混凝土澆水養護的七大誤區,工程人必須搞懂
無論是建筑工程、橋梁工程還是道路工程,只要有用到水泥混凝土,就會涉及到混凝土的澆水養護。
但這樣一件看似稀松平常的事,卻往往存在著被忽略和誤解的細節。今天就通過對澆水養護的作用機理進行分析,指出七個混凝土澆水養護的常見誤區,以作提醒。
01澆水養護只是出于水泥水化的需要
混凝土澆筑成型后,必須對其進行覆蓋澆水,以滿足混凝土表面在一定時間內保持濕潤狀態的要求。與此同時,為防止養護水的急劇蒸發,還應用塑料薄膜、麻袋片或草袋等材料加以覆蓋。
然而,混凝土的養護不僅只是澆水,其作用概括起來主要有兩點:
一是為使混凝土在一定時間內保持足夠充分的濕潤狀態,以滿足水泥水化的需要;
二是要保證混凝土在不同的環境溫度條件下,能保持有合適的最高溫度、合適的內外溫差及其合適的表面與環境大氣的溫差,同時還要有適當的降溫速率和升溫速率。
02澆水養護最遲開始時間是澆筑成型后的12h
《混凝土結構工程質量驗收規范》(GB50204-2002)第7.4.7條第一款規定,應在澆筑完畢后的12h以內對混凝土加以覆蓋并保濕養護。
然而許多施工人員誤解為:混凝土澆筑完畢后的澆水養護的最遲開始時間是其后的12h。也就是只要是在混凝土澆筑完畢后的12h前進行澆水養護就滿足規范要求。在工地上常會遇到技術人員催促養護澆水,可是有人會說:“混凝土澆筑完畢才幾小時,離12h還遠呢!不著急!”
多年前,工地上常用的是流動性很大的塑性混凝土。其澆筑體積不大、混凝土強度等級及水泥強度等級都較低、水泥用量小,早期水化程度不高、干縮小,又沒自收縮。這種情況下,澆筑完畢后12h以內澆水養護可能是適宜的。但隨著水泥混凝土技術的不斷發展,近年來高性能混凝土、早強混凝土、高強混凝土及預拌混凝土等材料得到廣泛應用。其所用混凝土強度等級及水泥強度等級較高、水泥用量較大、早期強度高、水灰比小。這些原因導致混凝土的溫度變形、干縮變形和自收縮變形都較大,混凝土開裂時有發生,而混凝土的澆水養護時間過遲則會進一步加劇混凝土的早期開裂。
03混凝土的澆水養護時間越長越好
《混凝土結構工程質量驗收規范》(GB50204-2002)第7.4.7條第二款規定,對采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土,澆水養護時間不得少于7d,對于摻用緩凝型外加劑或有抗滲要求的混凝土,不得少于14d。這里需要指出,規范只規定了澆水養護的最少時間,而沒有給出澆水養護的最佳持續時間和最長時間。澆水養護時間越長,水泥水化程度越高,水泥的不可逆收縮也越大,水泥顆粒如果全部水化,其所生成的水泥凝膠不只使混凝土強度提高,與此同時還會產生很大的收縮,嚴重時可引起混凝土開裂。
像混凝土中骨料起道穩定體積的作用一樣,水泥石中需要有一定數量的未水化的水泥顆粒,或其他惰性物質穩定體積。
因此澆水養護時間并不是越長越好。以盲目延長澆水養護時間作為“加強養護”的做法,顯然是錯誤的。現代水泥和混凝土技術的進步和發展,要求做到的是“恰到適時”的澆水養護。“恰到適時”養護時間的長短與組成材料的選擇、混凝土配合比、環境溫度和濕度、風速等諸多因素有關。混凝土水膠比越低,越需及時加強外部補充水的供給,但澆水養護的時間可適當短些;水膠比大時,混凝土中的自由水多,如果混凝土處于相對濕度較大地區,濕養護的影響不大,但其養護時間相對要長些,才能使其滲透性穩定。
04混凝土才終凝,表面還濕濕的,不著急澆水養護
有許多人錯誤地認為,混凝土的澆水養護,只要是在混凝土澆筑完畢后的12h以內的任何時間開始都行,也就是說,在此12h的時間范圍內澆水養護可早可晚,時間的可塑性很大,這種認識和做法,顯然是錯誤的。如果把混凝土的早高強認作為其早期開裂的內因,那么,其澆水養護滯后于表面水快速蒸發后的外部補水及補水中斷,就是混凝土引起早期開裂的外因。
因此、有必要將混凝土開始澆水養護的時間大大提前,使混凝土表面的向外蒸發水得以及時補給,做到“盡早及時”澆水養護。具體講,就是在混凝土澆筑完畢,于其初凝開始,就以澆水養護不致人為沖壞混凝土表面為限,“盡早及時”澆水養護。這里特別強調“盡早”二字,是為了保證混凝土早期具備充足的補水條件,以免發生混凝土塑性收縮、自收縮和干縮的共同作用。
05混凝土的澆水養護最好是大水猛澆,這樣補水才能充分徹底
有人為了節省覆蓋材料,對混凝土不加覆蓋并用大壓力水猛澆,這樣不但浪費水,而且極易沖壞混凝土表面。更主要的是壓力水流過混凝土表面,將其熱量迅速帶走,導致混凝土表面溫度驟降。
如果正遇混凝土水化熱高峰期,養護水與混凝土表面溫差又較大,很可能因混凝土溫度驟降,使混凝土表面與環境溫差過大,從而產生“熱震”,致使混凝土表面開裂。同時切記,養護澆水不可時斷時續,多次反復的“熱震”更有加劇混凝土開裂的可能。適宜的澆水養護應是小水慢淋。
06為了加速混凝土硬化,養護階段只保溫而不進行冷卻降溫處理
混凝土的初始澆筑溫度是混凝土最高溫度的重要組成部分,對于處于塑性狀態的混凝土進行冷卻降溫處理,則在降低最高溫度的同時,也相應降低了混凝土的致裂溫度。因此,對處于塑性狀態的混凝土進行冷卻降溫處理是一種有效的防止混凝土開裂的方法之一。但應注意,不宜澆灑低于環境溫度過多的冷卻水。前面我們提到,溫度驟降可能引起混凝土“熱震”,導致混凝土開裂。因此這一階段的冷卻處理及澆水養護一定要小心謹慎。在混凝土內部產生拉應力之前,應及時進行冷卻處理。
07保溫覆蓋從澆水覆蓋時就開始
在混凝土達到水化最高溫之前應處于散熱階段,以求獲得較低的致裂溫度。如果把保溫提前到澆水覆蓋時開始,會增加混凝土的最高溫度和致裂溫度。因此,正確的保溫時間應從混凝土降溫開始,不宜提前。
在混凝土降溫階段對其保溫,目的之一是減少混凝土內部熱量的散失,以減少斷面溫度梯度。目的之二通過延緩了混凝土的散熱時間,使之能充分發揮強度增長的潛力,并使混凝土的松弛徐變得以充分顯現,最終混凝土內部拉應力得以相應減小。與此同時,因混凝土齡期的增長,混凝土的抗拉性能要比其抗壓性能提高的快,也可減少混凝土的開裂。
(作者:施馳/編輯:王宏/責任人:余燕君)