覆膜養護:簡介,研究背景,混凝土常用養護方式,不同養護方法的對比,橋樑墩台混凝土養

覆膜養護是在混凝土結構或構件上進行覆膜的保養方法，在混凝土初凝之後終凝之前，人工進行混凝土養護薄膜的鋪貼，使混凝土養護薄膜和混凝土表面緊密結合，促進混凝土的水化效應，在混凝土養護過程中起到防裂保濕的顯著作用。

基本介紹

中文名：覆膜養護
外文名：Film conservation
作用：防裂保濕
所屬學科：土木工程
困境：養護困難、質量控制
相關規定：混凝土結構工程施工質量驗收規範

簡介,研究背景,混凝土常用養護方式,不同養護方法的對比,橋樑墩台混凝土養護面臨的困境,養護困難,養護質量控制困難,覆膜補水養護方法,氣壓式高橋墩養護上水器的組成,加壓上水裝置的基本原理,覆膜保養,相關規定,

簡介

當今我國混凝土建築發展尤為迅速，從新材料、新技術的研究、開發和推廣套用，到實體建築的建造，都取得驚人的成就。而混凝土工程的建造環節中澆築養護是重中之重。通常在建築施工現場，主體結構的混凝土樓板、樓梯等部位在澆築完畢後要進行抹壓、養護，現在比較常用的養護方法是在混凝土結構或構件上進行覆膜。即在混凝土初凝之後終凝之前，人工進行混凝土養護薄膜的鋪貼，使混凝土養護薄膜和混凝土表面緊密結合，促進混凝土的水化效應，在混凝土養護過程中起到防裂保濕的顯著作用。這種傳統的覆膜方法操作時需要多名工人同時進行，而且要通過控制使混凝土養護薄膜和混凝土緊密貼合，沒有氣泡，鋪貼混凝土養護薄膜占用時間比較長。

研究背景

混凝土性能主要由混凝土組分，混凝土配製和混凝土養護等因素所決定。在原材料、配合比和施工工藝一定的情況下，混凝土的養護，特別是早期的養護方式，養護溫度，養護濕度，養護時間等的控制，對混凝土水化硬化程度、強度發展、耐久性能等均有著重要影響，尤其是對混凝土表層的影響效果更為顯著。混凝土的養護研究是一個多因素影響的綜合性問題。首先，混凝土養護從根本方式上分為內養護和外養護。內養護是從混凝土內部出發，通過添加保水或供水顆粒，使混凝土內部濕度始終維持在一定水平，保證水泥系統在後期充分水化，為強度的發展提供充足供水；外養護即通常所說的表面養護。其次，混凝土的養護方法多種多樣，就混凝土表面保持濕度的方法主要有三種：

① 在混凝土早期硬化階段保持水分的方法包括浸泡、採用浸濕的覆蓋物和噴霧或噴淋，這種方法首先可以為混凝土表面提供水分，保持濕度，其次可以在高溫天通過蒸發來降低溫度；

② 降低混凝土表面拌合水損失量，通常採用塑膠薄片（薄膜）覆蓋混凝土表面或者運用薄膜養護劑來實現；

③ 通過補充水分的方法來增加濕度並加速硬化混凝土強度發展。通常採用對混凝土表面進行灑水的方式進行。

混凝土常用養護方式

適當的養護需要充分的濕度和適當的溫度。即環境相對濕度在 90%以上，在既有利於混凝土早期強度的形成又有利於後期強度穩定增長的溫度下進行的養護。養護過程主要控制濕度、溫度、養護時間，它們對混凝土的性能有重大的影響。一般來講根據溫濕度的不同，常用的混凝土養護方式分三種:即標準養護、自然養護、加溫快速養護等，而在工程中最普遍使用的還是自然養護方法，在研究早期養護對混凝土的性能影響中，應該對自然養護條件對混凝土性能的影響情況進行研究。

