养护制度对负温混凝土耐久性的影响.pdf

李治等 ： 养护制度对负温混凝土耐久性 的影响 9 养护制度对负温混凝土耐久性的影响 李治 ， 朱卫 中， 朱广祥 ( 黑龙江省寒地建筑科学研究院， 哈尔滨1 5 0 0 8 0 】 【 摘要】 研究了标准养护、 恒负温养护、 变负温养护( 人工 、 自 然) 三种养护条件下的高性能混凝土抗压强 度、 抗渗性及抗冻性的对比情况。试验结果表明， 恒负温养护制度对高性能混凝土耐久性降低最大， 随着温度的 降低 ， 高性能混凝土的抗压强度、 抗渗性、 抗冻性能呈下降趋势， 在变负温养护制度下， 高性能混凝土的力学性能 和耐久性好于恒负温养护的混凝土， 试验结果证明通过早期延长预养时间、 掺加防冻剂等措施对负温高性能混凝 土的耐久性具有提高作用。 【 关键词】 负温； 养护制度； 高性能混凝土； 抗渗性 ； 抗冻性 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 6 4 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 64( 2 0 1 2 ) 1 2 0 0 0 9 0 3 负温混凝土因施工和服役环境处于负温条件下， 冻结温度、 冻结模式、 养护制度、 施工工艺等因素都极 大影响混凝土的耐久性 ， 其研究复杂程度远远大于正 温混凝土。工程实践也表明： 负温混凝土在实际浇 筑与养护环境中经常出现意外受冻的不利条件 ， 导致 强度损失 5 0 以上 ， 相应的耐久性也大幅下降。因此 文中通过对不同养护制度下负温混凝土力学、 抗渗、 抗冻性的试验对比， 研究在不同养护制度下负温混凝 土耐久 性 的 影 响 ， 对 于 混 凝 土 冬 期 施 工 具 有 重 要 意义 。 1 试验方案 1 1 原材料 水泥采用宾西虎鼎 P 0 4 2 5普通硅酸盐水泥； 哈 尔滨三电厂 I 级粉煤灰 ； 细骨料为细度模数 2 4 3的中 砂 ； 粗骨料采用连续级配 5 2 0 m m碎石。外加剂采用 黑龙江省低温所中间试验厂生产的 L N C一5 9型高效 防冻剂。技术指标符合 J C 4 7 5 2 0 0 4 ( 混凝土防冻剂 和 G B 1 8 5 8 8 2 0 0 1 混凝土外加剂中释放氨的限量 标准要求。 1 2负温高性能混凝土配合比设计 负温高性 能混 凝 土配 合 比设计 对 混凝 土 的工 作 性、 抗渗性、 抗冻性、 抗裂性和体积稳定性有严格的要 求 。文中配制的负温高性能混凝土技术指标 ： 强度 等级 C 5 0 、 坍落度 1 8 0 m m、 抗冻融循环 3 0 0次， 经过试 验确定试验配合比如表 1 所示。 表 1 负温混凝土配合 比试验参数 1 3 养护制度选择 本试验选择 AE五种养护制度 A： 标准养护制 度； B： 一 5 c I = 恒负温养护制度； C ： 一1 5 恒负温养护制 度； D： +5一1 0 人工变负温养护制度， 降温速度 1 2 5 C h ； E ： 一 5一1 5 C自然变负温养护制度。 1 4 试验方法 ( 1 ) 抗压强度方法参照 G B T 5 0 0 8 02 0 0 2 普 通混凝土拌合物性能试验方法标准 。 ( 2 ) 氯离子电通量试验参照 普通混凝土长期 性能和耐久性试验方法标准 中规定执行。 ( 3 ) 抗冻性能试验方法按照 G B T 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 中 规定进行 。 2试验结果分析 2 1 不同养护制度下负温混凝土抗压强度对比分析 不同养护制度下各龄期混凝土抗压强度试验结 果见 图 1 和图 2 。 