关键词：混凝土养护 、外养护 、内养护 、自粘式饱水养护膜
在混凝土的世界里，养护宛如一位神奇的魔法师，对混凝土各项性能的发展起着至关重要的决定性作用。本文犹如一位贴心的导游，带领大家简要领略当前应用广泛的混凝土养护技术。依据独特的养护机理，我们将混凝土养护巧妙地划分为外养护和内养护两种别具一格的方式。同时，从养护材料、施工方式、养护效果、养护成本等多个维度，深入剖析各类养护方式的优缺点，如同为混凝土养护技术绘制一幅详尽的“全景图”，并对养护技术的未来发展提出富有前瞻性的建议与展望。
混凝土，作为现代土木工程领域的“明星材料”，广泛应用于各类建筑结构中，其性能的优劣直接关系到整体建筑结构的安全性与稳定性。想象一下，一座宏伟壮观的大桥，若混凝土质量不过关，就如同大厦的基石不稳，随时可能面临坍塌的危险。混凝土质量不仅与精心设计的配合比、严谨细致的浇筑施工紧密相连，浇筑后的温度和湿度等环境因素也如同无形的“手”，制约着混凝土性能的发展。
例如，在干燥的环境中，混凝土内部的自由水分就像调皮的孩子，会迅速蒸发逃逸，进而引发混凝土干燥收缩开裂，就像干裂的土地，布满一道道触目惊心的裂缝；温度过低时，混凝土的正常水化过程仿佛被按下了“暂停键”，受到严重影响；而温度过高，混凝土又会像被抽干水分的海绵，失水过快，对混凝土的性能发展产生一系列负面影响。研究表明，良好的温湿度条件就像为混凝土打造了一个舒适的“成长摇篮”，能够有效保证胶凝材料充分水化，抑制水化初期自由水的快速蒸发，从而确保混凝土强度稳步发展，避免混凝土出现开裂、表面碳化等耐久性问题，让混凝土“健康成长”。
在此背景下，混凝土养护应运而生，并且已经成为混凝土施工不可或缺的必要环节之一。其核心要义在于人为创造有利于水化的温湿度条件，就像为混凝土营造一个适宜的“小气候”。目前，混凝土养护方式多种多样，犹如繁星点点，各类养护的施工方法和养护效果也各不相同。本文根据养护机理的不同，将混凝土养护方式分为内养护和外养护，并从养护材料、施工方式、养护效果、养护成本等角度出发，深入分析目前常用混凝土养护方式的优缺点，最后针对存在的问题，对养护技术的发展提出具有建设性的建议和展望。
01 混凝土外养护
混凝土外养护，如同为混凝土穿上了一层“保护衣”，通过改变外部环境的温湿度，为混凝土的正常水化保驾护航。由于混凝土外养护技术具有较强的可实施性，就像一把万能钥匙，能够轻松应对各种工程场景，因此成为各类工程中最为普遍采用的养护方式。目前，常见的外养护措施包括洒水养护、覆盖养护、养护剂养护、自粘式饱水养护膜养护，它们各有特色，下面让我们一一揭开它们的神秘面纱。
1.1 洒水养护
洒水养护，堪称最为简便易行的养护方式，就像给混凝土“洗澡”一样简单。定期洒水能够及时弥补混凝土水化初期蒸发的水分，就像为干渴的植物及时浇水，从而有效抑制干燥收缩，保证混凝土强度性能和耐久性能的良好发展。然而，若补水不及时，就像给植物浇水断断续续，会增加混凝土内部干湿循环次数，造成混凝土性能劣化，就像植物因缺水而枯萎。因此，在某些工程中，对于横向结构，甚至会采取蓄水养护的方式，就像为混凝土打造一个“小水池”，以确保混凝土及时补水。
