混凝土节水保湿养护膜性能试验研究

混凝土节水保湿养护膜性能试验研究

1、前言 
      通常我们对道面混凝土成品养护采用两种方法，一种是无纺布覆盖洒水，另一种是养护剂喷膜养护。但在实际施工过程中，由于一些客观或主观的原因，养护这一关键程序形同虚设，养护效果不尽如人意，导致混凝土成品质量下降。一是在施工期间由于混凝土浇筑量大，水源不足，真正的养护期限根本达不到标准要求。二是由于养护人员业务能力差或责任心不强，在养护过程中不规范操作，导致养护效果变差。通过对市场的调研发现在公路、桥梁等领域有一种新型节水保温养护膜很受推崇，且效果反应良好。对此，在科技办的组织下，测试中心联合阎良机场项目部对这一新型养护材料进行了室内相关性能试验，同时也做了部分现场试验。
2、相关试验
2.1 原材料  
      节水保温养护膜，该新型混凝土节水保湿养护膜是以新型可控高分子吸收材料为主材的复合膜。这种高分子吸收材料具有特种官能团，可根据水、油、酸、碱、盐有机溶剂等物质的不同特性，调整官能团形成三维网络结构，有针对性地吸收溶液，吸收量可达自重的几十至上千倍，即使受压也难以挤出溶液。该膜分为面膜和芯膜。面膜为深色；芯膜为白色复合膜，膜内有专用于混凝土的新型可控高分子吸收材料，经反复实验，对水泥无任何不良化学反应，可通过日光和生物降解，最终产物为水和二氧化碳。
2.2配合比 
      本次强度试验只对比混凝土各龄期强度增长情况，配合比设计主要考虑在短时间成型多组试件，要保证其均匀性，要求和易性要好，大粒径粗骨料比例尽量减少。每m3混凝土材料用量如表1。

2.3试验标准 
      混凝土节水保温养护膜  JG/T188－2006 
      公路工程及水泥水泥混凝土试验规程  JTG E30－2005
      公路水泥混凝土路面施工技术规范 JTJ F30-2003
2.4试验项目 
      2.4.1保温性试验 
      要求：用温度计每天3次同时间内测环境温度（即膜外温度）及养护膜内温度，记录数据，首次测试时间在混凝土试件初凝后并覆盖养护膜5h，将温度计放在养护膜与混凝土之间，测试15min时膜内温度与环境温度。首次测试膜内的温度计要留在膜内并便于养护期内读数。见表1、表2

      根据表1可以看出A 试件与B试件膜内温度较环境温度均有所增高，说明养护膜有一定的保温作用，膜内温度随环境温度增高而增高，环境温度较低时，保温效果较差。当环境温度低于150C时，保温效果为0。表2是现场整板测量数据，环境温度基本一至时，膜内温度要比试件测量值高得多，当环境温度为160C时，膜内温度仍能达到230C，这是由于混凝土整板的水化放热量要比试件大得多原因年造成。总体来看，养护膜保温效果随环境温度的降低和龄期的延长会逐渐减弱。
      2.4.2 保水性试验
      要求：制作150*150混凝土试件，在试件表面不见浮水，且达初凝后，先洒一次水，将200*200的养护芯膜平整覆盖其上表面，并均匀洒水直至养护膜鼓起3.0-5.0mm高，然后再盖上面膜，并将养护膜同试件上表面边缘密封好。开始记录时间至试件上表面无明水时，膜内相对湿度小于80%或无水气时，记录时间。计算从开始到结束所需时间h。见表3

      从表3可以看出养护膜一次保水时间大概能达到14d，基本可以达到目前规范标准的养护龄期。从现场养护来看，保水效果也能达到14d，这对混凝土的强度增长是极为有利的。 
      2.4.3 节水试验 
      要求：制作150*150*550混凝土试件6条。在室外自然环境下分别进行无纺布洒水覆盖养护及养护膜覆盖养护。用量筒记录每条试块养护7d用水量(每天用水量要分别记录)。每种养护方法3个试件。见表4

      从表4可看出用无纺布覆盖养护的7d平均用水量为养护膜的近14倍，节水效果相当明显。在严重缺水地区使用是很有意义的，此外对节能环保也有好处。
      2.4.4  抗压、抗折强度对比 
      要求：同配合比、同批原材料的混凝土室内成型150*150抗压试件共6组，每种养护各2组， 150*150*550抗折试件共6组每种养护各2组，分别通过常规(无纺布洒水)养护、标准养护、养护膜养护后进行7d、28d抗压、抗折强度对比。见表5

      根据表5可以看出，用养护膜养护的试件强度略比常规养护低，但比标准养护要高，说明在强度方面，用养护膜养护的混凝土不会对混凝土强度造成不良影响。 
      由于养护膜具有保温特点，且温度越高，保温效果越好，这对早期强度增长极为有利，从现场情况来看，膜内温度达到近600C时，混凝土表面未出现因水化热大而产生的裂纹，但应适当提前断缝时间。 
      2.4.5 抗裂性试验 
      要求：按水灰比0.35制作水泥净浆，制作厚度2cm，约20*20cm三个试件，室外自然条件下静置，第一个试件无需任何养护，第二个试件洒水养护，第三个试件用养护膜密封养护，观察试件开裂时间，精确到min。见表6

      根据试验数据表明，养护膜对混凝土早期防裂有一定的预防措施，在气温高时，混凝土会加速水化，更容易产生裂缝，但在湿度高的情况下是不会发生的，这样早期强度的增长加快，混凝土收缩产生的应力小于表面强度，从而起到防裂作用。
3、存在问题 
      3.1 由于养护膜覆盖须在混凝土达到终凝后有一定强度可以承受覆盖人员作业时才能进行，所以对混凝土早期养护起不到作用，仍需喷膜或加盖无纺布来养护。此外，如果覆盖的过早，将给混凝土道面的切缝工作带来困难。 
      3.2 在正常施工情况下，一般填仓浇筑混凝土最晚也超不过养护周期，这样导致在填仓浇筑时就要把养护膜两边作业范围掀开，起不到一次保水的作用。此外由于养护膜为塑料薄膜，在填仓作业时人员的走动及机具会对养护膜造成损害。 
      3.3 施工期间，一般在混凝土浇筑3天后要对每块道面板进行质量检查，如果把养护膜全部掀开对整个养护将失去意义。如果等到养护期结束再进行检查，对混凝土早期出现的质量问题无法得到及时的处理。 
      3.4在保温方面虽然有一定的保温效果，但在气温过低的情况下将失去保温作用。特别在昼夜温差大的地区或低温施工期间对混凝土早期强度增长是不利的。 
      3.5由于养护膜覆盖自重较轻，在抵抗风力方面没有优势。需要用砂或土进行压盖，从而给混凝土道面清理带来困难。
4、结论 
      4.1通过对混凝土节水保湿养护膜进行的一系列性能试验，认为该养护膜在保水、节水方面效果明显，在水源不足等地区有较高的应用价值。 
      4.2常温下对混凝土强度不会造成影响，但不宜冬施低温养护。
      4.3有一定的防裂效果，但因施工条件所限在一定程度上将起不到作用。 
      4.4由于道面施工的特殊性，大面积推广可能性较小。建议在道面抢修或区域修补时用此方法养护是较为方便的。对立体构件养护较为方便，比如桥梁墩、柱，营房梁、柱等。 
      4.5对混凝土路面养护是有利的，一般混凝土路面宽度较机场道面要小很多，并且起始点较长，加上环境复杂，洒水养护较难保证。