预养时间对蒸养混凝土耐久性的影响.pdf

沙克等： 预养时间对蒸养混凝土耐久性的影响 1 5 预养时间对蒸养混凝土耐久性的影响 沙克 ， 黄艳春 ( 1 哈尔滨市散装水泥办公室 。 哈尔滨1 5 0 0 0 6； 2 辽宁省建设科学研究院 ， 沈阳1 1 0 0 0 5) 【 摘要】 本文主要研究了蒸养制度中不同预养时间对混凝土抗冻 、 抗渗、 抗碳化等耐久性能的影响。结果 表明： 随着预养时间的延长， 蒸养混凝土的抗冻、 抗渗和抗碳化性能提高， 未经预养的蒸养混凝土， 各项性能大幅 度劣化 ， 而当预养时间延长至 6 h时， 接近于标养混凝土。 【 关键词】 预养时间； 蒸汽养护； 混凝土； 耐久性 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 1 ) 0 7 0 0 1 5 0 2 我国一些交通基础设施常用的预制桥梁和铁路轨枕等 混凝土预制构件的工业化生产一般采用蒸汽养护 ， 使混凝 土在较短时间内获得较高的早期强度， 以达到缩短混凝土 脱模时间、 加快模具的周转速度、 缩短生产周期的 目的， 提 高经济和生产效益。但是， 蒸汽养护在提高混凝土早期水 化硬化速度的同时， 也会造成混凝土内部产生微裂纹和定 向空隙 ， 降低混凝土的后期强度和耐久性能“ 2 j 。Me h t a等 人调查旧金山湾 S a n Ma t e o 跨海大桥中受腐蚀的梁体时发 现， 水泥用量均为 3 7 0 k g m 的混凝土梁体， 部分在构件厂采 用蒸汽养护， 部分采用自然养护， 1 7年后蒸汽养护的梁已破 坏需要进行修补， 而自然养护的梁尚没有腐蚀迹象 J 。 合理的养护制度提高混凝土制品生产效率 ， 得到优质 产品的关键 。预养时间指从混凝土构件浇筑成型到加热升 温之前在常温下放置的时间， 是蒸汽养护过程中的第一步， 预养的目的在于使混凝土具备一定的初始结构强度， 增强 抵御蒸汽养护对结构破坏作用的能力， 预养时间的长短将 关系到混凝土初始结构强度的高低， 混凝土残余变形的大 小 ， 以及混凝土强度的发展和耐久性能 J 。因此， 本文从抗 冻性能、 抗氯离子渗透性能和抗碳化性能方面， 研究 了预养 时间对蒸养混凝土耐久性的影响。 1 原材 料及试验方法 试验采用 P0 4 2 5普通硅酸盐水泥； I 级粉煤灰； 中 砂 ， 细度模数 2 6 ； 52 0 ra m连续级配碎石 ； 萘系高效减水 剂 ， 减水率 2 0 。混凝土配合 比见表 1 。用于抗冻性能试验 的试件尺寸为 1 0 0 mm1 0 0 mm 4 0 0 m m， 用于抗氯离子渗透 试验的试件为直径 1 0 0 m m， 高度 5 0 ra m的圆柱体， 用于抗 碳化试验的试件尺寸为 1 0 0 m m1 0 0 mm1 0 0 m m。 预养时间分别采用 O h 2 h 、 4 h和6 h ， 其他条件均固定为 室温2 0 ， 相对湿度8 0 ， 升温 2 h ， 6 0 恒温8 h ， 降温2 h ， 蒸 汽养护完毕后立即脱模， 之后放置于标准养护室。用于抗 冻性能试验的试件养护至 2 4 d后泡水 4 d ， 采用快速冻融法， 测试其质量损失和相对动弹性模量； 用于抗渗性能和抗碳 化性能试验的试件均养护至2 8 d ， 采用电通量法测试其抗氯 离子渗透性能， 采用快速碳化法测试其碳化深度。 表 1 混凝土配合比 k g m 2 试验结果与分析 2 1 预养时间对混凝土抗冻性的影响 在寒冷地区， 混凝土常受到冻融破坏， 引起表层剥落， 甚至导致结构开裂 ， 严重威胁着混凝土的使用寿命 ， 试验研 究了标准养护以及经不同预养时间后蒸压养护混凝土的抗 冻性能， 试验结果见图 1 、 图2 。 由图1可见， 蒸养混凝土的相对动弹模量降低程度和质 量损失率均明显高于标养试件， 即标准养护混凝土试件的 抗冻性能优于蒸养混凝土； 随着预养时间的延长， 混凝土的 抗冻性能明显提高 ， 表现为在相同冻融循环次数下， 未预养 直接加热的混凝土经 2 0 0次冻融循环后 ， 相对动弹模开始快 re i n f o rc e d c o n c r e t e c o l u m n s J N u c l e a r E n g D e s i g n 1 9 9 5 ， 5 1 56： 758 1 2 S a l i m R ，R a z v i ， M u r a t S a c t c i o g l u S t r e n g t h a n d d e f o m a b i l i t y o f 6 c o n fi n e d h i g hs t r e n g t h c o n c r e t e c o l u m n s J A C I S t r u e t r a l ， 1 9 9 4， 9 1 ( 6 ) ： 6 0 6 8 3 F r e d e r i c L e g e r o n ，P a tr i c k P a u l t reB e h a v i o r o f h i g hs t re n gt h c o n c r e t e c du m n s u n