但洒水养护和蓄水养护往往会造成水资源浪费，特别是在北方干旱地区，水资源本就稀缺，这两种养护方式更是难以实现，就像在沙漠中寻找水源一样困难。针对这些问题，技术人员发挥聪明才智，开发了一套自动喷雾养护系统，就像一个智能的“浇水小助手”，能够实现定期定时养护的效果。该系统不仅减少了水资源浪费，还有效提高了养护效率，为混凝土养护带来了新的变革。此外，水养护也存在局限性，在低温环境下，使用水养护不仅无法对混凝土起到较好的保温效果，就像在寒冷的冬天给植物浇冷水，还容易造成冻融破坏，应谨慎使用。
1.2 覆盖养护
覆盖养护，是在混凝土表面进行覆盖处理，以此起到保温保湿的作用，就像给混凝土盖上一层“被子”。常用的覆盖物主要包括薄膜、草帘、土工布等材料，它们各有优劣。薄膜养护施工简单且材料成本较低，就像一件便宜又实用的外套，是工程中最常用的养护方式之一。薄膜覆盖能够有效阻止混凝土水分蒸发，促进混凝土内部正常水化，就像为混凝土创造了一个相对封闭的“小空间”。但是，薄膜一般不具备保温效果，特别是在低温环境下，温度同样是影响混凝土水化的关键因素，就像在寒冷的冬天，仅靠一件薄外套无法抵御严寒。因此，在低温干燥环境下，一般采用土工布覆盖养护，并通过定期洒水保证混凝土湿度。这种养护方式同时兼具了保温保湿的养护功能，就像为混凝土穿上了一件既保暖又保湿的“多功能外套”，但其施工过程相对复杂，材料使用成本较高。
1.3 养护剂养护
养护剂养护，是在混凝土表面喷洒一类能够阻隔空气的养护剂材料，以此达到对混凝土保湿养护的目的，就像为混凝土涂抹了一层“防护霜”。该方式能够实现一次喷覆、终生养护的效果，省时省力。外养护材料的发明起源于20世纪40年代，经过几十年的发展，目前形成了以无机类和有机乳液类为主的养护剂体系，就像一棵大树不断分枝生长。
无机类养护剂的主要成分为水玻璃，并辅以活性渗透组分。该类养护剂喷覆到混凝土表面后，能够像勇敢的探险家一样，渗透到混凝土内层并发生化学反应，最终在混凝土表层形成一层致密的保护层，以避免混凝土遭受外界物质的侵蚀，就像为混凝土穿上了一层坚固的“铠甲”。但该类材料保水性较差，不利于混凝土内部水分保持，就像“铠甲”虽然坚固，但透气性不好。
有机乳液类养护剂是以纯丙乳液、苯丙乳液为主要组分的养护材料。将其喷覆在混凝土表面后，能够形成一层致密且完整的高分子薄膜，就像为混凝土打造了一层光滑的“保护膜”，有效阻止外部物质的侵蚀以及内部水分的蒸发。熊文等研究表明，相较于自然养护，使用纯丙乳液作为混凝土养护剂，可提升15%的抗压强度，减小20%的碳化深度，起到较好的养护作用，就像给混凝土注入了一股强大的“能量”，让它更加坚固耐用。外养护剂养护可持续时间长、施工简单，在一些结构复杂、不利于覆膜洒水养护的工程场景中具有很大的应用潜力，就像一把独特的钥匙，能够打开特殊工程场景的养护之门。但是，该类养护方式不具备保温效果，限制了其在低温场景下的推广应用，就像在寒冷的冬天，这把钥匙失去了部分作用。
1.4 自粘式饱水养护膜养护
