傳統混凝土養護易出問題，一個實驗告訴你微波養護是否可以替代

最新 07-10

針對混凝土在傳統養護下出現的許多問題，結合混凝土在養護硬化過程中的特點，提出了微波養護技術。實驗證明，微波加熱養護在短時間內能夠使混凝土達到較高強度，對混凝土工程及預製構件生產有推廣價值。

通過這一系列的試驗揭示了微波養護混凝土的多個特性:

一、溫度的變化

養護最初溫度的表面略高於內部，因為微波是從外部傳入的，當試塊從微波爐取出後，表面溫度就開始下降，但水泥的水化反應內部溫度卻持續上升。

在用微波加熱三個循環之後，用塑料薄膜包裹的試塊溫度高於沒有薄膜包裹的(大約10℃)，這是因為在試塊周圍形成了一個密封的空氣層，該空氣層能夠阻止熱量的散發。同時用薄膜包裹的試塊溫度接近100℃。在養護早期，超100℃高溫必將導致空隙的形成。

二、早期強度的增長

雖然現在對微波養護混凝土的化學特性的影響還不太清楚，但微波養護能提高混凝土早期強度。養護能消除混凝土中的游離水分，引起混凝土收縮，游離水的減少也將破壞混凝土中的毛細管，使得混凝土更加緊密。

「微波—循環」試驗發現早期強度隨著循環次數的增加而增加，這是由於隨著循環次數的增加，混凝土變得較為乾燥和密實，並且發現，早期強度在第一、二個循環周期增加較快，而在第三個循環周期增幅明顯降低。

水泥在拌後大約1h開始水化反應，應注意：試塊每加熱一次後放置1h，第二個循環養護恰好發生在水化反應之前或水化反應早期，因此，第一、二個循環遊離水分的流失會對試塊的密實產生顯著作用，而第三次微波加熱時，試塊澆築已超過2h，水化反應使晶體結構基本形成，水分的流失不會太顯著地密實混凝土，因此，4h的強度沒有隨著循環次數的增加而有顯著改變。

為了尋找微波養護的最佳時間，在微波輻射量固定為900W的情況下，對試塊進行了不同時間的微波加熱養護試驗。發現微波養護5-6min後，由於水分蒸發較快形成微裂縫，使其強度相對於用微波養護4min而言，幾乎沒有提高。

試驗表明，用薄膜包裹與未用薄膜包裹試塊的強度是不同的。用薄膜包裹的試塊強度增長較快，因為薄膜能夠有效地保留水分，沒有包裹的試塊在三個循環保養之後因失去較多的水分而影響其強度。

三、長期強度的增長

理論上，試塊通過前兩次循環加熱後，短期強度和長期強度將同時增加，但經一次加熱的試塊，其第7d強度與自然養護的試塊相比有一個較為明顯的下降，這主要是由於微裂縫和氣孔造成的，加熱將會延緩三硫型水化硫酸鈣的形成，三硫型水化硫酸鈣是一種針狀晶體，它有較大的體積，且其體積在一定程度持續膨脹，它的後期形成將會破壞水泥石中的晶體結構，導致微裂縫的產生。用微波養護二個循環的試塊7d強度低於只養護1個循環的試塊，原因是第二次加熱時，混凝土拌制已過了1h，晶體結構已經開始形成，混凝土的乾燥不會明顯使結構變得密實而會形成孔洞。但是，養護三個與二個循環的試塊比較發現，7d強度並沒有很大的降低，這是因為大量的毛細管水分在第二個循環後已被除去，不會形成更多的毛細孔洞。第三個循環將是或多或少地對已凝結的水泥石加熱。

四、擱置時間對強度影響

水泥加水拌和後最初水化反應僅僅持續10min左右，接下來會有一個大約1h的潛伏期，潛伏期結束後，再次進入水化反應期，並放出大量熱量。潛伏期內加熱試塊，水分的蒸發將會使水泥漿變得較為密實，而短期強度的增長，就是得益於水泥顆粒之間的聚集。

試驗發現，擱置時間在30-45min之間，試塊強度有一個較穩定的增長，但是，它也有一個大約20-30min的潛伏期，這可能與三硫型水化硫酸鈣的形成有關，雖然三硫型水化硫酸鈣對混凝土有很大的破壞作用，但是它也是形成水泥晶體的必要步驟，而水泥晶體的形成是混凝土取得強度的必要條件，加熱將會延緩三硫型水化硫酸鈣的形成，因此，在早期給試塊加熱會對試塊強度的增長造成一些影響。

若擱置時間在30-45min之間，則加熱不會很顯著地阻止短期強度的增長，若擱置時間超過45min，則會影響強度的增長。