养护剂对高性能混凝土渗透性的影响研究.pdf

江苏建筑 2 0 1 3年第 5期( 总第 1 5 7期 ) 养护剂对高性能混凝土渗透性的影响研究 孔祥付 李火星 ( 江苏 博特 新材 料 有 限公 司 。 江 苏南 京 2 1 0 0 0 8 1 【 摘 要】 文章研究了养护荆对高性能混凝土在干燥条件下渗透性的影响。 结果表明养护剂可以降低2 8 d 碳化深度2 5 O 一4 7 3 ， 降低 混凝 土表层吸水 系数 3 1 _ 3 一 8 9 0 ， 降低混凝 土电通量 1 2 一 3 0 0 。养护剂 ( 特 别是保水率较 高养护 剂) 对混 凝土表层渗透性的降低作用更为显著。 关键词】 高性能混凝土； 养护； 养护剂； 渗透性 【 中It 1 T U 5 2 8 0 4 2 【 文献标识码】 A【 文章编号】 l 0 0 5 6 2 7 0 ( 2 0 1 3 ) 0 5 0 0 9 2 0 2 Re s e a r c h o n Effe c t s o f Cur i n g Co m p o un ds o n Pe r me a bi l i t y o f Hi g h Pe r f o r ma n c e Co n c r e t e KONG Xi a n g - - f u L IHu o x i n g ( J i a n g s u B o t e N e w M a t e r i a l s C o ， L t d ， N a n j i n g J i a n g s u 2 1 0 0 0 8 C h i n a ) Ab s t r a c t ： E f f e c t s o f c u r i n g c o mp o u n d s o n p e r m e a b i l i t y o f h i g h p e rf o r ma n c e c o n c r e t e( HP C ) u n d e r d r y i n g w e r e s t u d i e d i n t h i s p a p e r T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t 2 8 d c a r b o n a t i o n d e p t h ， s u r f a c e wa t e r s o r p t i v i t y c o e f fi c i e n t a n d e l e c t ric fl u x c o u l d b e r e d u c e d b y 2 5 0 - 4 7 3 ，3 1 3 - 8 9 0 a n d 1 2 - 3 0 0 ，r e s p e c t i v e l y F u r t h e rm o r e ， c u rin g c o mp o u n d s e s p e c i a l l y f o r t h o s e wi t h b e t t e r c a p a c i t y t o r e d u c e mo i s t u r e l o s s c o u l d r e d u c e p e rm e a b i l i t y o f s u rf a c e c o n c r e t e d r a ma t i c a l l y K e y wo r d s ： h i 曲 p e rf o rma n c e c o n c r e t e( HP C ) ； c u ri n g ； c u ri n g c o mp o u n d s ； p e r m e a b l i l i t y 0 前 言 养护是 混凝土实 现其设计 性能 的最 重要 因素之一 现 代高性能混凝 土的特点 使养 护相比之前更为重要【 l】 ： 当今水 泥强度发展速度更快 ， 允许拆模的试件更短 这在一定程度 上导致 了工程 中养护过早地 结束 ：现代混凝土的水胶 比较 低 ( 特 别是对于高性能混凝土而言 ) ， 白干燥 现象 更为显著 外部 的湿养也很难 缓解 此现象 ：现代混凝土工程 多掺 加矿 物掺 合料 ， 如粉煤 灰 、 磨 细矿渣 ， 而矿 物掺合料 的水化速 率 较慢 需要更长时间 的养护 以促进掺合 料的水化。 