混凝土养护中的常见问题与对策

唐国庆

(中国水利水电第十二工程局有限公司,浙江 杭州 311600)

1 问题的提出

混凝土浇筑成型后的养护对保证混凝土性能的实现有着特别重要的意义,但在工程实践中,部分现场施工及监理人员由于对混凝土养护认知有限,质量意识淡薄及盲目赶超进度、控制成本,对混凝土养护的重要性缺乏足够的重视,混凝土浇筑成型后未及时采取科学、充分的养护措施,结果造成混凝土结构出现裂缝、强度偏低、耐久性变差等问题,使混凝土不能发挥其应有的性能,为保证混凝土设计性能的实现,本文拟就混凝土养护中的常见问题及相应对策加以论述。

2 混凝土养护方案的选择与制定

2.1 养护方法的选择

混凝土养护方案应根据现场条件、环境的温度与湿度、结构部位、构件或制品情况、原材料情况以及对混凝土性能的要求等因素来制定,养护方案中,关于养护方法的选择一般采用洒水养护、蓄水养护、覆盖保湿养护、涂刷养护剂养护、冬季蓄热养护等多种方法。在制定养护方案时,在整个施工过程中,常出现仅使用单一的养护方法,且为图方便,多以喷水养护为主。为保证混凝土性能的实现,应根据不同的结构部位合理选择养护方法。

(1)基础大体积混凝土裸露表面应采用覆盖养护方式。基础大体积混凝土裸露表面采用洒水养护方法较为方便,但实际施工中很难满足洒水养护的次数,易造成夜间养护中断,对大体积混凝土而言,要控制混凝土内部和表面及表面与外界温差即保持混凝土内外合适的温度梯度,不间断的24 h养护至关重要,根据已往的施工经验,在大体积混凝土养护过程中采用强制或不均匀的冷却降温措施不仅成本相对较高,管理不善易使大体积混凝土产生贯穿性裂缝,这类方法在房屋建筑工程中较少采用,且洒水养护易致基坑积水,不利回填。故基础大体积混凝土裸露表面以覆盖养护为宜。

(2)混凝土结构工程施工规范规定:地下室底层和上部结构首层柱、墙混凝土带模养护结束后可采用洒水养护方式继续养护,必要时也可采用覆盖养护或喷涂养护剂养护方式继续养护[1];根据试验,不同养护方式的抗渗效果依次为:水中养护＞盖草袋子浇水＞涂养护剂＞自然养护[2],故对于地下室底板采用蓄水养护是最为合理的方案。

(3)其他部位柱、墙混凝土可采用洒水养护;必要时,也可采用覆盖养护或喷涂养护剂养护[1];但柱子系主要承重结构应尽可能采用包塑料布法;剪力墙结构最好采用涂刷养护剂法。

(4)平面结构,宜边浇筑成型边采用塑料薄膜覆盖保湿;但对于卫生间楼板、楼顶平面,为达到最佳的抗渗效果,在可能的情况下,宜采用蓄水养护。施工中常见的问题是易忽视楼板底面的养护,楼板底模拆除后,部分施工人员因面层已做养护,且底层无法洒水或覆盖养护,涂刷养护剂又加大成本,所以在养护方案中,常有意或无意的遗漏关于楼板底模拆除后的养护,而按要求混凝土裸露表面均应进行养护,不得遗漏任何部位,故在楼板底模拆除后应喷涂覆盖致密的养护剂进行养护。

2.2 养护时间的确定

2.2.1 养护起始时间的确定

我国混凝土结构工程施工规范规定混凝土浇筑后应及时进行保湿养护[1];混凝土质量控制标准规定对于混凝土浇筑面,尤其是平面结构,宜边浇筑成型边采用塑料薄膜覆盖保湿[3];混凝土结构工程施工质量验收规范规定应在浇筑完毕后的12 h以内,对混凝土加以覆盖,并保湿养护[4],目前施工中也大多按此规定,即在浇筑后12 h左右开始保湿养护。混凝土的自收缩从其初凝前就已开始,早期发展迅速,1 d内可完成大部分,尤其是掺减水剂混凝土的起始养护时间对早期收缩影响十分显著,初凝后8 h内,是收缩急剧增加期,即使在初凝后8 h开始养护,对控制早期收缩裂缝也将失去任何作用[5],其时间显然已大大滞后于混凝土开裂的危险期,养护起始时间从何时开始,因影响因素很多及缺乏足够的试验数据及理论根据,很难有具体结论。但原则上应使混凝土达到足够的初始强度,能承受养护保湿的操作而不损伤混凝土的早期结构。具体一点讲就是在混凝土浇筑完毕后,在初凝前后就应浇水养护,但以不致人为冲坏混凝土表面为限[6]。

