[发明专利]水泥基材料早期养护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥基材料早期养护方法，适用于施工现场暴露于自然条件下水泥基灌浆材料、高性能混凝土、自密实混凝土，以及暴露于严酷干燥环境下的混凝土，属于混凝土施工技术领域。

背景技术

“养护”是水泥基材料施工过程中的非常重要的程序，通常被描述为能够提供水泥持续水化所需的足够的水和热，并使水泥在一定时间内实现硬化的过程。以水泥作为主要胶凝材料的水泥基材料，其主要性能的产生均依赖于水泥主要矿物的水化，而这种水化过程必须满足一定的温度和湿度条件。这种条件在施工现场必须通过特殊的措施来完成，即养护。养护对硬化水泥基材料内部和表面性能，如强度、渗透性、耐磨性、体积稳定性以及抵抗冻融破坏及除冰盐侵蚀的能力，均会产生显著的影响，

养护的周期定义为从最初的浇筑、摊铺、振捣和精整直至得到要求的水泥基材料性能的这一周期。在水泥基材料施工过程中，传统的养护只是一个单一的过程，通常在水泥基材料浇筑或精整后实施，对于普通环境下普通水泥基材料而言，由于其水分蒸发速率相对较慢，这种养护程序比较合理，且易于施行。然而，对于最近二十年以来蓬勃发展的高性能水泥基材料，如泵送混凝土、自密实混凝土、高强混凝土等等，这些水泥基材料的普遍特点是掺加了高效减水剂和活性细掺料，水泥基材料流动度大，水分容易从表面蒸发；而水泥基材料的泌水率又较低，蒸发的水分难以得到及时的补充，因此水泥基材料非常容易在浇筑以后，终凝以前发生起皮、开裂，严重时会影响服役环境下水泥基材料的使用耐久性和使用寿命。传统的单一养护程序尤其是对于我国的西北地区，浇筑以后的水泥基材料多处于大风、光照等严酷干旱环境，就算是采用传统的普通水泥基材料浇筑，也普遍存在早期开裂的问题。

美国混凝土协会提出的混凝土养护指南指出，大多数新浇筑的混凝土的养护说明都推荐在一种或数种组合的方法，且在特定时期必须采取养护，并定义了早期养护、中期养护和后期养护三个阶段。然而，该指南并未给出特定时期的科学判据。仅仅依靠施工现场人为肉眼观察，依赖于工人的经验。例如泌水现象可以直接用眼睛观察。然而当蒸发速率大于泌水速率时，水泥基材料表面的状态则容易造成误解，如表面看起来已经初凝，但内部水泥基材料还处于塑性状态。这种误解会使得人们采取错误的养护手段，对水泥基材料的最终性能造成不利影响。

发明内容

本发明提供了一种水泥基材料的早期养护方法，在水泥基材料从浇筑开始到终凝以前的时期，根据水泥基材料的发展状态，科学地对水泥基材料进行分阶段的养护方式，以达到最佳的养护效果，适用于施工现场暴露于自然条件下水泥基灌浆材料、高性能混凝土、自密实混凝土，以及暴露于严酷干燥环境下的混凝土，可以减少甚至避免早期开裂。

所述水泥基材料早期养护方法为：水泥基材料毛细管负压为2～10kPa时，在水泥基材料表面覆盖薄膜，并在薄膜的表面洒水养护；当水泥基材料毛细管负压大于10kPa时，在水泥基材料表面覆盖潮湿的麻袋、蓄水或喷洒养护剂。

作为本发明的改进，水泥基材料毛细管负压小于2kPa时，在水泥基材料表面喷洒雾状的水或减蒸剂溶液。

本发明的原理如下：

如图1所示，由水泥、砂、石等固相材料和水拌合均匀的水泥基材料浇筑以后直到终凝以前，可以将之称为早期养护阶段，在这一阶段的水泥基材料暴露于自然环境中，主要发生以下几个热力学变化：

水泥基材料由塑性阶段I(流体)向弹塑性阶段II(固体)转变；

水泥基材料内部的水分蒸发由平面水I(自由水)向弯液面水II(毛细水)转变。

处于塑性阶段的水泥基材料可以视为多尺度的水泥颗粒、集料颗粒(固相粒子)分散于水(液相)的悬浮体系。这样的体系由于结构还未形成，因此表层很容易受到覆盖物(如薄膜、湿麻袋养护等)的扰动，外部补充的水分(如通过洒水、蓄水的的方式)对于表层水泥基材料的水胶比将会有显著影响，从而影响表层水泥基材料的外观，严重者影响表层水泥基材料的力学性能和耐久性。因此，这一阶段的水泥基材料还不能经受水的直接作用，或者由于覆盖织物或塑料所造成的力学损伤，只能采用喷洒雾状的水或减蒸剂溶液等方式进行养护。