养护剂对混凝土性能的试验研究

刘国富

摘 要：混凝土养护是保证混凝土质量的重要措施，试验采用乳液型养护剂，研究养护剂对混凝土保水性能及抗压强度的影响规律。结果表明：在标準养护、室内养护和室外养护环境下，使用养护剂均能降低混凝土试件水分损失，提高混凝土抗压强度，其中使用养护剂的混凝土试件在以上三种环境中每平米水分损失分别减少了31.1 g、102.3 g和235.6 g，28 d抗压强度分别提升了1.9 MPa、2.5 MPa和1.9 MPa。

关键词：养护剂;保水性;自养护;抗压强度

0 前言

在混凝土施工中，养护是一个非常重要的环节，特别是在孟加拉国这种气温高，日照强度高的地区施工，尤其要重视混凝土养护的问题。新成型的混凝土如不采取合理措施进行精心养护，让混凝土的表面完全暴露在自然环境中，任其水分自然蒸发，那么在混凝土内部的水泥的水化环境将会严重劣化，甚至导致水泥水化停止，并引起混凝土干燥收缩裂缝及表面结构多孔疏松，造成混凝土强度大幅降低， CO2和CI¯等的渗透性提高，混凝土对钢筋的保护能力及其耐久性降低。混凝土的强度来源于水泥的水化，而水泥水化只能在被水填充的毛细管内发生，因此，必须创造条件防止水分由毛细管中蒸发，才能使水泥充分水化，以保证混凝土的强度不断增长。目前施工中的主要养护手段包括：蓄水养护、喷雾养护、湿覆盖物养护和塑料薄膜密封养护等。随着水资源日趋紧张以及对环境保护和人力资源价值重视程度的日益提高，使用传统的养护方法不仅费时、费工和浪费资源，而且工程造价高，易引起环境污染，难以满足现代高性能混凝土的施工要求。混凝土养护剂喷涂在混凝土表面后，其自身水分蒸发或被混凝土吸收后，可在混凝土表面形成一层薄膜，阻止混凝土中水分持续蒸发而达到自养护的目的，具有省工、省时、节水和环保等优点。本试验采用乳液型养护剂，研究养护剂对混凝土保水性能及抗压强度的影响规律。

1 试验原材料

水泥采用P.O 52.5水泥;细骨料采用河沙中砂，粗骨料采用5～25（mm）连续级配碎石;外加剂采用聚羧酸高效减水剂;养护剂采用乳液型养护剂。

2 试验方法

2.1 保水性能试验

根据标准JC 901-2002《水泥混凝土养护剂》，将制备好的混凝土装入150×150×150（mm）的塑料试模，在振动台上振动排出试模内气体。沿试模内插捣数次，缺料处用余浆抹平，使顶面均匀密实。待试件表面水消失后，用干净毛刷轻刷表面釉层，直到刷不出表面水或用手指擦过无表面水迹，称量基准试件质量。待喷涂试件表面达到要求后，在试模与试件边缘处剔出深3 mm，宽不足3 mm的V型槽，并用密封材料填充并立即称量质量，记录养护剂喷涂质量，喷涂采用0.2 kg/m2。基准试件与喷涂试件等间距放置，72 h后取出称量质量并计算混凝土水分损失质量。

2.2 混凝土抗压强度试验

根据国标GB/T50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》分别对基准混凝土试件和喷涂养护剂的混凝土试件3 d、7 d、28 d强度进行检测。

3 试验结果与分析

3.1 养护剂在不同养护条件下对混凝土保水性能的影响

试验分别研究在标养、室内和室外环境下养护剂对C35混凝土保水性能的影响。

3.1.1 养护剂在标养条件下对混凝土保水性能的影响

养护剂在标养条件下对混凝土保水性能的影响见表1，计算得混凝土基准试件水分损失为333.3 g/m2，喷涂养护剂试件的水分损失为302.2 g/m2。喷涂养护剂后混凝土每平米水分损失减少31.1 g。在标准养护的环境中，条件为温度20℃±2℃、相对湿度95%RH以上，受环境影响混凝土基本能完成自养护，喷涂养护剂的试件与基准试件水分损失较为接近，养护剂所起作用不明显。

3.1.2 养护剂在室内条件下对混凝土保水性能的影响

养护剂在室内条件下对混凝土保水性能的影响见表2，计算得混凝土基准试件水分损失为4 235.6 g/m2，喷涂养护剂试件的水分损失为4 133.3 g/m2。喷涂养护剂后混凝土每平米水分损失减少102.3 g。本次实验室内环境温度较高，湿度较低，相对于标养环境混凝土水份损失较大，但养护剂作用相对明显，分析原因为室内湿度小于标养环境，混凝土养护过程中与外界的渗透压大于标准养护的渗透压，养护剂在混凝土表面产生的薄膜阻碍混凝土内部水分蒸发，使混凝土自养护进行的较为明显。

