刘小芬1     刘晓剑2    邓可库3

1、2、湖南省科学技术研究开发院长沙圣华科技发展有限公司长沙市410004；3、陕西省宝鸡市93882部队宝鸡市721006

摘要：桥涵混凝土立面养生采用保湿养护膜，保湿保温并重，抑制微裂缝产生，提高混凝土早期强度，强度均匀，解决了桥涵混凝土立面养生的难题。

关键词：桥涵、混凝土、立面养生、干缩裂缝、温差裂缝、早期强度、保湿养护膜、保温保湿（养生膜）

一、混凝土立面养生目前的状况

随着我国交通建设的飞速发展，桥涵建设越来越多，因混凝土立面养生难，混凝土微裂缝现象在桥涵混凝土中普遍存在，因此，桥涵建设中混凝土立面养生问题已成为一道极待解决的难题。为解决桥涵混凝土立面养生的问题，业界同仁发明了很多种混凝土立面养生的方法，各显其能，但效果不尽人意。

1．立面养生保湿难

混凝土浇注后，从理论上来说，混凝土拌合水中的80%是要在其水化热过程中挥发掉，只有20%是水泥硬化所必须的，在水化热的过程中必然产生大量的水蒸汽，当80%的水份慢慢挥发的同时，混凝土便会收缩。在普通混凝土中，水泥浆的干缩率限制在90%，因而在混凝土内部经常存在着引起干缩裂缝的应力状态，而一般混凝土的抗拉强度只为抗压强度的1/6—1/7，如果在水化热的过程中，水份蒸发过快，这种干缩应力超过混凝土的抗拉强度时，便会产生干缩裂缝，同时混凝土内部水份蒸发过快过早，导致混凝土后期水化过程中缺水，也会影响混凝土强度的形成。外界环境可以直接影响混凝土水化过程，如大风天气，混凝土内部的水份会被大风迅速带走，产生风干现象；在高温天气，混凝土内部的水份会蒸发更快，这些都会导致混凝土内部干缩加剧，产生干缩裂缝，影响强度形成。养生的意义就是通过外援手段控制混凝土内部水份的蒸发过程，保持混凝土表面的湿润，给混凝土提供一个最佳的水化环境。

桥涵混凝土养生主要以立面养生为主，而混凝土立面养生比平面养生难度要大得多。第一是保水难，如桥墩：一般桥墩都有4—5米高，甚至十几米高，而空中的空气流动速度要比地面的空气流动速度快，越高的地方风速越大，混凝土内部水份流失越快，风干现象越严重。采用传统的浇水养生方法，水即浇即流，即浇即干，根本达不到保湿效果；采用土工布浇水保湿，土工布本身要吸收几十倍及至上百倍的水才能保证自身湿润，即使土工布自身湿润，它也不能很好地吸附于混凝土构造物体的表面之上，混凝土构造物体的表面和土工布之中仍存在大量的空气流通，带走大量的水份，因此混凝土表面仍然干燥；第二是土工布本身蓄水能力不强，在对流空气的作用下，干得更快，即使在外表再包上农膜也达不到蓄水保湿的效果；采用农膜养生，利用混凝土水化过程中的蒸汽水来保湿，但农膜根本没有蓄水能力，且农膜吸附性不强，混凝土表面与农膜之间总是存在一定的空隙，大量的蒸汽水顺着空隙向下流走，加上风一吹，蒸汽水随着农膜的飘动散发更快，所以农膜用于立面养生，即使是每天浇水一次，也难达到较好的保湿效果；现在有的地方为解决桥墩养生保湿问题，采用滴灌式的方法养生，即先用农膜做成一个套筒把桥墩罩住，然后再在桥墩的顶部放上一个大水桶装满水，在桶的底部钻几个小洞，让水从桶里不断流到桥墩上，这种方法有水则湿，无水则干，很难达到一个养生期内的保湿要求，且农膜套筒总是要比桥墩大许多，使得农膜更难于吸附于混凝土表面，在空中随风摆动，反而使得套筒内的水份流失更快，因此采用这种滴灌式的养生方法保湿的效果也很不理想。由此可见立面养生难，首先难在保水保湿。