饱水养护膜是以可控高分子材料为核心，塑料薄膜为载体，可吸收自身重量几百倍水分的神奇养护材料，就像一个能够储存大量水分的“小水库”。该方法施工简单，能够以自粘的方式轻松覆盖在混凝土表面。饱水后的养护膜不仅能够阻止混凝土内部水分蒸发，还可以通过毛细作用源源不断地为混凝土内部水化提供水分，就像一个不知疲倦的“供水站”。徐勇等将饱水养护膜用于桥墩墩身养护，结果表明，混凝土带膜养护28 d后，膜内湿度依然可以达到96%以上，且饱水养护膜能够明显降低混凝土墩身的碳化深度，提升回弹强度，就像给桥墩墩身穿上了一层“保湿强身衣”。养护膜对回弹强度和碳化深度的影响见图1。程冠之等研究了该材料对C50混凝土收缩性能的影响，结果见图2，使用养护膜养护后混凝土收缩率与标准养护持平，明显优于自然养护和密封养护，就像在混凝土收缩的“赛道”上，养护膜养护让混凝土跑出了优异的成绩。此外，张建亮等研究表明，自粘式饱水养护膜的使用还能够有效降低混凝土表面以及内部的降温速率，同时起到保湿保温的作用，就像一个全方位的“呵护小卫士”。养护膜对混凝土的保温作用见图3。自粘式饱水养护膜可同时满足保湿保温的需求，能够适用于各类工程场景中，就像一个万能的“养护小能手”，但其使用成本较高，还需要进一步优化，就像一把锋利的宝剑，还需要不断打磨才能更加完美。
为确保工程质量，混凝土外养护技术已经在工程中随处可见。其中，不同外养护方式的优缺点不同，应用场景也各不相同。
02 混凝土内养护
1991年，为解决高强混凝土养护效果差的问题，Philleo首次提出了从混凝土内部进行养护的方式，并提出了“内养护”的概念，就像在混凝土养护领域开启了一扇新的大门。内养护是指在混凝土拌和的过程中加入预吸水的材料，混凝土硬化后，该类材料能够持续提供水分，促进胶凝材料充分水化，以此对混凝土起到整体养护的作用，就像在混凝土内部埋下了一颗颗“养护种子”。目前，多孔轻集料（light weight aggregate, LWA）和高吸水树脂（super absorbent polymer, SAP）是两种常用的内养护材料，它们就像两位得力的“养护助手”，为混凝土的健康生长贡献力量。
2.1 多孔轻集料
LWA是最先使用的内养护剂，常见的LWA材料包括沸石、浮石、多孔陶粒、膨胀珍珠岩等，它们就像一群形态各异的“小卫士”。研究发现，LWA能够有效降低混凝土的自收缩，但会对强度性能造成负面影响，就像一把双刃剑，既有优点也有缺点。唐慧等研究表明，用多孔陶砂取代15%的河砂，能够使混凝土的开裂性能得到明显改善，而强度性能下降近10%，就像在改善混凝土开裂问题的同时，付出了一定的强度代价。王发洲等研究表明，使用轻集料内养护剂后，混凝土自收缩可以降低90%，而28 d强度降低30%，进一步验证了LWA对混凝土性能的双重影响。
总体来说，使用LWA作为混凝土内养护剂，能够有效抑制混凝土收缩开裂，性价比较高，就像一位经济实惠的“养护小帮手”。但是，由于LWA材料密度较小，在混凝土拌和过程中容易上浮，就像一群调皮的小气泡往上冒，因此对混凝土工作性能影响较大，同时，该材料的使用还存在降低混凝土强度的风险，就像在混凝土性能的平衡木上，需要谨慎权衡。
2.2 高吸水树脂
目前常用的SAP材料主要有聚丙烯酸钠、丙烯酰胺 - 丙烯酸共聚物等，它们就像一群神奇的“水分吸储专家”。在亲水基团的作用下，该类材料能够吸收自重几百倍甚至上千倍的水，就像一个巨大的“水分海绵”。SAP三维网络结构图及溶胀图见图4。吸水后肿胀的三维网络结构能够有效地储存自由水，并在水泥水化的过程中逐步释放，就像一个智能的“水分释放器”。SAP材料对混凝土自收缩开裂同样具有很好的抑制作用，就像一位忠诚的“裂缝守护者”。
