混凝土养护剂在水泥路面施工中的应用研究

混凝土养护剂在水泥路面施工中的应用研究

      混凝土养护剂作为一种涂抹材料，适用于喷涂在混凝土的表面，形成一层薄膜，并与水泥化合物等产生一系列反应，在混凝土的表面形成坚硬而又密实的膜壳。通过膜壳的作用，封堵了混凝土表面的水分流失通道，而反应过程中产生的胶状沉淀物则会将混凝土的毛细孔堵塞，实现混凝土与空气相隔绝，避免更多的水分蒸发，利用混凝土中的水分完成水化作用，最终形成密实的水泥石结构。混凝土养护剂的最大特点为：减少水资源的浪费、节约工时与成本，将其喷涂在水泥路面后，可在表面形成封闭层，使混凝土表面的毛细孔与外界分离，利用混凝土中的多余水分实现自我养护。当前混凝土养护剂主要分为四大类：以树脂为主的养护材料；以氯化橡胶为主的养护材料；以醋酸乙烯树脂为主的养护材料；以石蜡为主的养护材料。一般选择以氯化橡胶和石蜡为主要成分的混凝土养护材料，可获得更好的养护效果，具备较强的抗压强度、保水能力，并有效减少混凝土的收缩。

     １、 混凝土养护剂的种类及养护机理

      １．１ 混凝土养护剂的种类

      １．１．１ 成膜型养护剂

      （１）乳液类。主要包括沥青乳液、石蜡乳液、高分子乳液等，喷涂在水泥路面的表面，当水分被混凝土吸收或者蒸发后，乳液的颗粒相互聚拢同时形成不透明薄膜，防止混凝土中的水分蒸发，实现自养。
      （２）水玻璃类。将水玻璃喷洒在混凝土的表面，可形成１－３ｍｍ同氢氧化钙作用产生的氢氧化物以及不溶性硅酸钙。此类氢氧化物可以活化砂子的表面膜，提高混凝土强度，但是硅酸钙属于不溶物，可在混凝土表面封闭各种孔隙，形成坚实的薄膜，防止混凝土中的水分蒸发，进而实现水泥的充分水化，实现道路的养护目的。
      （３）复合类。主要由无机材料和有机高分子材料、表面活性剂渗透剂等混合配置，综合溶剂类与乳液类两种产品优势，并达到良好的养护效果。
      （４）溶剂类。例如过氯乙烯溶液等，通过水稀释作用、中和等，喷涂在混凝土的表面，其养护机理与乳液类相同。

      １．１．２ 非成膜型养护剂
      非成模型养护剂属于低表面张力溶液，主要成分是多羟基脂肪生物，以渗透作用实现表面养护。这种养护方法的最主要特点为不会发生表面化学作用，对水泥路面后期的防护或者装饰不会产生影响。

      １．２ 混凝土的养护机理

      （１）有机高分子养护剂。其养护机理为通过在道路表面的喷涂，形成一层有机薄膜，堵塞混凝土路面的毛细孔，减少水分的蒸发，进而促进水泥混凝土的氧化并实现养护。

      （２）无机硅酸盐养护剂的养护机理。通过养护剂的自身成分，与水泥混凝土的水化物产生化学反应，在混凝土表面形成一层薄薄的硬质层，避免混凝土水分的蒸发，进而实现养护目的。例如，水泥和水的反应，主要生成氢氧化钙和硅酸钙，通过氢氧化物作用，可活化砂子表面膜，并产生如下反应：
      Ｃａ（ＯＨ）２＋ＳＯ２＋ｎＨ２Ｏ→ＣａＯ・ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ
      这种反应加快了ＣａＯ・ＳｉＯ２的水化反应，而且这种反应发生在混凝土的表面，因此反应物可能渗入混凝土中约１ｍｍ－３ｍｍ，并在混凝土的表面形成坚硬且密实的表层，防止水泥混凝土中的水分蒸发，而促进水泥充分发生水化，实现养护。

