分析缓凝剂和早期养护对混凝土性能的影响

罗东伟

摘要：缓凝剂一系列通过化学反应机理延迟混凝土的初凝时间，增加混凝土便于施工的可塑性能，降低凝结时的温度释放，被广泛用于现浇混凝土施工领域。混凝土的早期养护主要是通过外界物理条件，使混凝土的温度、湿度、养护时间等保持在一种可控的状态，从实现其强度、耐久性等性能 [1]。本文分析了缓凝剂和早期養护对混凝土的施工性能和力学性能的影响，并分析了缓凝剂使用不当和养护方式不当造成的质量问题，供同行学习探讨。

关键词：混凝土；缓凝剂；养护；强度；质量；和易性

混凝土缓凝剂的主要作用是两个方面，一个方面是延长凝结时间，另一个是控制混凝土凝结释放的温度。混凝土凝结时间的延长，可以减缓水化反应释放温度的频率和大小，从而使温度缓慢释放，从一种刚性的不可控调整为柔性的可控。按照作用效果明显程度分为普通缓凝剂和超缓缓凝剂两种，两种的确保，顾名思义，就是对混凝土性能影响的力度和效率不同，一个是普通“中成药”，一个是“特效药”。

混凝土完成浇筑后需要一定的养护周期才能达到所需要的强度，满足使用和结构要求。根据养护的条件和环境不同，可分为高温养护、标准养护等，所谓标准养护。缓凝剂和养护都对混凝土的强度等性能指标产生重要影响[2]。

一、缓凝剂对混凝土的作用与不利影响

（一）缓凝剂的作用

缓凝剂对于混凝土性能的影响要从两个阶段来区分，第一个阶段是早期，第二个阶段是中后期，为便于分析，本文姑且以终凝时间为节点，作为两个阶段的分界点。按照混凝土的凝结固化过程，其凝结时间分为初凝时间和终凝时间，缓凝剂主要是通过影响初凝时间来改善混凝土的施工性能，混凝剂也会延迟终凝时间，从而使得混凝土水化反应减缓，控制热量的释放。

缓凝剂在第一个阶段的作用是降低水灰比、改善和易性、降低水化热、避免混凝土凝结过程中集中过早地出现温度峰值等，从上述情况可以看出，缓凝剂在第一阶段对混凝土的影响主要都是操作性能上的。由于其对操作性能的明显改善，得以在大体积混凝土、夏季施工等需要控制温度的工程实践中得到普遍的应用。

当混凝土进入第二个阶段，缓凝剂能明显改善混凝土的强度，工程经验证明，加了缓凝剂的混凝土在初凝时间以后，抗压强度增加的速度明显高于未加缓凝剂的混凝土。在这个阶段混凝剂最主要的作用就是增加了混凝土的中后期强度和耐久性，这两方面都是因为缓凝剂降低了混凝土水灰比予以实现的。

（二）缓凝剂对混凝土的不利影响

缓凝剂对于混凝土也存在着不利影响，主要是由于使用缓凝剂时未经过充分的研究论证，未掌握不同缓凝剂的作用效能引起的，不正确使用主要体现在三个方面，一是使用的种类不适宜，缓凝剂分为有机类、无机类，这两大类又可以细分为很多子类，不同的混凝土和施工需求要根据不同种类缓凝剂的特性选择适合工程实际的缓凝剂，不正确的缓凝剂往往会导致混凝土的操作性能和力学性能受到影响。二是过量或者不足量使用缓凝剂，缓凝剂的过量使用，往往会导致混凝土终凝时间延迟，不利于其强度的形成和养护，而过少量使用则达不到缓凝的效果。

二、早期养护对混凝土性能的影响

混凝土养护就是借用外界条件，如温度、湿度等，使混凝土避免受到外界作用力的影响，从而使混凝土有效形成强度、耐久性、抗渗性等物理力学性能的手段和措施。

（一）养护温度对混凝土性能的影响

工程实践证明，混凝土养护温度越高，其早期强度发展就越快，但并不是温度越高越好，过高的温度会使混凝土表面水分和内部水分蒸发，造成水化反应所需的水量不足，难以形成早期强度。因此要根据冬季施工、夏季施工、大体积混凝土施工等实际环境和条件，选择适合的养护温度。

