混凝土新型養(yǎng)護技術 最大限度減少收縮

  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)護水也能從內部提供水源，內養(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充滿能維持水泥水化和進行火山灰反應所需的水分。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（內部供水）。內部供水養(yǎng)護的可取之處在于，內部密封已不能防止其自脫水。

  內養(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。

  使用過這種內養(yǎng)護的施工人員認為，內養(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，使孔結構更為致密，從而增加自脫水，使內供水養(yǎng)護的優(yōu)點變得日益重要。

  預飽和輕骨料通過采用預飽和輕骨料，提供內水源，可獲得內養(yǎng)護所需用水，以此來補充水化過程中，化學收縮所消耗的用水，生產(chǎn)出對現(xiàn)場劣質養(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組成的。由于其離子的性質和互相連接的結構狀態(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構中又不溶解。當前應用的這類聚合物，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。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，該術語--引水，也可應用于前述的預飽和輕骨料養(yǎng)護法。

  作為一種高科技材料，SAPs已開拓出廣泛的應用領域，諸如觸摸鏡頭，乳房植入，消防以及土壤調理劑。但是，當前全球每年超過85%的SAP產(chǎn)品中，即500,000噸，是用于可處理性嬰兒尿布。

  內封閉養(yǎng)護內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)護化學用品包括：在攪拌過程中，加入水溶性化學用品，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。