不同養護方法的對比

①拆模前的養護對砂漿28d抗壓強度影響顯著：拆模前覆膜養護的摻10%粉煤灰砂漿28d抗壓強度能達到42MPa以上，略大於無摻合料砂漿的抗壓強度；隨著磨細礦渣和粉煤灰摻量的增加，拆模前覆膜養護對抗壓強度的影響更加顯著，摻50%粉煤灰砂漿28d抗壓強度比3d抗壓強度大200%以上。

②早期濕熱養護下的砂漿收縮對環境濕度和溫度十分敏感。隨著濕度的增加，砂漿收縮減小。溫度20℃，相對濕度90%以上的砂漿收縮比相對濕度70%的砂漿收縮減少80%以上；溫度50℃，相對濕度90%以上的砂漿出現膨脹。

③拆模前的養護方式對拆模後水養的混凝土強度影響不顯著，對拆模後室內空氣養護的混凝土強度影響顯著，對C30混凝土比對C60混凝土強度影響顯著；拆模後水養能使混凝土表層微裂縫和缺陷進行自修復，從而提高強度。

④混凝土表面吸水率和吸水速率基本滿足拆模前風吹養護>室內養護>覆膜養護；拆模後水養的混凝土表面吸水率和吸水速率顯著小於拆模後室內養護的混凝土；混凝土吸水速率變化集中在前5min，後期趨於穩定。

⑤對於混凝土耐久性，拆模前的養護方式對拆模後室內養護的混凝土影響顯著，對拆模後水養護的混凝土影響不顯著；拆模前的養護方式對C30混凝土影響顯著，對C60混凝土影響不顯著，並且拆模前覆膜養護的混凝土耐久性最好，拆模前風吹養護的混凝土耐久性最差。

⑥隨著水灰比的增大，細石混凝土收縮增大，摻粉煤灰和磨細礦渣的細石混凝土比無摻合料混凝土收縮小，特別是對後期平衡收縮有明顯作用；環境溫度越低收縮越小，環境濕度越大，收縮越小，並且濕度對收縮的影響比溫度顯著。

⑦混凝土的表面性能取決於表面孔隙與裂縫的綜合反映。C30混凝土表面孔隙率大於裂縫率，C60混凝土表面裂縫率大於表面孔隙率。拆模前覆膜養護能顯著改善混凝土表面裂縫在內部的擴展。拆模前的養護方式顯著影響水泥表層與內部水泥水化程度。拆模前覆膜養護最利於混凝土表層與內部水泥水化發展，拆模前風吹養護不利於混凝土表層水泥水化的發展，拆模前高溫養護不利於混凝土內部水泥水化的發展。

橋樑墩台混凝土養護面臨的困境

養護困難

橋樑墩台是具有一定高度的豎向結構物，目前，一般低矮橋墩採用整體鋼模一次性澆築，低矮橋墩養護相對容易。高墩多採用翻模施工，高墩養護相對困難。當採用噴灑養護液進行養護時，用塗抹或噴霧器噴灑方式，可在混凝土表面快速形成一層封閉膜，使混凝土與外界空氣隔離，起到防止水分蒸發，保證混凝土自身水分滿足水泥完全水化的作用。養護劑使用方便、養護效果好。但因其具有 PH 值高達 12～14（強鹼性需做好安全防護），並且養護劑成分中多含有氯化物、硫酸鹽等有害物質對環境負面影響等原因，養護液技術普及率較低、銷量少、成本仍相對偏高。

當採用直接灑水養護方法時，需長期（一般 7～14 天）保留腳手架或折返式坡道，占用大量施工器材，導致施工器材周轉利用率較低；養護人員每天需數次攀爬至墩頂，對墩身和墩頂進行灑水養護，工作量大；用水直接噴灑墩身和墩頂托盤，在陽光、高溫和風作用下，水分蒸發較快，要保證養護質量，每天必須反覆多次灑水養護；低橋墩藉助灑水車的壓力直接向橋墩噴灑實施養護，但噴灑反彈率高；高墩用潛水泵將水送至墩頂，噴灑時又受墩頂托盤（墩帽尺寸往往大於墩頂墩身）影響，水不能全部被噴灑在墩身上，造成部分能耗和水資源的浪費；當採用附膜（塑膠布包裹）保濕養護法時，即用塑膠布將橋墩包裹起來，防止混凝土水分蒸發，利用自身水分提供混凝土水化需要，從而達到養護效果。但在具體實施中，常出現包裹不及時、包裹不嚴、固定不牢、大風吹破失效、高墩操作困難等現象，中斷或放棄正常養護，導致橋墩的養護效果較差，甚至出現混凝土遜強、開裂等，直接影響混凝土的使用壽命。

