表面覆盖蒸养对混凝土孔结构的影响.pdf

中国科技核 心期刊 新 建巍 表面覆盖蒸养对混凝土孔结构的影晌 沈晓菊 ， 应亦凡 2 ( 1 宁波宁大工程建设监理有限公司， 浙江 宁波3 1 5 2 1 1 2 中原大学 土木 工程系 ， 台湾 中坜3 2 0 2 3 ) 摘要： 蒸汽养护通常会粗化混凝土孔结构， 对蒸养预制构件的耐久性产生不良影响。 采用棉布和塑料膜对蒸养混凝土进行表面 覆盖蒸养， 与标养混凝土及不覆盖蒸养混凝土进行对比试验， 研究了各混凝土孔结构的变化， 并探讨了影响机理。结果表明： 蒸养时 对混凝土表面进行覆盖可明显降低其孔隙率， 特别是对于高水胶 比混凝土； 在有覆盖条件下， 蒸养混凝土总孔隙率和大孔孔隙率的 下降较 明显 ， 且覆盖对于混凝土面层孔 结构 的改善 作用最 为显著； 覆盖棉布和塑料膜均能 改善蒸养 混凝 土的孔结构， 但棉布覆盖 时 效果更好 。 关键词 ： 表面覆盖； 混凝土； 蒸养； 孔结构 中图分类号： T U 5 2 8 0 6 4 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 4 ) 0 7 0 0 2 0 0 4 E ffe c t o f s u r f a c e c o v e r i n g o n p o r o s i t y o f s t e a m- c u r e d c o n c r e t e S HE N Xi a o j u ， Y I N G Y if a n 2 ( 1 Ni n g b o N i n g d a P r o j e c t Ma n a g e m e n t C o L t d ， N i n g b o 3 1 5 2 1 1 ， Z h e j i a n g ， C h i n a ； 2 D e p a r t m e n t o f C i v i l E n g i n e e ri n g ， C h u n g Yu a n C h ri s t i a n U n i v e r s i t y ， Z h o n g l i 3 2 0 2 3 ， T a i w a n ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： U n d e r s t e a m c u r i n g c o n d i t i o n ， t h e r e i s s i g n ifi c a n t i n c r e me n t i n t h e p o r o s i t y o f c o n c r e t e F o r t h e p u r p o s e o f r e d u c i n g p o r o s i t y o f s t e a m- c u r e d c o n c r e t e a n d i mp r o v e t h e d u r a b i l i t y o f s t e a m- c u r e d p r e c a s t e l e me n t s ， t h i s p a p e r p e r f o r me d c o n t r a s t i v e e x p e r i me n t s i n c l u d i n g t w o c u r i n g c o n d i t i o n s ( s t e a m c u ri n g a n d s t a n d a r d c u r i n g ) ， a n d i n v e s t i g a t e d t h e c h a n g e o f p o r o s i t y o f s t e a m c u r e d c o n c r e t e wi t h o r wi t h o u t s u r f a c e c o v e rin g Th e c o r r e s p o n d i n g me c h a ni s m wa s a l s o d i s c u s s e d Re s u l t s i n d i c a t e t h a t s u r f a c e c o v e r i n g c a n s i g n i