2.2.2 养护持续时间的确定

养护持续时间不够是施工中的一个常见问题,常常是在浇筑的刚开始几天内有人养护,最后就流于形式。混凝土结构工程施工规范规定采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土,不应少于7 d,采用缓凝型外加剂、大掺量矿物掺合料配制的混凝土及抗渗混凝土、强度等级C60及以上的混凝土和后浇带混凝土的养护时间不应少于14 d;地下室底层和上部结构首层柱、墙混凝土带模养护时间,不宜少于3 d;带模养护结束后可采用洒水养护方式继续养护[1]。规范中所规定的时间是养护的最短时间,故要求地下室底层墙、柱和上部结构首层墙、柱等竖向混凝土结构适当增加养护时间。养护持续时间具体与混凝土的组成及配合比、环境温度与湿度、养护方法、风力、风速等诸多因素有关,混凝土质量控制标准规定混凝土构件或制品厂的混凝土采用蒸汽养护时,在出池或撤除养护措施前,应进行温度测量,当表面与外界温差不大于20℃时,方可撤除养护措施或构件出池;对于冬期施工的混凝土,混凝土强度达到设计强度等级的50%时,方可撤除养护措施[3];采用潮湿自然养护时,则按施工规范具体实施。

2.3 养护温度的确定

养护温度的确定主要包括环境温度与混凝土内部和表面及表面与外界的温差。混凝土结构工程施工规范和混凝土质量控制标准关于环境温度的规定分别是当日最低温度低于5℃时,不应采用洒水养护和日均气温低于5℃时,不得采用浇水自然养护方法[1,3]。施工方和监理方有时会就这2种表述持不同的看法,日均气温用词模糊,弹性空间较大,不利于混凝土养护的实时及动态控制,应以当日最低温度低于5℃时来确定环境温度。

对于大体积混凝土,养护过程应进行温度控制,混凝土内部和表面的温差不宜超过25℃,表面与外界温差不宜大于20℃[3]。但实际工程中的经验总结及一些技术资料介绍的数据却与此不尽相同,工程实践证明,有的工程混凝土内外温差大于25℃,但混凝土并未开裂,而有的工程内外温差小于20℃,但混凝土却开裂了。这就需要现场工程技术人员要根据工程所处环境的温度和湿度条件、内约束及外约束情况、工程结构特征及结构类型、混凝土组成材料和配合比的选择、保温保湿养护措施及施工方法等诸多因素综合考虑而进行温度调控[6]。

2.4 养护湿度的控制

混凝土的收缩除了温度下降引起的冷缩即温降收缩外,还有在水泥水化作用下,混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而降低,从而引起自干燥造成混凝土体积减少,导致混凝土早龄期的自身收缩,混凝土收缩受环境相对湿度影响显著,养护湿度为70%的混凝土较养护湿度为90%的混凝土所测各龄期干缩大,其3 d龄期的干缩率前者是后者的8.3倍[7]。环境相对湿度越低,其干缩值越大,干缩值随龄期的发展规律为早期发展快,后期发展缓慢并逐渐稳定。覆盖式养护保湿不仅有利于保持混凝土表面的保温湿润,防止混凝土表面水分的丢失,也有利于减缓混凝土内湿度的下降。覆盖养护分覆盖塑料薄膜、塑料薄膜加麻袋、塑料薄膜加草帘等几种方式,施工中常见问题是塑料薄膜没有紧贴混凝土裸露表面,尤其是在对柱子的覆盖养护方面表现的较为突出,不易保持塑料薄膜内有凝结水,且塑料薄膜内凝结水不能有效养护,这也是施工和监理中监控的一个要点;另外采用养护剂养护时,要求通过试验检验养护剂的保湿效果,为省事方便,施工中一般未做此项试验,监理也易忽视该项要求。

3 结 语

(1)制定混凝土养护方案时,应根据现场条件、环境的温度与湿度、结构部位、构件或制品情况、原材料情况以及对混凝土性能的要求等因素选择和制定一种或多种养护方法进行综合养护。

(2)养护起始时间以混凝土浇筑完毕后,初凝前后就浇水养护为宜。

(3)养护持续时间以规范中所规定的时间为最短时间,竖向混凝土结构适当增加养护时间,结合混凝土的组成及配合比、环境温度与湿度、养护方法、风力、风速等诸多因素综合考虑。

(4)是否停止洒水养护以当日最低温度低于5℃时来确定。混凝土内部和表面及表面与外界的温差根据养护措施、工法等诸多因素综合考虑。

(5)混凝土收缩受环境相对湿度影响显著,塑料薄膜紧贴混凝土裸露表面且保持有凝结水方为有效养护。

[1]中国建筑科学研究院.GB 506666—2011混凝土结构工程施工规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[2]富恩久,吴村,黄荣辉,等.混凝土养护方法的选择[J].混凝土,2005(4):10-11.

[3]中国建筑科学研究院.GB 50164—2011混凝土质量控制标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[4]中国建筑科学研究院.GB50204—2002混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[5]詹树林,钱晓倩.起始养护时间对混凝土早期收缩的影响[J].建筑材料学报,2007,10(3):359-363.

[6]邱玉深.对混凝土养护方法的思考与建议 [J].混凝土与水泥制品,2009(2):5-9.

[7]杨涛,唐经华.西龙池电站混凝土面板裂缝成因及防控措施[J].施工技术,2010,39(6):15-18.