2．立面养生保温难

混凝土具有热胀冷缩的特性，在水化热的过程中，混凝土体内部温度可高达60多℃，而桥墩高耸在空中，其表面温度容易随风散失，导致混凝土表面产生收缩现象，特别是外界温度急剧下降时，混凝土表面温度也会随之急剧下降，从而产生急剧的收缩，当混凝土内部温度与环境温度差＞25℃时，便会产生温差微裂缝；在昼夜温差大的季节和地域，大体积混凝土最容易出现这种内热外冷现象，也最容易产生温差性微裂缝。同时，混凝土在水化热的过程中，在规范的温度范围内，温度越高，其早强形成越快。因此立面养生的意义不仅仅是要保湿，而且还必须注重保温，从而降低混凝土内外温差，抑制温差微裂缝产生，促进早强。

怎样才能较好地解决保温问题，这是立面养生的又一个难题。有的地方为了解决保温问题，不惜用棉被，海棉甚至用电热毯来进行包裹，养生成本大幅度提高，养生效果仍然不佳。因此多年来，业内人士一直在寻找一种既能保湿又能保温的、科学的立面养生方法。

二、保湿保温并举，强化立面养生

2004年开始，我们把自行研发的新型混凝土节水保湿养护膜（以下简称保湿养护膜）用于混凝土桥涵工程的立面养生，保湿保温并举，取得了较为理想的效果。

保湿养护膜以高分子吸收材料为核心，以塑料薄膜为载体，其核心材料可吸收自身重量200—300倍的水份，吸水膨胀后变成晶体状，吸收进去的水份流不掉、挤不出，蓄水能力及保水能力都很强，一个平方米的养护膜可含1公斤左右的水份，能成功地把液态水变为固态水，形成一个固态的小水库吸附在混凝土体表面，然后通过毛细管效用把水份向混凝土表面渗透，与此同时又不断吸收混凝土在水化热过程中产生的蒸汽水，如此循环往复，因此保湿养护膜内总能保持充足的水份，使砼构造物体在一个养生周期内混凝土表面总是保持湿润。

因保湿养护膜较好地保住了水份，所以保湿养护膜在混凝土养生过程中充分显现了八大优越性能：①高倍节水、②高效保湿、③良好保温、④抑制微裂、⑤促进早强，均匀强度、⑥降低磨耗、⑦省工节能、⑧绿色环保。

1．高倍节水，高效保湿。用传统方法立面养生保湿难，难就难在有水难保水，无水难保湿。保湿养护膜具有优越保水性能，只须在铺设时浇一次水，膜内高分子吸收材料充分吸水膨胀后将水份缓慢释放到混凝土表面，真正做到了向混凝土表面不间断施水，所以能在一个养护期内始终保持混凝土表面的湿润；即使在某些缺水的地方或某些特定的场合，保湿养护膜铺设时不能洒水或无水可洒的情况下，在拆除钢模后立即养护、保证膜内高分子材料可以反复吸收混凝土在水化热过程中不断释放出的蒸汽水的基础上，将保湿养护膜干铺到混凝土表面，保湿养护膜充分吸收混凝土水化热过程中的蒸汽水，也基本能使混凝土表面在一个养生期内总是保持湿润。

与土工布、麻袋、草帘等养生材料相比，保湿养护膜用水量只是土工布、农膜等养生材料的1/45-100，（见表一）。

保湿养护膜具有较好吸附性，在充分吸水后即使在立面也能很好地吸附于砼构造物体的表面，因此膜内水份能直接作用在混凝土表面上，从而达到高效保湿的效果。恰到好处的弥补了混凝土立面养生中土工布、麻袋、草帘农膜等传统养生材料用水量大却不能保湿的缺陷，从根本上解决了混凝土立面养生中保水难、保湿难的难题。2004年山西晋济高速的构造物、桥梁养生就是因当地严重缺水无法养生，经专家推荐而全线采用保湿养护膜养生，新疆312国道等工程也是因为立面养生缺水而大面积使用保湿养护膜养生。（见用户报告）

节水保湿养护膜应用报告

2．良好保温。当混凝土内部温度与外部环境温度差＞25℃，混凝土必然要产生温差微裂缝。保湿养护膜的核心材料——高分子吸收材料具有特殊的功能团，因此能吸收并储存自身重量200—300倍左右的水份，而水是热容很大的物质，因此养护膜内高分子吸收材料在养生过程中吸收、储存水份的同时，也大量地吸收了混凝土在水化热过程中释放出的热量，在实现高效保湿的同时也达到了良好保温的效果，有效地平缓了混凝土内部温度与环境温度的温差，平缓了环境温度中的昼夜温差，平缓了混凝土内部与表面之间温差，从而极大地减低了温差微裂缝产生的概率，而这一点土工布、农膜等养生材料是根本做不到的。（见表二）