      2、混凝土养护的一般要求
      对于混凝土养护剂的要求，主要如下：
      （１）外观的均匀性、不含有其他杂质，且不存在明显的色差；
      （２）养护的温度需在４℃以上，更便于喷涂，确保涂层均匀；如果稠度不适合喷涂，应在现场进行稀释。
      （３）避免对混凝土的性能或者在其表面形成有害影响；有关混凝土养护剂的毒性规定，主要满足在施工期间及投入使用后对环境的要求等。经大量实践证明，有些养护剂的乳液颗粒如果误入人眼，可能引发红眼病。对混凝土表面可能造成的影响主要是在喷洒养护剂后，不能与表面的吸水泥浆发生反应，最终产生龟裂薄壳，因为这种薄壳对表面耐磨性及保水率有较大影响。
      （４）养护剂具有一定稳定性，可在一定存储期内不会出现结块、分层等现象。产品的稳定性，是混凝土养护剂中最重要的要求。由于水泥路面使用养护剂多为水乳液，其中产生的固体颗粒可能产生自发絮凝。所以基本所有的养护剂都会出现分层，尤其经过较长时间后，养护及表面可能产生结皮现象，并在底部发生沉淀的硬结块。如果发生表面洁皮，应认真剔除，否则搅碎后将会堵住喷口，影响养护剂的喷洒质量。底部的沉淀也会造成固含量的减少，最终影响养护剂质量。

 
      3、养护剂的养护工艺
      （１）水泥路面的浇筑与常规一样，其水灰比约为０．４５、砂率约为０．３４，以中真空吸水方式。
      （２）喷洒养护剂：等到完成混凝土抹面及拉毛处理后，在表面无水渍的情况下，将养护剂均匀地喷洒到水泥路面。在喷洒时，应注意喷头距离路面约为３０ｃｍ，而操作人员不得站在顺风位置，依照顺序依次喷洒。对于中间等不方便喷洒的位置，可以在钢模上方搭设踏脚板，而侧面的喷洒，则应在拆模后立即进行。
      （３）养护剂的用量控制：养护剂的喷洒质量，以及成膜的薄厚度，主要根据每公斤溶液中的喷洒面积来决定。如果在表面喷洒两次，每一次的消耗量约为８．２ｍ２／ｋｇ，而如果仅喷洒一次，则消耗量约为５．５ｍ２／ｋｇ。如果喷洒的面积大、而较薄，会影响混凝土强度；而喷洒的面积小、厚度大，则会产生浪费。
      （４）完成养护工作后，应注意保护施工现场，只有混凝土符合强度标准后，才能投入使用。

      4、养护剂使用的注意事项与结论
      （１）掌握正确的养护剂喷洒时间：喷洒养护剂时间的掌握非常重要，如果喷洒过早，可能降低混凝土的表面粘结力，喷洒过晚则会造成其中的水分过多蒸发，因此当路面混凝土初凝而且已经没有积水的时候，是最佳喷洒时机；
      （２）由于混凝土养护剂呈半透明浅灰色液体，与路面的本色类似，因此在喷洒时需及时做好信号标记，否则可能出现漏喷或者多喷现象；
      （３）养护剂喷洒完毕后，如果没有形成密封薄膜之前遇到雨雪天气，混凝土表面会产生麻点，这种情况需要雨后重喷；如果路面养护时的温度高于３０℃，应在路面持续２－３天洒水，避免出现干缩裂缝；
      （４）混凝土养护剂在水泥路面的应用，可有效改善由于干旱缺水或者水浸路面而产生的道路病害，而且这种方法操作简单、方便快捷，利于保持路面卫生，实现现场的文明施工；
      （５）混凝土养护剂在水泥路面的应用，节省了大量的人力、物力，并降低成本。据统计，这种方法与盖草袋保湿相比，节约成本约５０％，与铺设塑料薄膜相比则可节约成本约７０％，效益十分可观。

      5、结束语
      总之，混凝土养护剂在水泥路面施工过程是一个复杂的控制系统，混凝土养护剂作为一种新型的加固技术，可广泛地使用到公路施工、桥涵加固、桥头跳车、软土地基处理、机场路加固等方面。在公路施工和桥涵建设工程中，具有可观的经济效益和社会效益，所以也适用于旧板加罩沥青面层的加固处治。