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孔隙負(fù)壓方法下混凝土施工過程中的養(yǎng)護(hù)工作的論文
養(yǎng)護(hù)是混凝土施工過程中非常重要的工序，對(duì)硬化混凝土內(nèi)部和表面性能、體積穩(wěn)定性以及抵抗凍融破壞及除冰鹽侵蝕的能力，均會(huì)產(chǎn)生顯著的影響。
養(yǎng)護(hù)周期包括最初的澆筑、振搗、飾面直至混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求性能的時(shí)間過程。在混凝土施工過程中，養(yǎng)護(hù)通常在澆筑或飾面后進(jìn)行。普通環(huán)境下，由于其水分蒸發(fā)速率相對(duì)較慢，這種養(yǎng)護(hù)程序比較合理，且易于施行。然而，對(duì)于現(xiàn)代混凝土（如泵送混凝土、自密實(shí)混凝土、高強(qiáng)混凝土等），由于摻加了高效減水劑和活性細(xì)摻料，混凝土流動(dòng)度大，水分容易從表面蒸發(fā)，而混凝土的泌水率又較低，蒸發(fā)的水分難以得到及時(shí)的補(bǔ)充，因此，混凝土非常容易在澆筑以后、終凝以前發(fā)生起皮、開裂現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響服役環(huán)境下混凝土的耐久性和使用壽命。
對(duì)于中國的西北地區(qū)，澆筑以后的混凝土多處于大風(fēng)、光照等嚴(yán)酷水分蒸發(fā)環(huán)境，若采取傳統(tǒng)的單一養(yǎng)護(hù)工序，會(huì)普遍存在早期開裂問題。
美國混凝土協(xié)會(huì)《混凝土養(yǎng)護(hù)指南》定義了早期養(yǎng)護(hù)、中期養(yǎng)護(hù)和后期養(yǎng)護(hù)3個(gè)養(yǎng)護(hù)階段。然而，該指南并未給出養(yǎng)護(hù)開始時(shí)間的科學(xué)判據(jù)，僅僅依靠施工現(xiàn)場人工觀察，如通過觀察泌水光澤來判斷泌水及混凝土表層干燥情況，但當(dāng)水分蒸發(fā)速率大于泌水速率時(shí)，容易造成誤判。
本文介紹了1種基于孔隙負(fù)壓（PWP）測試的水泥基材料早期養(yǎng)護(hù)方法，可以顯著提高混凝土在嚴(yán)酷水分蒸發(fā)環(huán)境條件下的抗裂性和耐久性。理論基礎(chǔ)及系統(tǒng)簡介。理論基礎(chǔ)由水泥、砂、石等材料和水拌制的混凝土，在澆筑以后直到終凝以前的早期養(yǎng)護(hù)階段，暴露于自然環(huán)境中，會(huì)發(fā)生以下變化：（1）由塑性介質(zhì)（流體）向彈塑性介質(zhì)（固體）轉(zhuǎn)變；（2）內(nèi)部的水分蒸發(fā)由平面水（自由水）向曲面水（毛細(xì)水）轉(zhuǎn)變。
在早期養(yǎng)護(hù)階段，混凝土中的水分向表層遷移（泌水），而表層的水分逐漸蒸發(fā)（干燥）。當(dāng)泌水速率大于水分的蒸發(fā)速率時(shí)（見圖1（a）），混凝土表層的水分仍然處于平面水狀態(tài)，就像水池中的水，這時(shí)的水分蒸發(fā)不會(huì)在表層引起孔隙負(fù)壓。當(dāng)泌水速率小于水分的蒸發(fā)速率時(shí)（見圖1（b）），混凝土表層的泌水消失，這時(shí)水分的蒸發(fā)將在其表層導(dǎo)致孔隙負(fù)壓，而孔隙負(fù)壓的增長被普遍認(rèn)為是引起塑性裂縫的微觀驅(qū)動(dòng)力。一旦孔隙負(fù)壓增長到一定程度，會(huì)使宏觀收縮應(yīng)力超過混凝土表層的抗拉強(qiáng)度，從而引發(fā)開裂。
因此，實(shí)時(shí)監(jiān)測混凝土表層孔隙負(fù)壓的變化，并將其控制在一定的范圍，可有效控制塑性裂縫的發(fā)生。另一方面，過早實(shí)施早期養(yǎng)護(hù)不僅沒有必要，而且還會(huì)損害表層混凝土的性能。所以監(jiān)測孔隙負(fù)壓的產(chǎn)生，可以避免過早的早期養(yǎng)護(hù)。孔隙負(fù)壓的測試原理孔隙負(fù)壓自動(dòng)測試系統(tǒng)由陶瓷頭、腔體、集氣室、計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)等部件組成。
陶瓷頭是儀器的感應(yīng)部件，具有許多微小的孔隙，被水浸潤后，在孔隙中形成一層水膜，當(dāng)孔隙全部充水后，表面張力使水通過陶瓷頭。將充滿水且密封的陶瓷頭插入水泥砂漿，陶瓷頭中的水膜與水泥砂漿中的水分連接，以達(dá)到最初的平衡。
當(dāng)泌水速率小于水分的蒸發(fā)速率時(shí)，水泥砂漿表層水分呈不飽和狀態(tài)（即干燥開始），與儀器中的水勢不相等，水便由水勢高處通過陶瓷頭向水勢低處流動(dòng)，直至兩個(gè)系統(tǒng)的水勢平衡為止。因?yàn)閮x器是密封的，在儀器中便產(chǎn)生真空度或吸力，這就是水泥砂漿的孔隙負(fù)壓。孔隙負(fù)壓的產(chǎn)生意味著水泥砂漿干燥開始。
本文采用的孔隙負(fù)壓測試設(shè)備由傳感器、孔隙負(fù)壓數(shù)據(jù)采集儀、GSM信號(hào)接收中心和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)構(gòu)成，其中陶瓷頭的內(nèi)徑為2mm,外徑為6mm.
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