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混凝土養護劑的現狀和發展展望

發布時間:2019/10/8  新聞類別:行業資訊 點擊次數:91

傳統的混凝土養護方式主要有水養護、蒸汽養護、填埋養護及塑料薄膜覆蓋等,該類養護方式損時、費力、耗能,養護質量難以控制,同時不能滿足現代高層、大型建筑物及干旱缺水地區等建筑工程需求。因此,養護劑養護應運而生,養護劑養護分外養護和內養護,外養護是在混凝土施工后,在其表層噴灑或涂抹一層具有成膜性、滲透性的化學物質,該物質在短時間內形成一層均勻連續的致密薄膜,從而抑制混凝土內部水分蒸發,促使膠凝材料充分水化;而內養護是在混凝土制備過程中加入具有多孔介質或親水基團的吸水性物質,該物質均勻分散于混凝土體系中起內部儲水作用,當混凝土處于低水膠比或干燥環境時,該物質將儲存的水進行釋放,為膠凝材料完全水化提供足夠動力。

1

外養護劑

目前外養護劑主要出現了無機類、有機乳液類、石蠟乳液類、有機無機復合類。


1.1無機類養護劑

無機類外養護劑包括水玻璃改進型,主要成份為硅酸鈉,其原理是硅酸鹽組分滲透入混凝土表面微孔與水化產物 Ca(OH) 2 反應生成硅酸鈣膠體形成致密薄膜,通過體積膨脹阻塞表面微孔,防止水分蒸發。同時也有以硫酸鹽為主的養護劑,其硫酸鹽同水化產物 Ca(OH)2 、水化鋁酸鈣反應生成鈣礬石針狀晶體、水化硫鋁酸鹽,對阻塞混凝土表面空隙、降低水分蒸發起到促進作用。無機類養護劑是一種成膜性較強、滲透性高的養護劑。但該類養護劑保水率較低、膜水溶性較差、易受溫度影響,在高溫或雨霧天氣下易出現起皮、脫落、開裂或溶解等劣勢現象。


1.2 有機類養護劑

有機類養護劑以高分子乳液、石蠟乳液為體系的養護劑都屬于常見的有機類養護劑。


1.2.1高分子乳液改進型

高分子乳液養護劑是根據高分子乳液在混凝土表層干燥后形成一層具有柔韌性、粘接性的薄膜,該膜對混凝土表層的毛細孔進行緊密封閉而阻礙水分蒸發。目前用于高分子乳液養護劑主要以苯丙體系為主。

 

1.2.2石蠟乳液改進型

石蠟乳液是一種水溶性較強、固-水-油多相分散的穩定性乳液,其養護機理同高分子乳液類似,在干燥環境中形成一層透濕率較小的憎水油脂膜,對混凝土表層細孔進行較好封閉,達到養護目的。


1.3有機無機復合養護劑

無機水玻璃養護劑與有機高分子乳液養護劑各有優劣,如有機乳液保水性好,成膜性低、不耐磨;而水玻璃成膜性好,保水性較差。因此,將兩者復合共同發揮其優勢應運而生,其原理為:有機組分粘附于混凝土表面形成連續薄膜阻水,無機組分滲透入混凝土內部毛細孔中同堿性物質反應形成膠體物質而阻塞毛細孔。


2

內養護劑

內養護起源于上世紀 90 年代由 Philleo 首次提出,并在 2001 年的美國混凝土學會將其定義為“由存在于混凝土內額外的水而非拌和用水引起的水泥水化過程”,其養護過程發生在混凝土內部。目前用于內養護的材料分為飽水輕集料(LAW)及高吸水樹脂(SAP)兩類。


2.1 飽水輕集料(LWA)

飽水輕集料是最早的內養護材料,其養護機理為含有多孔特征的輕集料其孔尺度遠大于水泥基材中毛細孔尺度,在濕度差、毛細管壓力差等作用下,輕集料內部儲存的水逐漸向硬化水泥漿體遷移,為膠凝材料提供良好的水化環境。該類養護材料出現了多孔陶粒、陶瓷廢料、膨脹珍珠巖等。


2.2高吸水樹脂(SAP)

高吸水樹脂(SAP)是一種具有直鏈、支鏈、交鏈共存網絡結構的高吸水聚合物,其結構中含有-COOH、-OH 等親水基團同自由水易形成氫鍵;同時 SAP 具有的三維膠狀網絡結構,通過溶脹作用將自由水固定其網絡結構中,在水泥水化的高堿性環境下(pH =12 ~13),高吸水性樹脂的吸水倍率降低將預先吸收的水分會被釋放出來,從而保證內部濕度、維持水泥水化。目前 SAP 主要有聚丙烯酸樹脂、聚丙烯酸胺、丙烯酰胺-丙烯酸共聚物等。


3

結語及展望

養護作為混凝土施工后的一個重要環節,而養護劑養護作為一種新型高效的養護方式,大力推廣養護劑養護既對傳統養護進行技術上的革新,又對混凝土面向高性能化、多功能化起到促進作用。根據目前建筑工程需求、養護劑技術發展方向,對今后混凝土養護劑的發展,以下幾個建議希望進行采納及探討:


(1)復合養護劑既兼容了有機和無機養護劑各自的優點,又互補了它們之間的缺點,應作為未來外養護劑的發展方向,但復合養護劑制備工藝較復雜、原料成本高;


(2)SAP 對混凝土的養護效果優越于 LWA,但 SAP 的吸水/釋水特性、摻量、引水量、顆粒尺寸等對混凝土性能影響較大;同時內養護劑的養護效果評判,目前尚缺乏國家標準;


(3)養護劑對混凝土的宏觀性能改善得到廣泛認同,而對混凝土微觀改性的研究有待加強,如對水泥水化程度及產物、鈣礬石延遲、晶體結構生長等之間的關系應進一步探討;


(4)混凝土養護方式上可采取內外結合養護,使其對混凝土起到內部保水、外層阻水雙重作用,有效保證混凝土內部膠凝材料充分水化,使混凝土各性能得到更為全面發展;


(5)混凝土養護效果評判應采用更為精密、準確的方法,如超聲波法、電阻法、表面抗滲法等,使其對混凝土性能改善更具科學性、準確性。


(6)探索新型養護劑及制備技術,使其面向高性能、多功能、低成本方向發展。


 
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