d e r c y c l i c fl e x u r e a n d c o n s t a n t a x i a l 1 o a d J A C I S t r u c t u r a l J o u rna l ， 2 0 0 0 ( 89 ) ： 5 9 1 6 0 1 4 王清湘 赵国藩， 等 高强混凝土柱延性的试验研究 J 建筑 结构学报， 1 9 9 5 ， ( 8 ) ： 2 2 3 1 李立仁， 等低周反复荷载作用下高强混凝土柱受力性能的 试验研究 J 重庆建筑大学学报 ， 1 9 9 6 ， ( 1 2 ) ： 9 4 1 0 0 张国军， 白国良， 刘伯权， 陈秋艳高轴压比高强混凝土短柱 抗震性能试验研究 J 西安建筑科技大学学报， 2 0 0 3 ， ( 6 ) ： l 1 6 一l 1 9 收稿 日 期 2 0 1 1 0 3 0 7 作者简介 蒋连接( 1 9 8 3 一) ， 男 ， 江苏徐州人 ， 硕士， 讲师 ， 主 要从事混凝土结构耐久性方面的研究。 l 6 低温建筑技术 速下降， 质量损失也增天， 经 3 2 5次冻融循环后破坏， 而预养 时问越长的混凝土 ， 相对动弹性模量越高， 质量损失越小， 预养 2 h的混凝土经 3 5 0次冻触循环破坏 ， 其它各组混凝土 经 3 7 5次循环后仍倪持完好 1 0 o 堡 9 o 蛐 8 O 趔 徽7 0 幅 按6 0 罂 5 0 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 冻融循 环次数， 次 图1 不 同养护制度混凝土相对动弹性模量 毋 辑 栅 瞧 冻融循环次数， 次 图2 不同养护制度混凝土质最损失 这是因为， 在蒸养过程中， 高温蒸汽养护会使混凝土内 部产生膨胀应力， 并且促进水化产物生成 ， 但扩散速度相对 较慢 ， 使得水泥水化产物富积、 而空缺、 气泡定向迁移， 从而 导致混凝土内部出现细微裂缝 ， 混凝土的孑 L 隙变大， 因此， 蒸养混凝土的抗冻性较标养混凝 差； 而延长预养时问， 可 以使混凝上在经受高温蒸养前获得一定得强度， 显著降低 有害孔数量， 增大蒸养升温过程 中混凝土内部气体与水分 的迁移阻力， 增强混凝土抵抗破坏作用的能力， 从而使f 昆凝 土的抗冻性能得以提高。 2 2 预养时问对混凝土抗渗性的影响 标准养护以及经不同预养时间后蒸压养护混凝土的抗 氯离子渗透性能试验结果见图3 。 一 2 0 1 1年第 7期( 总第 1 5 7期 ) 时， 与标养混凝土氯离子渗透系数接近。这是因为 ， 在混凝 土尚不具有足够强度的时候经受蒸汽养护， 由于水 、 汽的热 胀作用， 将使混凝土中的孔隙增加， 并引起内部裂缝， 混凝 土内部产生大量缺陷， 因此， 预养时间越短， 混凝士抗氯离 子渗透能力越差。 2 3 预养时问对混凝土抗碳化性能的影响 标准养护以及经不同预养时间后蒸压养护混凝土的抗 碳化性能试验结果见图4 。 g 宣 隧 碳化龄期f d 图4 不 同养护制度混凝土碳化深度 由图4试验结果可见， 不论预养时间多长， 蒸养混凝土 相应龄期的碳化深度均大于标养混凝土， 因此， 蒸汽养护使 混凝土的抗碳化性能降低。导致这种结果的原 因， 一方面 是由于蒸汽养护给混凝土内部结构带来的损伤为 C O ： 气体 向混凝土内部扩散提供 了便捷通道， 另一方面是因为蒸汽 养护过程可以促进粉煤灰的二次水化反应， 使混凝土 内部 氢氧化钙的含量大大降低， 削弱了混凝土对 C O ， 气体的抵 抗能力， 从而加速其碳化速度。 3 结语 标养混凝土的抗冻、 抗渗和抗碳化性能均明显优于蒸养 混凝土， 尤其是未经预养的蒸养混凝土， 各项性能大幅度劣 化。随着预养时间的延长， 蒸养混凝土的抗冻、 抗渗和抗碳化 性能提高， 当预养时间延长至 6 h 时， 接近于标养混凝土。 参考文献 【 1 田耀刚， 李炜光， 彭波， 丁庆军， 胡曙光蒸养参数对高强混 凝土抗冻性能的影响 J 建筑材料学报， 2 0 1 0 ， 1 3 ( 4 ) ： 5 1 5 5l 9 【 2 张勇， 周华新， 崔巩， 则建忠 地铁隧道管片蒸养混凝土耐 久性试验研究 J j 混凝土， 2 0 1 0 ， ( 7 ) ： 1 1 9 1 2 1 3 M E H T A P K， G E R WI C K B c C ra c k i n g c o r r o s i o n i n t e r a c t io n i n c o n c r e t e e x p o s e d t o m a r i n e e n v i r o n m e n t J C o n c r e t e l n t e m a - t i o n a l ， 1 9 8 2 ， 4 ( 1 0 ) ： 4 55 l _ 4 何智海 蒸养粉煤灰混凝土若干问题研究 D 】 长沙： 中南大 学 ， 2 0 0 7： 4 1 4 6 收稿15 t 期 2 0 1 1 0 5- 0 3 作者简介 沙克( 1 9 5 9一 ) ， 男， 哈尔滨人， 高级工程师， 主 要从事散装水泥、 预拌砂浆与预拌混凝土推广应 用管理工作。