我 国幅员辽阔 以西北 地区为代表的干旱及半 干旱地 区， 日照时间长 ， 多风沙 ， 且存在水资源匮乏和水资源利用成 本较高的问题。养护剂是一种喷洒或涂刷于混凝土表面 能 够形成一层连续不透水的密闭养护膜的乳液或高分子溶液 将其作为混凝土保水养护材料 不仅 可以解决养护所需水资 源匮乏的问题 同时也可 以对传统养护方法不 易养护 的部位 ( 如结构 的立面和坡面等) 进行养护 。 可以较好 的提高混凝土 的抗裂性和耐久性鲫。目前混凝土养 护剂 已在包括兰新铁路 在内的工程中获得 成功应用 。 本文选取了 J C 9 0 1 - 2 0 0 2 ( 水 泥混凝土养护 规定 的两 种等级养护剂 ， 研究 了养 护剂对对 高性 能混凝土在干燥条件下渗透性的影响 。 1 试 验 1 1 原材料及配合 比 原材料 ： 小野 田水泥有 限公 司生产 P I 1 5 2 5硅 酸盐水 泥 ；南京热 电厂 I级粉煤 灰 ；江南 $ 9 5级磨细矿粉 ； E l k e n 微硅灰粉 ：细度模数为 2 6的河沙 ； 5 mm 2 0 m m 连续级配 玄武岩碎石 。 混凝土配合 比如表 1 所示 通过调节混凝土减 水剂用量将初 始坍落度控制 在 1 8 c m 一 2 0 e m。养 护剂采用 江 苏博 特 新材 料 有 限公 司生 产 的 E r e d u c e r 2 0 1和 E r e d u c e r 3 0 1型养护剂 上述 2种养护 剂分别 满足 J C 9 0 1 2 0 0 2 ( 水 泥混凝土养护 中合格 品和一 等品要 求。 1 2 养护条件 养护条件分为干养 和养 护剂养护 2种 养护龄期均 为 表 l 混凝 土配合 比( k 【 收稿日 1 2 0 1 3 - 0 6 - 0 7 【 作者简介】 孔 祥 付 ， J ( 1 9 8 3 一 ) ， 江 苏 博 特 新 材 料 有 限 公 司 ， 助 理 工 程 师 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江 苏建 筑 2 0 1 3年第 5期 ( 总第 1 5 7期 ) 干燥养护 室 ( R r t 6 0 5 ， 2 0 2 C) ； 养 护剂养 护 的试 剂则 在 拆 模后将试剂各个侧 面涂刷 养护剂 ， 其后放入 干燥 养护室。 1 - 3渗透性测试方法 氯离 子渗 透性 及碳化 试验 ：试 验参 照 G BT 5 0 0 8 2 2 0 0 9 普通混凝土长期性能 和耐久 性能试验方法 标准进 行 氯离子渗透性 以电通量 法进行评价 ， 在该 试验中 ， 为 了 突出养护 条件对 渗透性的影响 ， 在 1 d拆模后 即将试块切割 成 1 0 0 m mx 5 0 mm试件 其后 进行 相应养护 。 表 面吸水试验 ： 成型 1 0 0 mm x l O 0 m mx l 0 0 mm立方体 试件 在规定龄期选择 其中一个 侧面进行测试 ， 测试过程 中 将 与该侧 面相垂直 的面用环 氧密封 。其后将试 件在 1 0 5 o C 下烘 干 1 d后 将 试件 搁放在 2 0 q c 水槽 中的支棒 上 ， 使试 件 切割面 与水接触 且水 面高 出试 样不超 过 5 m m， 其后进 行 吸水试验 2 试 验结果及讨论 2 1养护剂对碳化性能 的影 响 养护剂对混凝土 2 8 d碳化性 能影 响如 图 1 所示 ，图中 C 2 0 1 和 C 3 0 1 分别 代表使用 E r e d u c e r 2 0 1 和 E r e d u c e r 3 0 1型混凝土养护剂进行养护 。 0 1 I I C 3 0 1 a m 图 l 不同养护条件下混凝 土碳化性 能 从 图 1中可以看出 若不采取 养护措施 ( 干养条件 ) ， 高 性 能混凝 土 的表 面碳化 渗透 随着 掺合 料的掺 入 而显 著增 加 。以干养 条件为例 。 相对于 只使 用水泥 的试剂 ( 编号 C) ， 掺加 2 0 粉煤灰 ( C g a 2 0 ) 、 4 0 粉煤 灰 ( C F a 4 0 ) 、 3 0 矿粉 ( C S L 3 0) 及 5 0 矿粉 ( C S L S O ) 的混凝土 2 8 d碳 化深 度分 别 增加 了 2 9 6 、 6 6 6 、 3 8 9 和 7 5 9 。