干旱大风环境下WCK混凝土养护剂的应用研究

干旱大风环境下WCK混凝土养护剂的应用研究

谭 康

（中铁工程设计咨询集团有限公司 北京 100055）

Research on application of WCK concrete curing liquid inthe arid and wind environment

摘要 在干旱大风环境下，混凝土传统的洒水养护存在着各种问题。 WCK新型养护剂具有良好的物理力学性能，在某铁路桥梁工程实践中成功地解决了养护难题，具有重要的社会效益和经济效益，应在同类型地区予以推广。

关键词 干旱大风 混凝土养护剂 强度

0 前言

在遭遇大风和干旱条件的地区进行铁路、公路等大型基础设施的建设时，桥梁工程因其适应性广，常被选作关键的线路通过方式。特别是在地形起伏大、地质条件欠佳及工程环境复杂的地理区段，高墩、大体积墩身的设计变得尤为重要。为确保已浇筑混凝土的外观和内在质量，对其进行的养护工作显得尤为关键。

然而，在干旱地区，混凝土的养护一直是工程领域面临的难题。通常，我们会通过水车从其他水源丰富的地区运水，并采用常规的养护方法。但对于山区等地形复杂、运输路线曲折且距离遥远的地区，养护用水往往难以及时到达，这无疑对混凝土的高质量养护构成了挑战。此外，大风干旱地区本就水资源匮乏，而常规的洒水养护方法又需要消耗大量水资源，这不仅可能造成水资源的浪费，还可能对地下水环境产生不利影响。

鉴于此，在大风干旱地区，研究和开发化学养护剂以替代传统的水养护方法，具有深远的意义。经过样本试验和工程实践的验证，WCK型混凝土养护剂以其低廉的成本、优异的物理性能和力学性能，成功满足了混凝土养护的质量标准。它不仅有效地解决了养护问题，还实现了节水目标，具有显著的社会效益和经济效益。

1 WCK养护剂的养护机理

WCK养护剂，作为养护工艺领域的一项创新技术，其核心成分为高聚物乳状液。当此养护剂被喷涂于混凝土表面时，能够迅速形成一层致密的薄膜，该薄膜具备出色的防水性能，能够有效遏制混凝土内部水分的蒸发，从而为混凝土提供一个理想的养护环境，促进其水化硬化过程。除此之外，养护剂还能以流体形态深入混凝土内部的毛细孔，通过封闭孔隙，显著增强混凝土的结构强度。这一独特的作用机制使得WCK养护剂在提升混凝土耐久性方面表现出色。

2 WCK养护剂的主要物理力学性能

2.1 物理性能

养护剂的主要物理性能包括保水性、耐磨性等。

2.1.1 保水性

保水性是混凝土养护剂最重要的性能指标。一般情况下，养护剂的保水性用试件72h的单位面积失水率和有效保水率两项指标来衡量。美国生产的养护剂失水率标准为72h≤0.55kg/m2，有效保水率为90%，而WCK型养护剂的失水率为72h≤0.52kg/m2，有效保水率为93%，全面超越了美国标准要求。

2.1.2 耐磨性

对混凝土试件进行耐磨试验，分两组进行，一组为浇水养护，另一组涂刷养护剂，试验结果如表1所示，由于养护剂与混凝土发生物理化学反应形成坚固紧凑的表层，因此耐磨性能得到很大的提高。

表1 耐磨试验结果

2.2 力学性能

养护剂对混凝土强度的影响可通过室内与室外混凝土抗压强度对比试验进行明确阐述，而混凝土强度则是养护剂的主要力学性能指标。

2.2.1 室内试验

根据GBJ81-85进行普通混凝土立方体抗压强度试验，用100mm×100mm×100mm的试模成件，在养护室（温度为20℃±5℃）养护1d后脱模，放入密封塑料袋中，用密封胶带对齐试件表面沿侧面将塑料袋粘贴密封。在成型面上分别喷涂养护剂150、200、250、300g/m2，待表面干燥后将试件置于干燥室（温度为20℃±3℃，相对湿度为60％±5％)。对比试件放置在标准养护室进行养护。试验结果如表2所示。

