養(yǎng)護制度對混凝土抗壓強度的影響
主要思路
混凝土澆筑完畢后,在一個相當長的時間內保持適當的溫度和足夠的濕度,滿足混凝土的良好硬化條件,創(chuàng)造滿足這種硬化條件所采取的措施,稱為混凝土的養(yǎng)護。溫度、濕度及養(yǎng)護延續(xù)的時間構成了混凝土養(yǎng)護的三大要素。
長期以來,由于不良的養(yǎng)護產生的缺陷對混凝土的影響沒有引起施工人員的重視,所以對養(yǎng)護的重要性的認識也沒有隨著混凝土技術的進步而提高;同時,受技術水平、質量意識、價格成本等因素的影響,對混凝土養(yǎng)護沒有采取科學的方法,因養(yǎng)護不當造成結構混凝土出現裂縫、麻面、強度低、耐久性差等病害日趨增多。
本文從養(yǎng)護溫度、養(yǎng)護濕度及養(yǎng)護齡期等幾個方面分析了不同的養(yǎng)護制度對混凝土抗壓強度等力學性能的影響。
試驗過程
試驗用原材料
(1)水泥 南通華新P·O 42.5水泥
(2)粉煤灰 I級粉煤灰
(3)磨細礦渣 S95級磨細礦渣
(4)細集料 II區(qū)中砂,其細度模數2.6。
(5)粗集料 石灰?guī)r碎石,其粒徑范圍為5mm~31.5mm。
(6)外加劑 江蘇省建科院生產的JM-10高效減水劑。
試驗用配合比
養(yǎng)護方案
試驗結果與分析
考察了不同養(yǎng)護制度對混凝土抗壓強度的影響規(guī)律。試驗結果表明不同的養(yǎng)護制度對混凝土的早期(7d)抗壓強度的影響較小,而對28d抗壓強度有很大影響,對混凝土90d抗壓強度影響更大。
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養(yǎng)護制度對不同種類混凝土抗壓強度的影響試驗結果
結果分析
1、養(yǎng)護濕度對混凝土抗壓強度的影響
水泥的水化反應是以水為反應物的,所以水的存在是水泥水化反應發(fā)生的必要條件。比較養(yǎng)護條件A和D下混凝土的抗壓強度,高養(yǎng)護濕度(A)下,混凝土的抗壓強度隨著齡期以較大的增幅增長,而低養(yǎng)護濕度(D)下混凝土的抗壓強度在水化早期有一定程度的增長,后期增幅較小甚至幾乎不增長。D下混凝土的28d抗壓強度與標準養(yǎng)護條件下的混凝土相比降低了近18%左右。而90d齡期時,這種差距已經達到了40%以上??梢灶A見,隨著齡期的增加,它們之間的差距還會進一步加大。
2、養(yǎng)護溫度對混凝土抗壓強度的影響
比較養(yǎng)護條件D和F下混凝土的抗壓強度,養(yǎng)護溫度的變化對混凝土早期強度的影響較大。35℃高溫養(yǎng)護的混凝土7d抗壓強度較高,而28d和90d抗壓強度較低。養(yǎng)護溫度對混凝土中水泥水化過程的影響主要基于兩個方面的原因,其一即是溫度升高水泥的水化反應加快,晶體形成速度加快,其二即是溫度升高混凝土中自由水分向干燥空氣中的蒸發(fā)速度加快,混凝土將很快到達內部缺水狀態(tài),從而抑制了水泥的水化反應。
混凝土處在低濕度環(huán)境中,高溫條件加速了混凝土內部的水分向空氣中揮發(fā),35℃高溫環(huán)境下的混凝土中相對濕度下降的快,其28d抗壓強度低。并且由于水化產物在高溫養(yǎng)護條件下的快速形成、隨機分布將導致水化產物均布分散性變差,水泥石中容易產生大量的缺陷,這樣的缺陷是混凝土后期強度增幅較小的原因。
江蘇省夏季日最高溫度達35℃以上,工程工地的日平均溫度將會高于35℃,夏季施工時混凝土的養(yǎng)護溫度將達到35℃以上,如不充分保濕養(yǎng)護將對混凝土的后期強度增長有一定的負面影響。
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3、早期養(yǎng)護時間對混凝土抗壓強度的影響
養(yǎng)護條件A、B和C下混凝土抗壓強度變化較小,這說明在水泥水化早期對混凝土施以一定時間的濕養(yǎng)護可以使混凝土的抗壓強度不降低,這對于工程混凝土的現場施工有很好的指導意義。因為,混凝土施工現場很難保證對混凝土全齡期的養(yǎng)護,那么選擇一個時效性高的養(yǎng)護齡期就顯得非常必要。而由本試驗結果可知,在混凝土中水泥水化早期施以一定的養(yǎng)護手段對混凝土抗壓強度的保證有一定的積極作用。同時也可以看出,養(yǎng)護齡期越長對后期抗壓強度的增加越有利。所以建議施工現場根據工程的實際情況選擇至少兩天保濕養(yǎng)護。對于重要工程和工程的重要的部位應選擇不少于一周的保濕養(yǎng)護。
4、養(yǎng)護制度對由不同膠凝材料組成的混凝土的抗壓強度的影響規(guī)律
通過比較不同膠凝材料組成混凝土7d抗壓強度數據可知,養(yǎng)護制度對CF20S0的抗壓強度影響最大,CF0S0次之。通過對28d抗壓強度數據分析可知,養(yǎng)護制度對CF30S0影響最大,而CF0S30影響最小。90d齡期抗壓強度的比較發(fā)現,這幾種養(yǎng)護制度對CF30S0影響最大,而CF0S30影響最小。綜合上圖中所有數據,可以發(fā)現養(yǎng)護制度對摻加粉煤灰的混凝土的影響最大,而摻加礦渣的混凝土受養(yǎng)護制度的影響較小。這可能與混凝土早期結構的形成速度有關。由于水膠比和礦渣活性緣故,摻礦渣混凝土的早期強度較高。進而能夠在水化早期形成良好的水泥石結構,可以有效地抵抗由于水分蒸發(fā)和水化反應所帶來的收縮應力 。
同時也能在一定程度上減少混凝土內部骨料邊緣界面過渡區(qū)中微細裂紋的產生,提高混凝土的后期強度和耐久性。同時,由于混凝土內部膠凝材料水化速度較快,生成的CSH凝膠數量較多,這樣就可以填充較多的本來由水泥顆粒和水占據的空間,降低混凝土基體中毛細孔含量,細化毛細孔孔徑,使水分散失過程的勢壘增加,提高混凝土自身的保水能力。進而為膠凝材料的進一步水化提供了優(yōu)越的條件,并最終提高混凝土的抗壓強度。
結論
與全程置于標準養(yǎng)護室(T=20℃,RH≥90%)內養(yǎng)護的混凝土相比,置于自然環(huán)境(T=20℃,RH=65%)下混凝土其強度性能降低十分明顯,當混凝土置于高溫環(huán)境(T=35℃,RH=65%)中時降低程度更大。并且這種降低隨著齡期的延長而更加明顯 。
當早期對混凝土施以一定齡期(2d或7d)濕養(yǎng)護(T=20℃,RH≥90%),混凝土材料的強度能得到較大程度的提高。
對于不同膠凝材料的組成的混凝土,不同養(yǎng)護制度對粉煤灰混凝土的影響更大。
對于養(yǎng)護困難的施工環(huán)境應在早期(7d)對混凝土施以水養(yǎng)護,這樣可以一定程度的增加混凝土的密實性,使混凝土的強度提高,這對于現場混凝土施工有一定指導意義。
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