Lura等研究表明，水泥基材料的自收缩特性与SAP的掺量和粒径密切相关，就像一场精密的“舞蹈”，需要各个因素相互配合。当SAP掺量低于0.6%时，SAP颗粒越大，抑制自收缩效果越明显；而SAP掺量高于0.6%后，SAP颗粒粒径对抑制自收缩无明显影响，就像在不同的舞台上，演员的表现会有所不同。
关于SAP对混凝土强度的影响，不同的学者持有不同的观点，就像一场激烈的学术辩论。孔祥明等认为SAP释水会导致混凝土水胶比上升，并且释水收缩将在基体内留下大孔，从而导致混凝土强度下降，就像在混凝土内部留下了一些“隐患”。而刘成虎等研究表明，在低水胶比情况下，少量的SAP有利于混凝土强度发展，掺入后混凝土强度可以提高6%，就像给混凝土注入了一股“强化能量”。对于工作性而言，由于吸水作用较强，SAP的直接掺入将导致混凝土流动性损失较快，就像给混凝土的流动性能踩了一脚“刹车”。马先伟提出了向新拌混凝土中加入预吸水的SAP，使用该方法后，混凝土工作性能表现良好，无不良影响，就像为混凝土的流动性能打开了一扇“畅通之门”。相较于LWA，SAP材料具有更加优异的养护效果，且能够对强度、工作性的负面影响起到一定的改善作用，但是成本价格较高限制了该类材料在工程中的应用，就像一颗璀璨的明珠，虽然珍贵但价格昂贵。
03 结语
为保证施工质量，混凝土养护必不可少，工程实践已经充分证明，良好的养护对混凝土强度发展、体积稳定性以及耐久性的提升具有显著效果，就像为混凝土打造了一个坚实的“成长基石”。目前的养护方式多种多样，且各自存在优缺点，就像不同的工具，各有其适用的场景。
洒水养护施工方便，但是不适用于低温环境且养护效率较低，其在水资源丰富且温度较高地区应用较多，就像一把适合在温暖湿润环境中使用的“小扇子”。覆盖养护可同时兼具保湿保温功能，但是其施工复杂且养护成本较高，适用于高寒、干燥地区，就像一件适合在寒冷干燥环境中穿着的“厚棉衣”。
养护剂养护施工简单且可持续时间长，但不具有保温效果且养护效果一般，适用于复杂结构部位养护，就像一把适合在复杂环境中使用的“小刷子”。
自粘式饱水养护膜具有养护效果优异、兼具保温保湿效果、适用场景广泛的优点，具有巨大的应用潜力，但是其养护成本较高，需要进一步优化，就像一辆性能卓越但价格昂贵的“豪华汽车”。
内养护具有施工方便、节水等优点，特别是对于高性能混凝土而言，内养护可以很好地改善由于自收缩导致的开裂问题，但是材料成本较高以及缺乏养护效果标准评价，制约了该类养护方式的应用，就像一颗潜力巨大但尚未完全发掘的“宝石”。
为满足当下工程的需求以及适应未来建筑产业发展的需要，需要对混凝土养护方式进行更进一步的研究。
首先，已有的养护技术各有优缺点，而不同工程场景对养护的需求也不一致，养护应当根据不同的使用场景，扬长避短选择与之相匹配的养护方式，就像为不同的病人选择合适的药物。
其次，内养护在混凝土制备过程中即可实现，但是其对混凝土性能存在不确定性影响，需要通过更多的实验和工程论证，就像对一个新事物进行深入的探索和研究。
再次，在养护方式上，可以考虑内养护和外养护共同结合使用，在内部补水和外部阻水的双重作用下，实现更加优异的养护效果，就像内外兼修，让混凝土更加健康强壮。
最后，为应对未来智慧工地的发展趋势，应当进一步提升外养护剂养护作用，开发外养护剂智能化施工设备和工艺，就像为混凝土养护技术装上“智能翅膀”，让它飞得更高更远。
