而反应所产生的水化物则消耗掉空隙中的水分，使混凝土结构整体的强度、密实性得到了提高。

三、早期养护在混凝土施工中的应用

（一）完善混凝土早期养护指导方案

由于我国城市化建设起步较晚，建筑行业的法律法规还存在不完善的情况，现行的《混凝土结构工程施工质量验收规范》中对于养护的要求不甚明确。比如在2002版中，就提到混凝土在浇筑后的12小时候进行养护，2008版则要求在终凝后养护。一般来说，混凝土的终凝需要11小时左右，但从本次试验来看，这两种提法均错过了混凝土结构的最佳养护阶段。可见，混凝土结构施工并非是养护环节的缺失，而是养护时机把握不到位。笔者认为，在《混凝土结构工程施工质量验收规范》中部分条文仍需要进行调整完善，对早期养护涉及的时间、方法进行细致全面的说明，给施工单位提供可靠的指导。

（二）施工单位加强气候及养护监测

一方面，施工单位需要加强早期养护的监管力度，将养护工作落实到具体人。如此一来，才能够杜绝互相推诿的现象，确保早期养护工作能够顺利开展。另一方面，施工单位也必须对当地的气候条件进行及时的掌握，根据温度、湿度的变化来调整养护方案。比如在大风和高温天气，适当进行湿养能够预防混凝土裂缝的出现。在混凝土初凝阶段可以先二次抹压，待构件的强度达到一定标准后，通过喷水雾的方式进行养护。或者利用湿布、麻袋片进行覆盖，同样能够减少水分的流失。

结语

综上所述，抗渗性能是反映混凝土结构耐久性的指标之一，对提升项目质量有着重要意义。通过实验证明，早期养护能够改变混凝土的抗渗等级和电通量，从而加强抗渗透性能。那么在施工过程中，就需要及时的开展早期养护，确保混凝土结构的整体密实性。这不仅需要完善养护相关的指导方案，而且还需要施工单位加强监督管理，促进建筑行业的健康发展。

参考文献：

[1]梁柯鑫，王起才，张凯，张戎令，崔晓宁，王炳忠.低温（3℃）养护条件下引气混凝土孔结构对强度与抗渗性的影响[J].硅酸盐通报，2018，37（04）：1309-1314.

[2]谢超.不同养护条件下混凝土孔结构发展规律及抗渗性试验研究[D].兰州交通大学，2016.

[3]谭克锋，蒲心诚.养护温度对高强轻集料混凝土强度和抗渗性的影响[J].西南科技大学学报，2009，24（02）：27-31.

作者简介：姓名：沈科元。出生年月：1988年9月7日。性别：男。民族：汉。籍贯：青海海东。学历：大学本科。职称：工程师。