新型节水保湿养护膜养护混凝土的效果分析

　　硅酸盐水泥正常凝结硬化必须处于适当的湿度与温度条件下，对此，混凝土浇筑成型后必须进行养护，养护是混凝土工艺中的重要环节，是防止混凝土成型后因曝晒、风吹、干燥、寒冷等自然因素影响而出现不正常的收缩、裂缝等破坏现象的重要手段。养护即为水泥（更确切的说是胶凝材料）完成水化过程提供适宜的温度和湿度环境。混凝土施工时强度的控制一方面要通过原材料选择及配合比设计来实现；另一方面则要通过合理的养护措施来保证水泥等胶凝材料的水化实现。养护不仅影响强度，还会影响其他技术性能。如养护不当时，即使质量优良的混凝土也会易于遭受碳化，从而降低混凝土结构耐久性。

　　该文针对传统养护中耗水大、劳动强度大、成本高、养护质量不均匀等问题，采用新型可控高分子吸收材料混凝土节水保湿养护膜养护混凝土，并结合混凝土路面与桥梁工程开展了相关应用研究。

　　1 新型混凝土节水保湿养护膜机理与技术特性

　　1.1养护膜养护混凝土作用机理分析

　　养护膜可控高分子材料吸水保湿作用机理如下：粘附于混凝土养护膜内膜的高分子材料具有较强的吸水保水能力，吸水达到饱和后，迅速膨胀；由于养护膜外膜具有较强的保水和保温作用，包覆养护膜的混凝土表面形成了一个潮湿而温暖的养护环境；随着水泥水化不断进行，混凝土内部自由水消失，进而表面湿度不断降低，紧贴于混凝土表面的高分子材料能将所吸水分释放出来，达到混凝土表面，通过毛细作用不断渗入混凝土内部，促进水泥水化；此外，外膜的保温作用导致膜内温度升高而加快了水化进程，早期水化产物不断增多，而后期持续水化使混凝土结构更加密实，从而提高了混凝土强度以及抗碳化能力。

　　1.2养护膜特点与外观质量

　　水泥混凝土保水养护膜主要原材料为新型可控高分子吸收材料---淀粉接枝丙烯腈。2000年形成产品，经过多年研究，目前已经开发出混凝土平面与立面养护膜，包括混凝土路面专用、水泥稳定基层专用、立面混凝土专用等系列产品。

　　目前中国公路建设量大面广，公路混凝土结构物和水泥路面施工养护按照传统方法养护耗水量大、劳动强度大、成本高、养护质量不均匀，采用该新型混凝土保湿养护膜养护，可以解决公路混凝土结构物立面养护、水泥路面养护中节水保湿等技术难题，且有利于降低工程成本、延长保水时间，与麻袋养护相比，节水量是麻袋的10倍以上，节约人工是麻袋的20倍以上。新型养护膜外观质量应符合表1的要求。

　　2 养护膜施工

　　2.1平面养护

　　混凝土初凝前仍然具有可塑性，此时受压混凝土会产生不能恢复的变形，因此路面混凝土浇筑完成后初凝前不宜覆盖养护。一方面初凝前覆盖混凝土会引起表面麻面，影响表观质量；另一方面路面混凝土终凝后要切缝，如果覆盖，此时又要掀开保湿膜进行二次覆盖，否则切缝会导致保湿膜分割成小块，影响保水性。

　　为了保证混凝土初凝前混凝土正常水化，覆盖养护膜前，宜喷水或喷洒养护剂养护，当混凝土切完伸缩缝后，应及时清除伸缩缝和面板上的锯屑，务必清除干净，然后将养护膜铺开在路面上。铺开养护膜时应注意两相邻的膜搭接宽度不小于5cm,然后开始洒水，直至路面游离水厚度为3~4mm,使膜充分吸水，至厚度为0.5~1cm,膜内高分子材料呈果冻状；膜的边缘有搭口胶，可预粘；再使用宽度为5cm的透明胶将膜搭接口处粘好。为防止整个养生期养护膜被风吹起或被大雨冲走，可用专用砂袋（重量1kg左右）加压，也可使用水泥块或骨料加压，膜要覆盖住混凝土板块的侧壁边缘，并预留10cm压上砂石，28d养护期间不需要再次浇水。

　　水泥混凝土路面使用节水保湿养护膜养护时施工主要工序包括：向混凝土表面提供适量高分子吸收养护用水→铺贴节水保湿膜→进行保湿膜接头处理（粘胶与压料）。

　　2.2立面养护

　　立面浇筑混凝土养护时养护膜铺覆要求及步骤如下：

　　（1）混凝土浇注24h后脱模，清除混凝土表面的浮浆和砂粒等杂物，并保证混凝土表面无污物。

　　（2）铺贴养护膜到混凝土表面，控制搭接宽度为50mm.

　　（3）由搭接口处从上至下持续浇注养生用水，注意浇水时宜缓慢、均匀、适量，可见高分子材料吸水膨胀3~5mm厚度即可，初期浇水后养护期间不需要再次注水。

　　（4）用胶带密封搭接口。

　　3 混凝土养护试验研究

　　基于混凝土施工过程中温湿度控制的重要性，笔者测定了养护膜内混凝土表面温度和湿度，同时测定了混凝土用养护膜、普通养护以及自然养护时3、7、14、28d抗压强度和3、7、14、28、60、90d碳化深度，并观察和测量混凝土表面裂缝。

　　3.1路面混凝土养护时膜内温度和湿度试验

　　膜内湿度可反映混凝土养护效果，湿度大，养护效果好，此外膜内与环境温度差不宜大，温度差大，混凝土早期变形大，可能引起早期开裂，经验表明：温度差最好小于10 ℃.对此，结合湖南省邵怀高速公路工程，开展了不同养护时期膜内外温度和湿度试验，试验结果见表2~4.依托工程在混凝土施工期间64.1km水泥路面没有出现裂缝和断板现象。

　　依托工程路面施工时间为2007年5月13日至6月10日，养护期28d,初凝8h后覆盖养护膜。测定了混凝土初凝7~8h后1d中不同养护时期膜内外温度和湿度，选择混凝土初凝7~8h后进行观测，主要考虑此时段为混凝土水化放热高峰，温度及湿度对混凝土早期性能影响大，获得的结果有利于选择养护膜类型等。试验结果见表2.

