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混凝土养护剂的现状和发展展望

发布时间:2019/10/8  新闻类别:行业资讯 点击次数:56

传统的混凝土养护方式主要有水养护、蒸汽养护、填埋养护及塑料薄膜覆盖等,该类养护方式损时、费力、耗能,养护质量难以控制,同时不能满足现代高层、大型建筑物及干旱缺水地区等建筑工程需求。因此,养护剂养护应运而生,养护剂养护分外养护和内养护,外养护是在混凝土施工后,在其表层喷洒或涂抹一层具有成膜性、渗透性的化学物质,该物质在短时间内形成一层均匀连续的致密薄膜,从而抑制混凝土内部水分蒸发,促使胶凝材料充分水化;而内养护是在混凝土制备过程中加入具有多孔介质或亲水基团的吸水性物质,该物质均匀分散于混凝土体系中起内部储水作用,当混凝土处于低水胶比或干燥环境时,该物质将储存的水进行释放,为胶凝材料完全水化提供足够动力。

1

外养护剂

目前外养护剂主要出现了无机类、有机乳液类、石蜡乳液类、有机无机复合类。


1.1无机类养护剂

无机类外养护剂包括水玻璃改进型,主要成份为硅酸钠,其原理是硅酸盐组分渗透入混凝土表面微孔与水化产物 Ca(OH) 2 反应生成硅酸钙胶体形成致密薄膜,通过体积膨胀阻塞表面微孔,防止水分蒸发。同时也有以硫酸盐为主的养护剂,其硫酸盐同水化产物 Ca(OH)2 、水化铝酸钙反应生成钙矾石针状晶体、水化硫铝酸盐,对阻塞混凝土表面空隙、降低水分蒸发起到促进作用。无机类养护剂是一种成膜性较强、渗透性高的养护剂。但该类养护剂保水率较低、膜水溶性较差、易受温度影响,在高温或雨雾天气下易出现起皮、脱落、开裂或溶解等劣势现象。


1.2 有机类养护剂

有机类养护剂以高分子乳液、石蜡乳液为体系的养护剂都属于常见的有机类养护剂。


1.2.1高分子乳液改进型

高分子乳液养护剂是根据高分子乳液在混凝土表层干燥后形成一层具有柔韧性、粘接性的薄膜,该膜对混凝土表层的毛细孔进行紧密封闭而阻碍水分蒸发。目前用于高分子乳液养护剂主要以苯丙体系为主。

 

1.2.2石蜡乳液改进型

石蜡乳液是一种水溶性较强、固-水-油多相分散的稳定性乳液,其养护机理同高分子乳液类似,在干燥环境中形成一层透湿率较小的憎水油脂膜,对混凝土表层细孔进行较好封闭,达到养护目的。


1.3有机无机复合养护剂

无机水玻璃养护剂与有机高分子乳液养护剂各有优劣,如有机乳液保水性好,成膜性低、不耐磨;而水玻璃成膜性好,保水性较差。因此,将两者复合共同发挥其优势应运而生,其原理为:有机组分粘附于混凝土表面形成连续薄膜阻水,无机组分渗透入混凝土内部毛细孔中同碱性物质反应形成胶体物质而阻塞毛细孔。


2

内养护剂

内养护起源于上世纪 90 年代由 Philleo 首次提出,并在 2001 年的美国混凝土学会将其定义为“由存在于混凝土内额外的水而非拌和用水引起的水泥水化过程”,其养护过程发生在混凝土内部。目前用于内养护的材料分为饱水轻集料(LAW)及高吸水树脂(SAP)两类。


2.1 饱水轻集料(LWA)

饱水轻集料是最早的内养护材料,其养护机理为含有多孔特征的轻集料其孔尺度远大于水泥基材中毛细孔尺度,在湿度差、毛细管压力差等作用下,轻集料内部储存的水逐渐向硬化水泥浆体迁移,为胶凝材料提供良好的水化环境。该类养护材料出现了多孔陶粒、陶瓷废料、膨胀珍珠岩等。


2.2高吸水树脂(SAP)

高吸水树脂(SAP)是一种具有直链、支链、交链共存网络结构的高吸水聚合物,其结构中含有-COOH、-OH 等亲水基团同自由水易形成氢键;同时 SAP 具有的三维胶状网络结构,通过溶胀作用将自由水固定其网络结构中,在水泥水化的高碱性环境下(pH =12 ~13),高吸水性树脂的吸水倍率降低将预先吸收的水分会被释放出来,从而保证内部湿度、维持水泥水化。目前 SAP 主要有聚丙烯酸树脂、聚丙烯酸胺、丙烯酰胺-丙烯酸共聚物等。


3

结语及展望

养护作为混凝土施工后的一个重要环节,而养护剂养护作为一种新型高效的养护方式,大力推广养护剂养护既对传统养护进行技术上的革新,又对混凝土面向高性能化、多功能化起到促进作用。根据目前建筑工程需求、养护剂技术发展方向,对今后混凝土养护剂的发展,以下几个建议希望进行采纳及探讨:


(1)复合养护剂既兼容了有机和无机养护剂各自的优点,又互补了它们之间的缺点,应作为未来外养护剂的发展方向,但复合养护剂制备工艺较复杂、原料成本高;


(2)SAP 对混凝土的养护效果优越于 LWA,但 SAP 的吸水/释水特性、掺量、引水量、颗粒尺寸等对混凝土性能影响较大;同时内养护剂的养护效果评判,目前尚缺乏国家标准;


(3)养护剂对混凝土的宏观性能改善得到广泛认同,而对混凝土微观改性的研究有待加强,如对水泥水化程度及产物、钙矾石延迟、晶体结构生长等之间的关系应进一步探讨;


(4)混凝土养护方式上可采取内外结合养护,使其对混凝土起到内部保水、外层阻水双重作用,有效保证混凝土内部胶凝材料充分水化,使混凝土各性能得到更为全面发展;


(5)混凝土养护效果评判应采用更为精密、准确的方法,如超声波法、电阻法、表面抗渗法等,使其对混凝土性能改善更具科学性、准确性。


(6)探索新型养护剂及制备技术,使其面向高性能、多功能、低成本方向发展。


 
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