fi c ant l y c o n t ri b u t e t o i m p r o v i n g t h e p o r o s i t y o f s t e a m c u r e d c o n c r e t e s ， e s p e c i a l l y t h e c o n c r e t e s w i t h h i g h w a t e r - b i n d e r r a t i o U n - d e r t h e c o n d i t i o n o f wi t h s u rfa c e c o v e rin g ， t he v alu e s o f t o t a l p o r o s i t y and ma c r o p o r e s o f s t e a m c u r e d c o n c r e t e s a r e s i gn i fic a n t l y d e c l i n e， a n d t h e u p p e r mo s t l e v e l o f c o n c r e t e o b t a i n g r e a t e s t i mp r o v e me n t As f a r a s t h e s e t wo t y p e s o f c o v e r a g e c o n c e me d， t h e p o r o s i t y o f s t e am c u r e d c o n c r e t e s wi t h c o t t o n c l o t h o r p l a s t i c fi l m i s d e c l i n e t o a c e r t a i n e x t e n t ， e s p e c i a l l y t h e u s e o f c o t t o n c l o t h c o v e r a g e Ke y wor d s： s u r f a c e c o v e r a g e ； c o n c r e t e ； s t e a m c u rin g ； p o r o s i t y 硬化混凝土是一种多孔非均质体系， 水化水泥浆体中含有 多种孔隙， 对其性质起主要作用。 混凝土中主要有凝胶孔、 毛细 孔和气孔。 气孔就是通常所说的大孔， 大孔对于强度和渗透性 的影响 更大， 而毛细孔的降 低有利于改善混 凝土的 干缩和徐 变性能。 在标 准养护条件下， 孔隙率主要与水泥浆的 水灰比 和 水泥的水化程度有关。而孔结构的特征及其分布状况除了与 上述因素有关外， 还与养护方法与制度、 水泥的矿物组成、 外 基金项 目： 浙江省 自然科学基金项 目( I | Y l 2 E O 8 0 0 6 ) 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 5 1 9 作者简介： 沈晓菊， 女， 1 9 8 2年生， 浙江湖州人， 硕士， 工程师。 E m a i l ： s h e n x i a o j u n b u e d u c n 。 2 0 新型建筑材料 2 0 1 4 7 加剂等有关 。 蒸汽养护能对混凝土的凝结硬化过程在热物理上产生重 要影响， 并对混凝土的某些技术性能发挥重要作用例 。在蒸养 升 温过程中， 由 于热 胀和转移作用， 混凝土中的 孔隙量增大 嗍 ， 从而撑裂水泥石结构， 并引起内部微裂缝； 情况严重的则在混 凝土裸露 表面下产生明 显裂缝， 造成酥松， 在外观上表现为肿 胀， 使得强度和耐久性受损。恒温温度越高( 7 0 ) ， 蒸养对 混凝土产生的影响将越大。 本文结合理论和试验研究成果，并主要考虑采用覆盖措 施后蒸养混凝土内部不同层次孔隙率变化的特性及其主要的 影响因素， 重点研究了3 类混凝土在蒸养时孔隙率的变化， 以 期 深入认识蒸养对混 凝土 性能的 影响， 为发展和丰富蒸 养混 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 沈晓菊， 等： 表面覆盖蒸养对混凝土孔结构的影响 凝土理论及试验提供科学依据。 