　　初凝7~8h后覆盖养护膜，测定时间为0:10至17:00,施工时气温为15~38 ℃,混凝土环境温度为18~44℃,表2中数据为不同日期相应时间段测定。

　　试验结果表明：采用节水保湿膜可控制混凝土表面湿度大于90%.比较两种保湿膜，由于白色面膜能降低太阳光的辐射热，当膜外环境温度为20~44 ℃时，白色面膜膜内外温差比黑色面膜膜内外温差低近10℃,因此气温高施工时，宜采用白色面膜养护，而在气温较低需要保温时，选择黑色面膜养护有利保温。

　　气温高时，如果浇水养护的水温较低，会增大混凝土表面与内部的温度差，由此可能引起混凝土过大的温度应力，使混凝土养护期间就出现表面裂纹。表2结果表明，膜内相对湿度稳定，均在90%以上，膜内外温差小于1依托工程混凝土抗弯强度设计值为5.5 MPa,依据现行公路工程质量检验评定标准：强度平均值珚f≥fd+kσ;强度最小值fmin≥0.85fd,上述检测标段水泥混凝土采用节水保湿养护膜养护，其28d芯样抗折强度均达到要求。

　　3.2混凝土柱保湿膜养护后混凝土强度、碳化深度和裂缝试验

　　混凝土立面养护时当膜内高分子吸水材料吸水饱和后，质量增大，重力增大，用于平面养护的节水保湿膜不能克服自重而下垂滑落，对此，在混凝土柱施工养护 时 采 用 混 凝 土 立 面 养 护 膜：YHM -SL/203和YHM-L/204两个系列产品，进行了混凝土强度、碳化深度试验，此外进行了混凝土早期裂缝的测定。

　　依托工程混凝土柱的混凝土强度等级为C30,柱子尺寸为0.65m×0.65m×3.50m,依照养护膜施工操作要求完成YHM-L/204养护膜铺贴。

　　混凝土柱养护至规定龄期后，分别测定不同养护条件下的混凝土强度、碳化深度以及表面裂缝，试验结果见表5.

　　由表5可知：

　　（1）对于混凝土柱养护来说：在整个试验周期内，养护膜养护混凝土的强度增长幅度高于该文对比的自然养护与普通养护；当养护龄期为90d时，与自然养护混凝土强度相比，普通养护混凝土强度增加了5.7MPa,养护膜养护混凝土增加了8.6 MPa并达到51.6MPa.因此，使用YHM-L/204养护膜养护混凝土柱能够促进混凝土内部持续水化，并提高混凝土柱的后期强度。

　　（2）在整个试验周期内，YHM-L/204养护膜养护混凝土的碳化速率远低于其他两种养护方式；当养护龄期为28d时，养护膜养护混凝土的碳化深度仅为0.5mm.当养护龄期为90d时，与自然养护混凝土的5.0mm碳化深度相比，普通养护的碳化深度降低了28%,养护膜养护的碳化深度降低了60%,仅为2.0mm.因此，采用YHM-SL/204养护膜养护混凝土柱改善了混凝土表面环境，并有效提高了混凝土的抗碳化能力。

　　（3）自然养护、普通养护和养护膜养护的混凝土柱表面均未出现裂缝，混凝土表观质量好。

　　4 结论

　　（1）使用节水保湿养护膜养护用水量是用麻袋、土工布的1/（50~100），农用膜的1/10（洒水降温）。在水源不足地区特别适用于节水保湿养护膜养护混凝土。

　　（2）使用节水保湿养护膜养护利于降低混凝土养生期间混凝土内外温度差，防止由于温度差引起的混凝土早期微裂纹的产生。

　　（3）YHM-SL/203和YHM-L/204养护膜均具有良好的养护效果，能提高混凝土的强度以及抗碳化能力。

　　参考文献：

　　[1]Nevile,A.M.Properties of Concrete,4′Edition,JohnWiley&Snos,Inc.New York,1996.
　　[2] 徐宪江.最新公路工程施工要点与通病防治大全[M].北京：兵器工业出版社，2001.
　　[3] 闫锦瑞.现场预制构件快速养护法[J].山西建筑，2006（4）。
　　[4] 杨卫东，李爱武，刘文胜，等.高性能养护剂的技术经济性能研究[J].低温建筑技术，2004（4）.
　　[5] 黄婕，杨小红.新型混凝土节水保湿养护膜养生效果的研究[J].工程建设与设计，2004（5）.
　　[6] 唐冬汉，姚佳良，刘晓剑，等.混凝土节水保湿养护膜特点及养护应用研究[J].特种混凝土与沥青混凝土新技术及工程应用，2012（8）.
　　[7] 唐冬汉，姚佳良，刘晓剑，等.混凝土节水保湿养护膜养护对混凝土耐久性影响研究[C].第八届全国混凝土耐久性学术交流会论文集，2012.
　　[8]JTG F30-2003公路水泥混凝土路面施工技术规范[S].
　　[9]JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准[S].
　　[10]JG/T 188-2010混凝土节水保湿养护膜[S]

　　.