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摘要：混凝土内养护剂是一种新型养护材料，在混凝土拌制时直接掺入混凝土中使用，能提高混凝土内部湿度，促进胶凝材料水化反应，提高混凝土抗裂性，是传统养护剂的补充产品。通过其在兰新铁路无砟轨道道床板混凝土施工中的应用，验证内养护剂能够改善高性能混凝土的收缩性能，提高混凝土强度，增强混凝土耐久性。
关键词：干旱风沙地区 混凝土收缩开裂 内养护剂
1 工程概况
新建兰新铁路第二双线LXS-15标段位于甘肃省酒泉市境内，沿线穿越安西极旱荒漠国家自然保护区，地理形式为戈壁与荒滩。该地区自然条件恶劣：温差大、风沙大、日照强、干旱缺水。年均气温9.8℃，极端最高气温42.8℃，极端最低气温-29.3℃；10m高度年平均大风日33.9天，年平均风速3.39m/s；全年日照总时数约3360h，大于等于10℃的积温3661.5℃；年均降水量52.2mm，年蒸发量2567.3mm。这样的自然环境给混凝土施工及养护带来极大的难度。为了确保极旱荒漠地区高性能混凝土实体质量，控制好混凝土的收缩开裂成为至关重要的一个环节。
2 内养护剂应用的必要性及其性能
2.1 内养护剂应用的必要性 高性能混凝土其低水胶比和高胶凝材料用量，易产生收缩开裂现象，二次水化反应需要的水分多，加剧混凝土早期和后期自收缩；高性能混凝土结构密实，外界水分难以扩散到混凝土内部，外部养护不能有效缓解其自干燥。因此，其存在着比普通混凝土更严重的收缩开裂问题。尤其在干旱缺水的戈壁滩地区施工，容易使混凝土在强度增长期内造成水分不够而引起内部收缩。混凝土内养护技术在一定程度上能够解决高性能混凝土收缩开裂问题，能够减少混凝土表面的微裂缝。
2.2 内养护剂的性能 内养护剂是一种具有吸水性的组分，能够均匀地分散在混凝土中，起到内部蓄水池的作用。当混凝土水化过程中出现水分不足时，养护剂中的水分便补给水化所需水分，以保证混凝土水化反应继续进行。
内养护剂的性能如表1所示：
3 原材料与试验方法
3.1 原材料 水泥：“祁连山”P.O42.5水泥；粉煤灰：青岛海诺C50以上粉煤灰；外加剂：山西凯迪聚羧酸高性能减水剂，固含量為28%；内养护剂：北京铁道建筑研究所研发的内养护剂；砂子：甘肃酒泉桥湾水洗砂，细度模数为2.9；石子：甘肃酒泉桥湾高铁碎石厂5-20mm碎石；引气剂：山西凯迪引气剂。
3.2 试验方法 参照表2配合比拌制混凝土，胶凝材料与砂石一起加入搅拌机，干搅30秒后将外加剂、水和内养护剂，再搅拌2分钟，混凝土的状态控制在坍落度为140mm～180mm之间，控制外加剂用量，用水量保持定量。混凝土抗压强度的测定方法按照GBT50081-2002规定的方法测定。混凝土收缩测定方法按照《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》（GB/T50082-2009）规定的方法测定。分别制作二组试件，具体尺寸形式为100mm×100mm×515mm棱柱体试件，每组为3个试件，恒温恒湿环境中进行，室温应保持在（20±2）℃，相对湿度应保持在（60±5）%。在不同龄期对其内部相对湿度进行检测，并且将其强度和收缩率进行比较。
4 内养护剂对高性能混凝土性能的影响
4.1 保证混凝土内部相对湿度 在标准养护的条件下，掺入内养护剂的混凝土试件内部的相对湿度高于未掺内养护剂的混凝土试件，加入的内养护剂对高性能混凝土内部的相对湿度的补偿作用较好。如图1所示，加入的内养护剂在7d龄期之前可将混凝土内部的相对湿度维持在饱和状态，能够促进胶凝材料后期的水化反应。
