混凝土新型養(yǎng)護技術(shù)?最大限度減少收縮 |
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2015-10-07 16:17:15 |
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傳統(tǒng)的養(yǎng)護方法基本上是通過外部實施養(yǎng)護作業(yè)，并可分為兩種類型：水養(yǎng)護，即那些通過提供額外的水分，來防止混凝土失水的方法；密封（或無水）養(yǎng)護，即那些僅防止失水的方法。
養(yǎng)護水也能從內(nèi)部提供水源，內(nèi)養(yǎng)護包括在混凝土拌合物中采用一種起養(yǎng)護劑作用的組分。這種養(yǎng)護劑可以是一種新組分，也可以是混凝土拌合物中，采用的一種處于特殊狀態(tài)的普通骨料，諸如呈飽和水狀態(tài)。
內(nèi)部水養(yǎng)護大多數(shù)高強和高性能混凝土的水膠比很低，其拌合水不足以保持粗毛細孔內(nèi)充滿能維持水泥水化和進行火山灰反應(yīng)所需的水分。因此，對于這類混凝土，一般公認的更有效的養(yǎng)護方法是，額外加水（內(nèi)部供水）。內(nèi)部供水養(yǎng)護的可取之處在于，內(nèi)部密封已不能防止其自脫水。
內(nèi)養(yǎng)護劑是該養(yǎng)護體系的一個組成部分，而且它最終被自身分散。這種內(nèi)養(yǎng)護方法有助于克服由于低水膠比體系的低滲透性，使傳統(tǒng)的外養(yǎng)護效果下降所帶來的問題。這種內(nèi)供水養(yǎng)護方式，由于它可直接降低自脫水，因此，是一種降低自身收縮的有效方法。
使用過這種內(nèi)養(yǎng)護的施工人員認為，內(nèi)養(yǎng)護的主要貢獻是，通過延長養(yǎng)護期，可降低滲透性。延長養(yǎng)護，還可增加所形成的膠凝材料產(chǎn)物的體積，從而使毛細孔不貫通。當(dāng)混凝土拌合物中，由于摻加礦物摻合料，諸如硅灰和磨細礦渣，使孔結(jié)構(gòu)更為致密，從而增加自脫水，使內(nèi)供水養(yǎng)護的優(yōu)點變得日益重要。
預(yù)飽和輕骨料通過采用預(yù)飽和輕骨料，提供內(nèi)水源，可獲得內(nèi)養(yǎng)護所需用水，以此來補充水化過程中，化學(xué)收縮所消耗的用水，生產(chǎn)出對現(xiàn)場劣質(zhì)養(yǎng)護不敏感的寬容性混凝土。這就可以大大減少自生收縮的發(fā)展。接著，對用完全由預(yù)浸泡吸足水的輕骨料生產(chǎn)的輕骨料混凝土，或用部分由預(yù)浸泡吸足水的輕骨料生取代普通重量的骨料生產(chǎn)的混凝土，進行自生變形的研究。大量的實驗顯示，采用內(nèi)水源養(yǎng)護，可生產(chǎn)出沒有自收縮的高強混凝土。
日前，一項由美國進行的研究計劃，對使用浮石作內(nèi)養(yǎng)護輕骨料進行了評估。在攪拌過程中，使浮石吸足水分，并使用具有良好力學(xué)性能和有助于獲得高吸水量的，有很高開-閉孔隙率的浮石。這樣，只需使用相對較少量的輕骨料，就可以獲得內(nèi)養(yǎng)護所需用水，而且，對混凝土的強度影響也微乎其微。舉例來說，若采用相當(dāng)于水泥重量6%的輕骨料，就可以完全消除高強混凝土的自生收縮。
超吸收聚合物有研究者提出采用超吸收性聚合物（SAPs）防止自脫水的養(yǎng)護方法。大多數(shù)SAP是由交叉狀連接的高分子電解質(zhì)組成的。由于其離子的性質(zhì)和互相連接的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，一顆SAP可以在其周圍吸收大量的液體，并且將液體保持在其結(jié)構(gòu)中又不溶解。當(dāng)前應(yīng)用的這類聚合物，理論上的最大吸水性是其自重的5000倍。但是，商業(yè)生產(chǎn)的SAPs的吸收性，可能僅為其自重的20倍，而且，在諸如水泥凈漿體孔隙液體中，有很高的離子溶解性。SAPs吸水性的基本原理是其次化學(xué)鍵。由于其保持的是松散水分，因此，基本上可將其視為散裝水。
混凝土攪拌過程中，SAPs顆粒形成了含有大量松散自由水的宏觀保水物質(zhì)。這類自由水會在水泥水化過程中消耗掉。它不僅可以向水泥凈漿體周圍提供內(nèi)養(yǎng)護，而且還可防止自脫水。這一理念正是模擬了用于混凝土防凍的引氣原理。因此，可稱之為引水。同樣，該術(shù)語--引水，也可應(yīng)用于前述的預(yù)飽和輕骨料養(yǎng)護法。
作為一種高科技材料，SAPs已開拓出廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，諸如觸摸鏡頭，乳房植入，消防以及土壤調(diào)理劑。但是，當(dāng)前全球每年超過85%的SAP產(chǎn)品中，即500,000噸，是用于可處理性嬰兒尿布。
內(nèi)封閉養(yǎng)護內(nèi)封閉是另一種混凝土養(yǎng)護法。其基本途徑是，既不需要進行外部養(yǎng)護，也無需向混凝土額外加水。這類自養(yǎng)護化學(xué)用品包括：在攪拌過程中，加入水溶性化學(xué)用品，以降低混凝土硬化過程中的水分蒸發(fā)和底層混凝土的水分損失。這些外加劑由水溶性聚合物組成，含有羥基和醚功能基團，可提高混凝土的保水性，從而增加水化程度。氫結(jié)合鍵出現(xiàn)在這些功能基團之間，可降低水的蒸發(fā)壓力，減少水分的蒸發(fā)。這些外加劑改變了C-S-H凝膠的形態(tài)，降低了混凝土的吸收性。
——摘自《中國混凝土外加劑網(wǎng)》