3.1.3 养护剂在室外条件下对混凝土保水性能的影响

养护剂在室外条件下对混凝土保水性能的影响见表3，计算可得室内养护基准试件水分损失为3 377.8 g/m2，喷涂养护剂试件水分损失为3 142.2 g/m2，喷涂养护剂后混凝土每平米水分损失减少235.6 g。本次实验室外养护大部分时间背阳，湿度相对室内环境较高，因此水分损失相对室内环境低。综合表1、2、3可知，在不同养护条件下，喷涂养护剂后，混凝土的水分损失均不同程度降低，其中在室外环境下，养护剂应用效果最为明显。

3.2 养护剂对混凝土抗压强度的影响

试验分别研究标养、室内和室外条件下，养护剂对C35混凝土强度的影响。

3.2.1 标准养护条件下养护剂对混凝土抗压强度的影响

标准养护条件下养护剂对C35混凝土抗压强度的影响如图1，其中基准混凝土3 d、7 d、28 d强度分别为20.6 MPa、

30.9 MPa和46.4 MPa，喷涂养护剂混凝土3 d、7 d、28 d强度分别为20.9 MPa、34.3 MPa和48.3 MPa。由图1可知喷涂养护剂试件强度高于基准试件强度，且养护3 d到7 d这段时间喷涂养护剂的试件强度增长速率比基准试件强度增长快，7 d到28 d的时候则相反。这是由于养护剂在混凝土表面渗透层发生了化学反应，堵住了混凝土表层的毛细孔，故在养护前期喷涂养护剂混凝土试件内部水分充足，水泥水化速度快于基准试件的水化速度，待喷涂试件内部水分降低之后，与外界水分交换较慢，而基准试件此时在渗透压的影响下，水分相对充足，故水化速率比喷涂试件快，强度增长速率也快于喷涂试件。

3.2.2 室内养护条件下养护剂对混凝土抗压强度的影响

室内养护条件下养护剂对C35混凝土抗压强度的影响如图2，其中基准混凝土3 d、7 d、28 d强度分别为21.6 MPa、

25.4 MPa和43.3 MPa，喷涂养护剂混凝土3 d、7 d、28 d强度分别为21.9 MPa、25.9 MPa和45.8 MPa。由图2可知，混凝土基准试件与喷涂养护剂试件前期（7 d）强度与强度增长速率接近，到养护后期喷涂养护剂的试件强度增长速率快于基准试件的强度增长速率。分析原因为本次实验室内养护温度较高，养护前期由于混凝土试件内部水分充足，足以维持自养的进行，养护进入到中后期，由于喷涂养护剂试件受到薄膜保护，内部水分蒸发较少，而基准试件由于周围环境温度高，湿度低，内部水分损失较大，不足以维持后期自养的进行，水化速率变慢，强度增长速率小于喷涂试件的强度增长速率。

3.2.3 室外养护条件下养护剂对混凝土抗压强度的影响

室外养护条件下养护剂对C35混凝土抗压强度的影响如图3，其中基准混凝土3 d、7 d、28 d强度分别为22.1 MPa、

33.7 MPa和49.9 MPa，喷涂养护剂混凝土3 d、7 d、28 d强度分别为22.3 MPa、33.7 MPa和51.8 MPa，分析图3可知，室外养护C35混凝土，喷涂养护剂试件与基准试件在前期混凝土内部水分挥发较少，水泥水化速率接近，故二者3 d和

7 d前强度相近，养护7 d后，喷涂养护剂试件由于养护剂保水作用，内部水分多于基准试件水分，在同样环境中，水化速率比基准试件水化速率快，因此28 d后强度高出基准试件约2 MPa。

4 结论

（1）在不同养护环境下，养护剂的使用均能降低混凝土试件水分损失，其中在室内和室外环境下，养护剂保水效果较明显。在室内环境下，喷涂养护剂后混凝土每平米水分损失减少102.3 g;在室外环境下，喷涂养护剂后混凝土每平米水分损失减少235.6 g。

（2）在不同养护环境下，养护剂均能提高混凝土试件抗压强度。在标准养护、室内养护和室外养护环境下喷涂养护剂的C35混凝土试件28 d强度相对基准试件分别提升了1.9 MPa、2.5 MPa和1.9 MPa。

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