4.2 减小混凝土内部的自收缩 内养护剂具有高效吸水率和高保水能力的特点，加入内养护剂的水泥浆体内毛细空隙被内养护剂引入的水所补偿，减少了毛细孔拉力和自干燥变形。能够有效的减小高性能混凝土内部的自收缩和干燥收缩，使混凝土的抗开裂性能有所提高。相关数据见图2，掺入内养护剂的混凝土的收缩率明显小于普通混凝土的收缩率。
4.3 增强混凝土强度 通过图2数据可知，掺入内养护剂的高性能混凝土早期水化充分，早期强度比普通高性能混凝土强度增长的快。养护前期掺入内养护剂的混凝土强度高于普通混凝土强度10%；养护后期的强度也会随之有所增加，增加的幅度有所减少。现场实际施工时，由于工程所在地区属于极寒荒漠地区，日照时间长，水资源不足，容易造成水分流失的快，掺入内养护剂的混凝土实体工程在56d龄期的强度明显较之前没有使用的混凝土实体工程的强度增长的快。同时配合使用外喷养护剂，养护期到期后的实体工程混凝土表面微裂缝明显减少，养护效果好于普通高性能混凝土。
4.4 增加混凝土的耐久性 经试验证明，除抗渗与抗裂试验区别不显示以外，掺入内养护剂的高性能混凝土其他耐久性指标均提高于普通高性能混凝土，具体数据见表3：
5 结束语
新建兰新铁路第二双线LXS-15标段在高性能混凝土内加入内养护剂经过了反复试验，并通过现场试验段的施工，配合适合当地气候情况的养护工艺，证实内养护剂加入高性能混凝土中能够明显提高早期混凝土内部的相对湿度，减少混凝土内部的自收缩变形，增强混凝土强度，增加混凝土的耐久性。这一新材料的引进成功解决了在我国西北干旱地区建设高速铁路过程中产生的混凝土收缩开裂，养护期内混凝土强度增长缓慢的难题，确保了工程质量和使用寿命。
参考文献：
[1]铁道科学研究院.TZ210-2005 铁路混凝土工程施工技术指
南.北京：中国铁道出版社，2009：9-61.
[2]周宇飞.高强混凝土内养护机制与控制技术研究[D].武汉：武汉理工大学.2008.
[3]2010GO19-A.干旱风沙地区混凝土和无砟轨道施工质量控
制措施研究.
[4]兰新铁路第二双线无砟轨道施工作业指南.
关键词：干旱风沙地区 混凝土收缩开裂 内养护剂
1 工程概况
新建兰新铁路第二双线LXS-15标段位于甘肃省酒泉市境内，沿线穿越安西极旱荒漠国家自然保护区，地理形式为戈壁与荒滩。该地区自然条件恶劣：温差大、风沙大、日照强、干旱缺水。年均气温9.8℃，极端最高气温42.8℃，极端最低气温-29.3℃；10m高度年平均大风日33.9天，年平均风速3.39m/s；全年日照总时数约3360h，大于等于10℃的积温3661.5℃；年均降水量52.2mm，年蒸发量2567.3mm。这样的自然环境给混凝土施工及养护带来极大的难度。为了确保极旱荒漠地区高性能混凝土实体质量，控制好混凝土的收缩开裂成为至关重要的一个环节。
2 内养护剂应用的必要性及其性能
2.1 内养护剂应用的必要性 高性能混凝土其低水胶比和高胶凝材料用量，易产生收缩开裂现象，二次水化反应需要的水分多，加剧混凝土早期和后期自收缩；高性能混凝土结构密实，外界水分难以扩散到混凝土内部，外部养护不能有效缓解其自干燥。因此，其存在着比普通混凝土更严重的收缩开裂问题。尤其在干旱缺水的戈壁滩地区施工，容易使混凝土在强度增长期内造成水分不够而引起内部收缩。混凝土内养护技术在一定程度上能够解决高性能混凝土收缩开裂问题，能够减少混凝土表面的微裂缝。
2.2 内养护剂的性能 内养护剂是一种具有吸水性的组分，能够均匀地分散在混凝土中，起到内部蓄水池的作用。当混凝土水化过程中出现水分不足时，养护剂中的水分便补给水化所需水分，以保证混凝土水化反应继续进行。
内养护剂的性能如表1所示：
3 原材料与试验方法
