大体积混凝土蓄水养护方法应用

2021-07-03孙斌

散装水泥 2021年3期

孙斌

（甘肃第一建设集团有限责任公司，甘肃兰州 730070）

我国建筑工程中常用的混凝土养护方法主要是人工混凝土养护和自然混凝土养护。自然混凝土养护方法简单易行，后期混凝土养护费用不大，因而被广泛应用，但与人工养护方法相比，自然养护受施工环境自然条件的影响较大，因而人工养护方法也得到了一定的应用。在大体积混凝土施工中，养护方法的选择对施工项目质量起着至关重要的作用。

大体积混凝土养护常采用内部冷却法。近年来，在大体积混凝土养护施工中，以混凝土表面覆盖保温材料为主。水泥地面覆盖保温层一般是薄膜和防火草帘，这种方式需要严格按照相关规定执行，才能获得良好的养护效果。但在实际使用过程中，如建筑周围环境温度、混凝土保温材料的质量、数量以及混凝土表面是否完全覆盖等，都会影响混凝土养护工作。对此问题，大体积混凝土的建设者逐渐限制了混凝土的取材范围，这样既能对混凝土进行有效养护，又能避免混凝土养护中出现二次污染等问题。

1 混凝土养护问题产生的主要原因

在建筑施工期间，如果要进一步提升混凝土早期及最终的力学属性，不仅要注意混凝土拌合以及材料本身的质量，还需要完成好混凝土后期的养护处理工作。混凝土养护工作不到位，不仅会影响混凝土表面的品质，还会给建筑物后期使用留下隐患。混凝土养护问题产生的原因主要有以下几点：第一，环境湿度较小时，混凝土内部的水分需要通过内部空隙挥发出来，从而导致混凝土表层出现疏松问题。第二，混凝土养护持续性差，导致混凝土表面干湿存在交替现象，而混凝土强度比较低，会受到湿度的影响，导致混凝土表面出现干缩或者裂缝等问题。第三，混凝土表面在强度增长期会受到外部环境的影响，使其表面强度受到永久性损失。第四，表层混凝土的空隙和裂隙等问题会导致混凝土内部结构钢筋出现生锈的情况，一旦混凝土裂缝宽度和深度达到定值，会直接影响钢筋混凝土结构的整体使用寿命。

2 混凝土养护的相关规定

混凝土自然养护法指的是混凝土浇筑成型后，在自然环境下采取一定的保湿、防冻措施使混凝土自行获得一定的强度与耐久性。根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》相关规定，混凝土在完成浇筑工作之后，需要在12h内完成混凝土的覆盖和保湿养护工作。一般情况下，硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等材料完成浇筑成型后需要7d以上的养护时间；若混凝土中增加了缓凝型外加试剂或者具备抗渗性能的混凝土，需要14d以上的养护时间；混凝土养护期间浇水次数没有具体要求，但是水量需要和拌制混凝土用水量相同，以保证混凝土一直处于湿润状态。

3 混凝土养护作用

混凝土养护工作具有很强的现实价值。混凝土硬化期间，会受施工现场自然环境影响，导致混凝土表面出现水分快速流失问题，中断水泥水化过程。混凝土养护主要是为了避免混凝土表面产生干燥问题，保证混凝土周围保持一定的湿度，使混凝土表面水泥能够水化，从而获得混凝土的优良性能。开展混凝土养护工作，最主要目的是为混凝土提供最佳的温度与湿度条件，避免混凝土脱水紧缩，同时，防止温度紧缩而出现混凝土表层裂缝。

4 混凝土养护常用方法

传统的混凝土自然养护方法是洒水养护，这种方法不仅能够有效保障混凝土表面湿度，还能够避免混凝土表面因脱水速度太快影响混凝土强度，避免因湿度不足导致混凝土裂缝问题。洒水养护混凝土的方式不仅简单，而且经济实惠，得到广泛应用。混凝土养护施工属于建筑项目施工中的重要环节，选择自然养护需要大量的混凝土养护水。我国的水资源虽然量大，但也日益短缺。为降低混凝土养护的用水量，制定了对应的节水措施。使用保持新浇混凝土内部水分免于蒸发的方式替换传统供水养护方式，不仅能节约用水，还能够实现混凝土养护的目的。针对部分特殊结构，不方便采取洒水养护的方式，可以选择保水养护方法，该方法具备一定的技术和经济优势。随着混凝土养护技术的不断发展和完善，在洒水养护基础上，又出现了很多新的养护方式，例如覆盖物吸水保湿、滴灌补水和覆膜包裹等方式，不仅能够简化混凝土养护工作量、减少混凝土养护耗水量，还能够提高混凝土养护效果。

5 大体积混凝土工程概况

天源一号住宅小区项目1#楼，该项目建筑总面积为58 000m2，地上44层、地下3层，其中地上建筑为高档公寓和高级写字楼，地下建筑为车库和设备房。整个建筑项目的基础底板呈现出规则的菱形，混凝土总量约为4 623m3，优先选取商用混凝土C40P8，采取蓄水手段进行混凝土地养护处理（如图1），并由第三方测量混凝土温度。

图1 筏板蓄水养护施工

5.1 混凝土蓄水深度估算

根据固定体积混凝土在固定时间内，其内部温度高于表层温度的情况下所释放的总热量及混凝土流失出去的热能，可以得出保温层的厚度。在养护混凝土期间，施工人员还能够充分利用水的低导热系数，在混凝土表层撒上水分，进而有效达成混凝土隔热保温的效果。此外，施工人员还应该尽可能减少混凝土内表与外界间热量交换。在计算期间，进一步减少混凝土底板厚度不同引发的计算偏差，依据混凝土底板厚度最大值以及《大体积混凝土施工标准》（GB 50496-2018）中的有关公式，估算不同时期的混凝土里表温度，见表1。

表1 混凝土不同龄期里表温度

将上述的计算数值代入式（1）：

其中：hw-蓄水深度，m；

x-蓄水养护时间，h；

M-混凝土结构表面系数，m-1;

TMAX-混凝土计算最高温度，℃；

T2-混凝土计算表面温度，℃；

Kb-传热系数修正值；

λw-水的导热系数，取0.58；

TJ-混凝土浇筑温度，℃；

mc-混凝土中胶合料用量，kg/m3;

Q-水泥28d水化热，kJ/kg。

可以得出，混凝土蓄水厚度在21～25cm的区间内，可以有效确保工程中混凝土内表温差不超过25℃。在实际施工当中，可以按照最高计算结果进行蓄水，并根据施工现场的具体情况进行调整。

5.2 测温点的布置与实测数据分析

施工项目的测温点布置需要符合《大体积混凝土施工标准》（GB 50496-2018）要求，总共布设11个平面位置，每个垂直位置布设5点，因此，总布设点为55个，详见图2、图3。

图2 测温点垂直布置

图3 测温点平面布置

一旦混凝土浇筑结束，要实时监控温度变化状况，一般而言，温度变化时长和计算值保持统一，详见表2。

表2 混凝土实测温度

混凝土测温期间，其内外表温度基本都控制在25℃以内，并且降温速度相对平缓，满足施工要求。混凝土养护期间出现的水蒸气流失问题，进一步减少水位，大幅度提升混凝土表面流失速率。混凝土内外温差最大值在混凝土浇筑结束后的第98个小时能够达到26℃，此时，需要及时加大蓄水深度，并控制好混凝土内外温度差，保证混凝土里表温差满足混凝土养护需求。