从上表可以看出，在30℃外界环境中，养护膜内温度白天要高出环境温度20℃左右，夜晚要高出环境温度10℃左右，膜内温度变化相对均匀，恰到好处地平缓混凝土内部与外部环境温度的温差，其保温性能明显优于土工布、麻袋等养生材料。

3．促进早强、抑制龟裂、降低磨耗

①．强度的形成与养生期中湿度有关，同时与养生期中的温度密切相关，在有效的温度范围内，温度的提升对混凝土早期强度的形成有着促进作用。养护膜因保湿保温并重，给混凝土创造了一个高湿保温的养生环境，因此用保湿养护膜养生，在高湿保温同时实现的环境中能有效地促进混凝土早强的形成。

2006年9月，河北张石高速石家庄段第八标对用保湿养护膜养生的桥墩及横梁，和用农膜及土工布加农膜养生的桥墩及横梁进行了对比测试，测试结果表明保湿养护膜养生的早期强度明显高于农膜及土工布加农膜养生的早期强度2—3Mpa。（见表三）

表三          张石高速保湿养护膜养生实验记录表

2009年5月30日，新疆北桥四方土木工程试验研究所有限责任公司在喀什驻地实验室，对新疆喀什叶城公路建设第七合同段刚养生过的涵洞进行了测试，测试结果是用养护膜养生的强度明显高于用土工布养生的强度。（见表四）

表四          回弹法测试结构或构件混凝土强度记录

② 抑制微裂缝

因立面养生难，混凝土墩柱普遍出现龟裂已是桥涵建设工程中一个很为棘手的问题，保湿养

护膜具有高效保湿、良好保温的优越性能，并且具有较好的粘附能力，因此很好地解决了立面养生保温保湿难题，能有效抑制混凝土微裂缝的产生，从而达到延长混凝土使用寿命的效果。从2006年9月安徽合淮阜高速第十二合同段淮河特大桥保湿养护膜实验记录就可以看到这一点（见表五）；2008年底至今，南水北调河南安阳段采用养护膜养生的河床护坡基本上都没有产生微裂缝，而用土工布（甚至是两布一膜）加上每天浇一次水的地段都出现了微裂缝；2007年—2008年哈大客运专线沈阳段中建六局用养护膜养生400多个桥墩基本都没有产生微裂缝。

表五              合淮阜高速保湿养护膜养生实验记录表

③ 降低磨耗

经国家交通部公路工程检测中心检测，用保湿养护膜养生的混凝土表面耐磨性能很好，磨耗量只是国家标准的1/10，从而大大提高了混凝土表面的耐磨度，能有效延长混凝土的使用寿命。（见表六）

表六         交通部公路工程检测中心检测报告

试验编号：2003-013  

4．节工省能，绿色环保

    ⑴ 因节水保湿养护膜只须在铺设时浇一次水便可以在一个养生期内高效保湿，因此采用保湿养护膜养生，可以节工省能，降低养生成本。在立面，保湿养护膜的这种功能发挥得更为显具。

2007年—2008年在沈阳哈大客运专线，中建六局所承建的600多个桥墩全都是用养护膜养生。他们算了一本帐，如果用农膜养生，一天需要用3台水车，按一台水车台班费为2.2万元/月、全年8个月工期计算，两年需水车台班费105.6万元；另外人工工资60元/天×2人=120元/天，两年需6万元左右；再加上农膜购料成本6万元左右，共需养生成本约117.6万元左右。而用养护膜只需在包裹养护膜时用一个小时左右水车，可以与其它工作共用一台水车，按半台水车费用计算；用养护膜养生，材料单价1.68元/㎡，16万㎡需购料成本26.8万元，加水车台班17.6万元，共计44.4万元。比用农膜养生要节约73.2万元，因此，现在他们每到一个新的工地，都用养护膜养生。

由此可见，采用保湿养护膜养生在立面完全可以大幅度降低养生综合成本，并大幅度提高养生质量。

⑵ 养护膜内核心材料无毒无害，可以降解，为环境友好产品。

从2004年山西晋济高速到2009年哈大客运专线、京沪高速铁路、石武客运专线，保湿养护膜已在越来越多的桥涵立面养生工程中得到使用，其优越性能已得到广大业内人士的认可与好评。随着保湿养护膜立面施工工艺的不断完善，保湿养护膜的优越性能将会在我国桥涵建设中发挥得更好更广，为解决混凝土立面养生的难题做出更大的贡献。