3.1 原材料 水泥：“祁连山”P.O42.5水泥；粉煤灰：青岛海诺C50以上粉煤灰；外加剂：山西凯迪聚羧酸高性能减水剂，固含量為28%；内养护剂：北京铁道建筑研究所研发的内养护剂；砂子：甘肃酒泉桥湾水洗砂，细度模数为2.9；石子：甘肃酒泉桥湾高铁碎石厂5-20mm碎石；引气剂：山西凯迪引气剂。
3.2 试验方法 参照表2配合比拌制混凝土，胶凝材料与砂石一起加入搅拌机，干搅30秒后将外加剂、水和内养护剂，再搅拌2分钟，混凝土的状态控制在坍落度为140mm～180mm之间，控制外加剂用量，用水量保持定量。混凝土抗压强度的测定方法按照GBT50081-2002规定的方法测定。混凝土收缩测定方法按照《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》（GB/T50082-2009）规定的方法测定。分别制作二组试件，具体尺寸形式为100mm×100mm×515mm棱柱体试件，每组为3个试件，恒温恒湿环境中进行，室温应保持在（20±2）℃，相对湿度应保持在（60±5）%。在不同龄期对其内部相对湿度进行检测，并且将其强度和收缩率进行比较。
4 内养护剂对高性能混凝土性能的影响
4.1 保证混凝土内部相对湿度 在标准养护的条件下，掺入内养护剂的混凝土试件内部的相对湿度高于未掺内养护剂的混凝土试件，加入的内养护剂对高性能混凝土内部的相对湿度的补偿作用较好。如图1所示，加入的内养护剂在7d龄期之前可将混凝土内部的相对湿度维持在饱和状态，能够促进胶凝材料后期的水化反应。
4.2 减小混凝土内部的自收缩 内养护剂具有高效吸水率和高保水能力的特点，加入内养护剂的水泥浆体内毛细空隙被内养护剂引入的水所补偿，减少了毛细孔拉力和自干燥变形。能够有效的减小高性能混凝土内部的自收缩和干燥收缩，使混凝土的抗开裂性能有所提高。相关数据见图2，掺入内养护剂的混凝土的收缩率明显小于普通混凝土的收缩率。
4.3 增强混凝土强度 通过图2数据可知，掺入内养护剂的高性能混凝土早期水化充分，早期强度比普通高性能混凝土强度增长的快。养护前期掺入内养护剂的混凝土强度高于普通混凝土强度10%；养护后期的强度也会随之有所增加，增加的幅度有所减少。现场实际施工时，由于工程所在地区属于极寒荒漠地区，日照时间长，水资源不足，容易造成水分流失的快，掺入内养护剂的混凝土实体工程在56d龄期的强度明显较之前没有使用的混凝土实体工程的强度增长的快。同时配合使用外喷养护剂，养护期到期后的实体工程混凝土表面微裂缝明显减少，养护效果好于普通高性能混凝土。
4.4 增加混凝土的耐久性 经试验证明，除抗渗与抗裂试验区别不显示以外，掺入内养护剂的高性能混凝土其他耐久性指标均提高于普通高性能混凝土，具体数据见表3：
5 结束语
新建兰新铁路第二双线LXS-15标段在高性能混凝土内加入内养护剂经过了反复试验，并通过现场试验段的施工，配合适合当地气候情况的养护工艺，证实内养护剂加入高性能混凝土中能够明显提高早期混凝土内部的相对湿度，减少混凝土内部的自收缩变形，增强混凝土强度，增加混凝土的耐久性。这一新材料的引进成功解决了在我国西北干旱地区建设高速铁路过程中产生的混凝土收缩开裂，养护期内混凝土强度增长缓慢的难题，确保了工程质量和使用寿命。
参考文献：
[1]铁道科学研究院.TZ210-2005 铁路混凝土工程施工技术指
南.北京：中国铁道出版社，2009：9-61.
[2]周宇飞.高强混凝土内养护机制与控制技术研究[D].武汉：武汉理工大学.2008.
[3]2010GO19-A.干旱风沙地区混凝土和无砟轨道施工质量控
制措施研究.
[4]兰新铁路第二双线无砟轨道施工作业指南.