这一方面由于掺加掺 合料后基体的碱度降低等原因增大了碳化性 能 而另一 方面 也 由于粉煤灰和矿粉作为具有火山灰活性 的掺合料 。 其水化 速率相对较慢 其水化和性 能的发挥更依赖 于混凝土早期 的 养护 这也更为凸显保 湿养护 的重要性。而若采取养护剂养 护 。混 凝土 的 2 8 d碳 化深 度均 有 明显 的降低 ，编 号为C、 C F a 2 0 、 C F a 4 0 、 C S 3 0和 C S L 5 0混凝土 。 使用 E r e d u c e r 2 0 1 型混凝 土养 护剂 可 以降低 2 8 d碳化 深度 达 3 1 9 、 2 6 4 、 2 5 O 、 2 5 0 和 3 7 5 。 而使用保水率更好的 E r e d u c e r 03 0 1 型混 凝 土养 护 则分 别 降 低 3 6 7 、 2 8 6 、 3 0 6 、 4 7 3 和 3 9 8 。这表 明养护剂 可以较好 的提升促 进高性 能混凝土 表层的水化性能 提 升混凝土的抗碳化能力 且保水率高 的 养护 剂提升效果更为显著 。 2 2 表面吸水性能 按 照式( 1 ) m 对试验测试 的吸水量和吸水时间关 系数据 进行 处理 试验结果如表 2所示。 = S t S o ( 1 ) 式中 为从 试样接触水 源开始 到测 试时 间 t 内流 经 面积为 A的试样接触面 的总水量 ； S为吸水系数 ； s 0 为与试 样刚接触水时的快速吸附量相关 的修正系数 。 从表 2中可以看出 。 按照式( 1 ) 拟合 的使用结果 具有较 好的线性相关性 R 值均在 0 9 8以上。 按照拟合结果 ， 不同 养护条件对混凝土表面吸水性能的影响如图 2所示。 表 2 表面 吸水试验结果 从图 2中可以看出 使 用养 护剂对混凝 土表层 的吸水 系数具有显著 的降低作用 。如 图所示 使用 E r e d u c e 2 0 1 型 混 凝 土 养护 剂 ，可 分 别 降低 编 号 为 C 、 C F a 2 0 、 C F a 4 0 、 C S L 3 0和 C S L 5 0混 凝 土 表 面 吸 水 速 率 3 3 4 、 4 5 O 、 5 1 9 、 4 2 2 和 3 1 - 3 。而 E r e d u c e r 3 0 1 型则使吸水速率 降低 8 5 7 、 8 0 5 、 8 9 O 、 8 7 5 和 8 6 1 。表面吸水性能的 降低 一方面由于养护剂 的保水养护作用提高了表层混凝土 的性能 另一方面养护剂所形成的较为致密的养护膜也起到 了不容忽视的作用 。此外 结果也 表明 E r e d u c e r 3 0 1型混 凝土养护剂对吸水系数的降低作用更为显著 这不仅是 由 于 E r e d u c e r 03 0 1 型混凝土养护剂具有更 高的保水率 同是 亭 工 V 赫 噼 * 口C 2 0 1一C 3 0 1 口干养 C Cf a 2 O C F a 4 0 c s L 3 0 C S L 50 图 2不同养护条件下混凝土的吸水 系数 ( 下转第 1 1 4页) m 0 蓦 鞋草舔 嚣 喜 咖 枷 啪 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江苏建筑 2 0 1 3 年第 5期 ( 总第 1 5 7期) 2 2 以多媒体指挥 中心为载体 的中控 室建设 南京市长 江河道管 理处中控 室充分利 用计算 机 网络 、 信息处理 、 信息 显示 、 音频处理等技术实现 对现有资源 的整 合。 该 中控 室按照防汛指挥 中心标准进行建设 对业 已建成 的堤防管 理 、 执 法监督 、 水 资源管理 、 防汛 抢险等多 项信息 系统进行集 中监控 。 实现信息资源共享 及 时为领导防汛指 挥调度提供辅助决策信息 。 中控室开通了水利 内网、 互联 网 。 将分 散的水利业务应 用 系统通 过 网络 分 别在 中控 室 6台 P C计 算 机上 进行 监 视 ； 现有 的中控室受 物理环境的影响 。 与防汛会议 室距离较 远 ， 我 们采用将 中控室信 号进行放 大 、 延 长 。 最后输 送给防 - - - +一 - - + ( 上接 第 9 3页 ) 汛会议 室供 与会 者使用 ：信息处理方面采用高清矩阵将 信 号输入源 与显示 系统 进行任意切换 ：信息显示方面通 过专 业监视器将 业务 应用系统上墙监视 ：中控室设置专人值 班 及专人操作 管理 制度 值 班人员每天将设备运行情况及业 务应用 系统检测 到的长江水质 、 水政及堤 防情况 进行记录 、 汇总 及时上报警报信息 。 