1 试验 1 1 原材料及配合 比 水泥： 海螺P 0 4 2 5 水泥； 粉煤灰： I 级粉煤灰， 比表面积 5 8 2 m 2 k g ； 细骨料： 中砂， 细度模数2 8 8 ； 粗骨料： 石灰石碎石， 粒径5 2 5 m m ； 减水剂： T Q N萘系高效减水剂， 减水率1 6 ； 拌 合水： 洁净自 来水。 混凝土成型后，蒸汽养护试件采用型铁路预应力混凝 土轨枕的 养护制度， 即常 温下静停2 h ， 升温2 h ， 恒温8 h ， 降 温1 h ， 共1 3 h ， 恒温温度为6 0 cC ， 蒸养时 采用3 种覆盖 方式： 无覆盖、 棉布覆盖、 塑料膜覆盖， 蒸养结束后放置于标养室内 继续养护至测试龄期。 标准养护试件一直放置于标养室内。 到 2 8 d 龄期时， 对所有混凝土进行处理， 在1 5 0 m m x l 5 0 m m x l 5 0 m m混凝土试块上钻取O1 0 0 m m的混凝土芯样进行切片， 切 片厚 度为4 8 5 m m ， 然后 进行孔隙 率试验。 每个混凝土试件的 3 块切片( 见图1 ) 从项部到底部分别标记为 l ( 上块) 、 2 ( 中 块) 、 3 ( 下块) 。例如， 标准养护的混凝土 C l ， 其切片为 1 1 B 、 1 2 B 、 1 3 B ； 蒸养混凝土C l 无覆盖、 棉布覆盖、 塑料膜覆盖时分 别标记为 1 1 z 、 1 1 Z B 、 1 1 Z S ， C 2 、 C 3 组混凝土各层切片也按此 法编号。试验用混凝土配合比如表 1 所示。 表 1 试验用混凝土的配合比 1 8 l 6 l 4 筻 l 2 斛 1 O 8 6 4 2 0 1 0 8 2 0 I m_ 要 块 l中 块 块 图 1 测试混凝土试件的制备示意 1 2 试验方法 混凝土孔隙率可通过饱水混凝土试件在特定条件下的失 水率间接求得， 即“ 可蒸发水含量法 ： 5 - 7 1 。此方法是将 B a C 1 ： 饱 和溶液置于干燥塔容器的底部，再将试块切片置于干燥塔内 9 0 7 的相对湿度下干燥， 每隔一定时间测试切片的质量变化， 直 到切片 接近恒重。 由 于 干燥而产 生的 质 量损失可以 转换为 切 片的孔隙率，这种特定的方法测得的孔隙率是对应于大于3 0 l i m的孔隙体积。 为分析方便， 本文将孔径大于3 0 a m粗毛细孔 和气孔简称为大孔，孔径小于3 0 a m的细毛细孔简称为毛细 孔。用“ 可蒸发水含量法 可以测得切片的大T L T L 隙率， 总孔隙 率由完全饱水的试件在 1 0 5 下烘干( 1 2 1 4 h ) 至恒重时的失 水量求 得， 毛细孑 L 孔隙 率即为 总孔隙 率与大 孔孔隙 率的 差 值。 2 试验结果及讨论 2 1 无覆盖条件下混凝土试块的总孔隙率 图2 为标养 混凝土与无覆盖条件下 蒸养混凝土各层试块 总孔隙率的变化情况。 1 1 B 1 2 B 1 3 B 1 1 Z 1 2 Z 1 3 Z 2 1 B 2 2 B 2 3 B 2 l Z 2 2 Z 2 3 Z ( a ) 混凝土C 1 ( b ) 混凝土c 2 l 0 8 e 篓 2 O 图2 标养混凝土与无覆盖蒸养混凝土的总孔隙率 由图2 可见： ( 1 ) 无论是蒸养或标养混凝土， 同个试块的上、 中、 下3 层 切片的总 孔隙 率均存在差 异， 上块总孔隙 率高 于中 块， 中块总 孔隙率高于下块。 对于标养混凝土而言， 这种差异应主要归因 于混凝土拌合物是由 水泥、 石子、 砂等不同密 度原 材料混合而 成， 在振捣密实时 存在不同 程度的高密 度成分下沉现象而导 致内部不均匀性。 3 I B 3 2 B 3 3 B 3 1 Z 3 2 Z 3 3 Z ( c ) 混凝土c 3 ( 2 ) 与标养条件相比， 对于高水胶比混凝土， 蒸养后混凝 土上块的 总孔隙率明显 增大， 混凝土中 块和下 块的总 孔隙 率 有少量 增大。 说明 蒸养过 程对混 凝土各 层产生了 一定程 度的 影 响， 由 于蒸养温度升降变化的 影响， 蒸 养时 混凝土表层与内 部 间 将发生水、 气 转移， 这种介 质迁移 过程影响 混凝土的 孔结构。 蒸 养对高水胶比 混凝土上块孔结构产生的 不利影响 较大； 对 于低水胶比混凝土，纯水泥混凝土和掺矿物掺合料混凝土的 N E W BUI I DI NG A 4 AT E RI Ak S 21 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m