養護質量控制困難

橋墩越高養護難度越大，面對橋樑墩養護操作的實際困難，施工人員往往養護作業不及時、不到位，質量監控部門也無法做到嚴格的過程控制，導致墩台的最終質量下降。也有人曾提出提高混凝土配合比強度的方法來保證混凝土最終強度滿足設計要求的做法，但勢必提高整個墩身的混凝土強度，從而加大施工成本；同時混凝土強度越高，養護不到位時表面越容易出現開裂，混凝土的抗滲性仍無法得到保障。

覆膜補水養護方法

在充分分析橋樑墩台（特別是高墩）養護作業面臨的實際困難、質量與成本矛盾的基礎上，經反覆研究、試驗，開發了一種“氣壓式高墩上水養護裝置”和養護方法。該方法是以覆膜包裹橋墩防止水分蒸發，隨時向覆膜內補水保持混凝土濕潤為手段的覆膜+補水養護法，其關鍵技術是嚴密包裹和氣壓上水裝置。

氣壓式高橋墩養護上水器的組成

氣壓式高墩養護上水器由墩下耐壓蓄水罐、水位顯示器、壓力表、進水控制閥、出水控制閥、進氣控制閥、自動排氣減壓閥、上水管路、墩頂環狀噴水管、墩頂儲水桶及墩頂儲水桶補水管、上水管逆止閥等組成。見圖。為了控制噴水方向性，在環向噴淋管上加裝了導向膠條，水被環向噴灑在墩身上，並沿著墩身向下流淌，達到濕潤墩身、防止浪費的目的。

加壓上水裝置的基本原理

加壓送水：向耐壓儲水罐內加入一定的空氣壓力，利用氣體壓力將水推送至墩頂；

墩身噴淋：利用墩頂環狀噴水管，將具有一定壓力的水直接向墩身噴灑，實施墩身灑水噴淋養護；

墩頂養護：在墩身噴淋養護的同時，也將水送至墩頂蓄水桶內，經桶底微小孔緩慢滲漏，實施墩帽養護；

緩慢補水：利用墩頂的蓄水桶儲存的水量，在勢能的作用下緩慢釋放，延長墩帽和墩身的養護時間，減少每天的養護工作量。

覆膜保養

一般橋墩混凝土澆築完成拆除模板後，立即自上而下用塑膠布螺旋形嚴密包裹橋墩（保證補水時水不會從接縫處流出），重疊寬度 50mm 以上；每 10～15m 高度布置一道環向噴淋管，墩頂布置蓄水桶並接通補水管道。並用繩索對覆膜（塑膠布）進行必要的防風保護。將耐壓蓄水罐置於地面，接通上水管路，利用高壓氣筒向蓄水罐加壓，當壓力水頭（1kg/cm 壓力相當於 10m 壓力水頭）大於墩高時，即可打開出水閥向墩頂送水實施養護，直至墩頂蓄水桶水滿溢出後，關閉出水控制閥和上水管逆止閥，養護工作結束。可將耐壓蓄水罐移至另一橋墩實施養護。當遇到採用翻模施工的高墩時，每次拆除模板後，及時安裝環向噴淋管和噴水導向膠條（或向上移動噴淋管）實施墩身噴淋灑水養護。當混凝土外露面高度達到 10～15m 時，用塑膠布向下螺旋形嚴密包裹墩身，並處理好上下包裹層的藉口（重疊部分下壓上），用繩索防風固定。直至橋墩封頂時，安裝墩頂蓄水桶，接通養護管路系統，實施正常養護。

覆膜養護