3 结 语 水利信 息化 建设 为水利业务开展起到 了很好 的辅 助决 策作用 信 息化 建设 要根据 自身实际需求和总体设计 规划 着手 充分重视现代信息科学技术 按照“ 十二五” 规划 的总 体思路 和要 求开展 建设工作 也是 由于两种 养护剂成膜 方式 的不同 E r e d u e e r 3 0 1型 混凝土养护 剂是溶 剂型的 而 E r e d U C e r 2 0 1 型混凝土养护 剂是乳液型 的 二者 成膜方式的不同也使得E r e d u e e r 3 0 1 型混凝 土养护剂 更不 容易受外界水的影响 2 3 氯离子渗透性 能 养护剂对混凝 土电通量性能影响如 图 3所示 。 口 C 2 0 1 C 3 0 1一 千 养 C Cf a20 CFa4 0 CSL3 0 CSI 5 0 图 3 不同养护条件下混凝土的 电通量 图 3中的实验结 果表明 使用 E r e d u e e r 2 0 1型养护 剂可以降低混凝土 电通量 1 2 一 2 5 0 而使用 E r e d u c e r 3 0 1型养护剂 则可使混凝土电通量降低 9 1 一 3 0 O 。对 比 碳 化及表面吸水的实验结果 养护剂对 电通 量的降低效果 相 对较小 这主要 由于本文所述 的干燥 养护 条件下对低水 胶 、 高强混凝土试件 的影响 区域约为 1 0 mm 一 1 5 mm Il l 。 在 电 通量在测试 过程中 。 试 件厚度 为 5 0 ra m。 其测试结 果反映 的 是 5 0 e ra厚试件 的整体性能 ， 相 比较 而言 ， 碳化 和表面吸水 试验结果更为侧重反映表层性能因而采取表层渗透性评 价养护剂的养护效果更 为合理 。 3结 论 在干 燥养 护条 件下 养护 剂可 以降低 高性 能混 凝 土 2 8 d碳化深 度 2 5 0 4 7 3 降低高性 能混凝土表 层吸水 系数 3 1 3 8 9 0 降低混凝 土电通量 1 2 一 3 0 0 ， 且 国 标一 级品 ( E r e d u c e r 3 0 1 型 养护 剂 ) 对混 凝土渗 透性 降低 效果更为显著 。 此外 ， 推荐采取表层渗透性评价养护剂 的养 护效果 。 参考文献 【 1 J Ne v i l l e A M P r o p e r t i e s o f Co n c r e t e M Wil e y ， 1 9 9 6 【 2 1 张艳聪， 高玲玲。 田波 ， 等 养护 荆对道路混 凝土早期 开 裂的影响 】 混凝土， 2 0 1 2 ( 1 0 ) ： 1 2 4 1 2 7 【 3 1 石 亮， 刘建忠， 刘加 平 养护荆 对混 凝土 耐久性 能的 影 响I J 混凝 土与水泥制品 2 0 1 0 ( 5 ) ： 1 9 2 3 4 李磊， 刘加平， 田倩 ， 等 高性能养护剂的开发及其应用 I J 混凝土， 2 0 1 1 ( 6 ) ： 1 3 4 1 3 5 5 1彭维恩 混凝 土养护荆在 干旱荒漠 引水 工程 中的应用研 究 】 中国农村水利水 电， 2 0 1 1 ( 9 ) ： 9 8 1 0 0 f 6 】李舟， 王翔， 刘 贤利 西北地 区严酷 环境 条件 下混 凝 土 养护问题研 究 1 江 苏建筑， 2 0 1 2 ( 2 ) ： 7 8 7 9 【 7 】Ma r t y s N S ， F e r r a r i s C E C a p i ll a r y t r a mp o r t i n mo g t a l s a n d c o n c r e t e 卟 Ce me n t a n d Co n c r e t e Re s e a r c h ， 1 9 9 7 ， 2 7 ( 5 ) ： 74 7-76 0 【 8 】王育江， 田倩 高性能混凝土湿莽龄期研究田 混凝土与 水 泥 制 品 ， 2 0 1 3 ( 3 ) ：1 1 -1 4 0 O 0 O 0 O O O O O 伽 伽 善 渤咖 咖 m 嘲爝 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m