（二）养护湿度对混凝土性能的影响

为避免混凝土的水分过快、过早地蒸发，要使得养护环境中保持足量的湿度，如果湿度过低，往往导致水化反应不彻底，出现强度不足、裂纹、蜂窝等质量问题；同样，湿度也不是越高越好，过高的湿度会延缓混凝土的强度形成，不利于其强度和耐久性的形成。湿度过大，会造成混凝土表面积水甚至冲刷水泥，导致表面水泥含量不足，影响表面的平整度和混凝土强度。

（三）养护时间对混凝土性能的影响

因为混凝土内各种成分和添加剂之间的化学反应和物理粘接需要一定的时间，时间不足，化学反应和物理粘接就不充分，也就是俗话说的“火候不到”。自然混凝土的性能就收到影响，过早的停止养护，可能导致混凝土表面水花反应已经完成，但内部未完成甚至停止，这样会导致混凝土构件的内部强度不足，形成一种“空心化”的构件，对结构安全造成严重的危害。

三、缓凝剂和养护不当可能造成的异常

如前文所述，混凝剂和养护条件都要结合水泥的标号、混凝土构件的种类、施工的季节、环境等实际条件选择。不正确的使用缓凝剂和不恰当的养护措施，会导致产生一系列质量通病和质量问题。

（一）出现蜂窝、麻面等质量通病

养护温度过高、湿度过低等会造成混凝土表面起砂，或者局部水分蒸发过快，导致混凝土水化不彻底，出现蜂窝、麻面等质量问题，轻者影响其观感质量，严重这可能导致使用性能和结构安全受到威胁。因此，混凝土养护过程中要选择适宜的温度湿度，保持养护表面水分充足，不干燥，不起砂。对于上面需要做有机涂料的地下停车场、地坪等特殊混凝土基层，尤其要重视养护，不然强度不够、起砂等质量问题会导致和上层涂层的结合不充分，留下质量隐患。

（二）出现裂缝，影响结构安全

混凝土在凝结过程中温度释放过快、内外温度差异过大等，从而导致裂缝。混凝土裂缝的存在，对后期的建设期的施工安全和建筑使用安全都造成严重威胁。在高层房屋建筑中，在建工程的混凝土构件往往会作为施工期间的承载体系，上部构件、施工材料、作业人员均有可能在混凝土构件上活动或临时堆放，有裂缝的构件承载能力不足，很可能导致断裂垮塌，对施工安全带来较大隐患。后期使用过程中，更关系都住户的生命财产安全。因此裂缝是“通病”也是“大病”，既要防，也要治。

（三）出现施工缝

混凝土的养护条件不均匀，如在一个构件上两边的养护湿度和温度不一致，就有可能导致出现施工缝，严重影响结构安全，甚至导致工程事故。在一个构件上使用不同种类、不同剂量的混凝剂混凝土浇筑，也可能导致先浇筑部分和后浇筑部分之间不能较好地凝结，出现施工缝，为结构安全造成隐患。因此，缓凝剂和养护措施都要把我均匀性原则，即在一个构件上要同等条件养护，尽量使用同一批次搅拌的混泥土浇筑，包括缓凝剂在内的混凝土外加剂要均匀搅拌[3]。

四、结论

混凝土缓凝剂通过一定的化学物理机制影响着混凝土的各种力学性能、使用性能、操作性能，因此被广泛用于工程实际，尤其是夏季施工、大体积混凝土施工等混凝土工程中有着重要的作用。

温度、湿度、养护时间等混凝土养护条件对混凝土的早起强度、中后期强度和耐久性有着至关重要的影响，且每一个因素对混凝土质量的影响都不是简单的线性关系，过高或者过低的温度、湿度都不利于混凝土性能的形成和保持，因此，施工者要采取合理的、符合工程实际的养护措施。

施工者要综合混凝土构件的种类、施工所在的自然温度、湿度、不同缓凝剂对混凝土各种性能指标的影响定性定量指标等，选择适合于工程的缓凝剂和其他外加剂。

参考文献：

[1]王振军，何挺树.缓凝剂作用机理及对水泥混凝土性能影响[J]公路，2006（7）：27-28.

[2]尤启俊，何孟浩.外加剂对混凝土收缩抗裂性能的影响[J]混凝土，2012（9）：32-33.

[3]王宝民，王立久.超缓凝剂对硅酸盐水泥水化的影响[J]建筑材料学报，2003（9）：90-91.