表2 混凝土强度（MPa）室内对比试验

由试验结果可知，喷涂养护剂后，混凝土7d、28d的抗压强度都在91%以上。

2.2.2 室外试验

在工区选择两个刚刚拆模的桥墩a、b，分别在其表面进行自然浇水养护和喷刷养护剂，养护时间为28d。再将a、b分别划分为10个测区，使用回弹法检测混凝土的抗压强度，试验结果如表3所示。

表3 混凝土强度回弹检测试验结果

用回弹仪测定的数据表明，喷涂养护剂的混凝土强度增长快，回弹平均值高于设计值的20%左右，而浇水养护的回弹平均值在设计值上下浮动。

3 工程实例和效果

3.1 工程概况

某铁路6标段位于山西省朔州市境内，地处西北黄土高原区，地形复杂，气候干旱，空气湿度低，多风沙天气。全线长17.057km，沿线为湿陷性黄土区，主要有特大桥和大桥共17座，超过30m以上的高桥墩35个。在这样大风干旱的环境下，若桥墩混凝土养护不及时或者养护效果不达标，都会导致表层混凝土产生细微裂纹，降低混凝土耐久性，进而影响铁路运营的安全。

3.2 施工技术

通过对WCK养护剂的物理力学性能指标的研究，在大量试验的基础之上，总结出该养护剂的施工技术如下：

（1）WCK养护剂是粘度大于水的无毒无味的液体，可采用刷涂和喷雾器进行喷涂；（2）每层养护膜需要喷刷二次养护剂，待第一层充分成膜后再喷涂第二层，且两次涂层需要横竖交叉，以便养护膜的厚度均匀一致；（3）喷涂时，应该在混凝土收涂后方可进行；（4）1kg的WCK养护剂喷涂面积可达7~8m2。（5）要避免在下雨天或者风沙天喷涂养护剂，若在成膜之前遇到下雨则须重新喷涂。

3.3 工程效果

标段内的桥墩喷刷WCK养护剂之后，经过回弹法测试表明，混凝土的抗压强度要比自然养护的养护质量好，养护剂养护的混凝土强度增长速度比自然养护快，强度值约28d就接近或者达到标准值，仔细对比养护剂和自然养护完的桥墩表面，前者表面均匀、光滑发亮，无明显裂纹，后者表面粗糙，明显有不规则的裂纹。充分表明，在大风干旱地区使用养护剂养护混凝土工程效果极佳，是最有效的养护方法。

3.4 经济效益

该桥梁工程共使用WCK养护剂10t，喷涂面积达7.6万m2，养护剂的价格约为4元/kg，约花费4万元；若用浇水养护法进行养护，预算养护用水约为4750m3，该地区水的价格（包含运费）约为20元/m3，计算可知自然养护总花费约为9.5万元，是养护剂养护的2倍多。因此，与自然养护相比，养护剂养护具有良好的经济效益，应在大风干旱地区的土木工程项目中大力推广。

4 结语

WCK混凝土养护剂是一种可使混凝土表面与空气隔绝，最大限度地利用混凝土自身水分完成水化作用的高分子合成剂。该产品具有良好的保水性，并能有效地提高混凝土的耐磨性和强度。工程实践证明，在大风干旱地区，各种混凝土建筑物尤其是高空建筑物（如桥梁）的混凝土养护，使用养护剂养护施工操作简单、节省时间，能够降低养护成本，提高养护质量，且有利于该地区的环境保护，建议在大风干旱地区大力推广使用WCK型混凝土养护剂。

参考文献

[1]DB21/T1843-2010．混凝土养护剂应用技术规程[S]

[2]覃立香 韩 莉 朱瑞红．SF-A型混凝土养护剂的研制及应用．武汉理工大学学报2001（10）．第23卷．第10期

[3] 赵铁军，李秋义．高强与高性能混凝土及应用[M]．北京：中国建材 工业出版社，2004．

Research on Application of WCK concrete curing compoundinthe arid and wind environment

Tan kang

(China Railway Engineering Design and Consulting Group Co., Ltd. Beijing 100055)

Abstract: In the arid and windy environment, the traditional curing concrete has a lot of problems. WCK—the new curing agent has good physical and mechanical properties, it solves the maintenance problems in the zhun-chi railway bridge engineering practice successfully, it also has important social and economic benefits, it should be popularized in the same type of area.

Key words: arid and wind concrete curing compound strength