O l d 3 d 7 d 1 4d 2 8 d 龄期， d - 4 -标准养护 D _一 5 恒负温养护 _ 一 1 5 恒负温养护 +人工变负温养护 一 自然变负温养护 图1 2 8 d 龄期 强度发展规律 由图 1 、 图 2的试验结果 得 出， 混凝 土抗压强度受 不同养护制度影响明显 ， 标准养护的混凝土抗压强度 加 m O 日 I i 暮 瞬 1 0 低温建筑技术 2 0 1 2 年第 l 2 期( 总第 1 7 4 期) 最高， 恒负温 一1 5 12 养护混凝土抗压强度最低， 抗压强 度结果为标准养护 人工变负温养护 一5 C恒负温 养护 自然变负温养护 一1 5 C 恒负温养护。 龄期 d 标准养护 4 3 - - 一 5 1 2 恒负温养护 一 1 5 1 2 恒负温养护 一一 人工变负温养护+自然变负温养护 图2 7 + 5 6 d 龄期强度发展规律 不同养护制度混凝土2 8 d龄期抗压强度发展规律 如下 ： ( 1 ) 标准养护试件早期抗压强度发展迅速， 1 d 达到2 8 d抗压强度 比3 0 ， 7 d达到 2 8 d抗压强度比 8 0 。说明L N C一 5 9型高效防冻剂具有大 幅提高混 凝土早期强度的功能。 ( 2 ) 恒负温 一 5 C时， 混凝土在防冻剂作用下强 度可以增长 ， 转正温后 ， 强度迅速恢复到标准养护下 强度值 ， 说明混凝土没有受到冻害。 ( 3 ) 恒负温 一1 5 C 养护条件下， 负温转正温 5 6 d 养护混凝土强度损失 2 2 。说明此时混凝土已经受 到冻害损伤， 表明 L N C一 5 9防冻剂的负温受冻限值达 不到恒负温 一1 5 。 ( 4 ) 人工变负温养护混凝土在 一2 8 d龄期混凝 土抗压强度高于 自然变负温养 护制度 ， 但 负温转 正温 后 ， 一 7+ 2 8 d龄期混凝 土强度两者相 当。 2 2 不同养护制度下负温混凝土抗渗性能对比分析 负温混凝土只有具备 良好的抗渗性能才能抵抗 各种外界腐蚀介质的侵蚀， 从而保证其服役期间的安 全性和耐久性 。图3给出了负温混凝土在不同养护 制度下氯离子 电通量试验结果 。 ( 1 ) 标准养护的混凝土抗渗性能最好。 一1 5 恒负温养护的混凝土抗渗性能最差， 其 一 2 8 d氯离子 电通量仅相当于标准养护 3 d的电通量。 一2 8 d龄期 混凝土抗渗性能从高到低依次为： 标准养护 人工变 负温养护 一 5 C恒负温养护 自然变负养护 一 l 5 恒负温养护。 ( 2 ) 一 7+ 5 6 d龄期混凝土抗渗性能从高到低依 次为 一 5 C恒负温养护 标准养护 人工变负温养护 自然变负温养护 一1 5 o C 恒负温养护。 A B C D E 编号 图3 负温混凝土电通量对 比分析 ( 3 ) 混凝土进入 5 6 d后， 负温高性能混凝土中 防冻早强组分促进了混凝土早期水化， 使其 内部结构 在2 8 d龄期内达到致密， 这种结构可有效地抵御负温 度的冻害作用。 ( 4 ) 在 一5 和 一1 5 连续恒负温养护 2 8 d条 件下 ， 负温高性能混凝土电通量分别超过标准养护的 2 2 0 和4 0 8 。主要是由于恒负温养护条件下， 混凝 土内部水化进程缓慢 ， 自由水冻胀破坏了混凝土内部 结构， 造成抗渗性能下降。 2 3 不同养护制度下负温混凝土抗冻性能对比分析 负温高性能混凝土在不同养护制度下 一 2 8 d的抗 冻性能如图4 、 图 5 所示 ， 一 7+ 2 8 d混凝土抗冻性能如 图 6 、 图 7 所示 。 羁 蛐l 瞧 0 5 0 l 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 次数 、 o 一一 5 恒负温养护条件 一人工变负温条件 一 x 一自然变温条件 图4 2 8 d 龄期混凝土质 量损失 根据图4 、 5 、 6 、 7可以看出： ( 1 ) 在 一 2 8 d 龄期下， 长期的负温对混凝土抗冻 融性能影响较大， 标准养护试件 2 8 d龄期达到 3 0 0次 冻融循环要求 ( 质量损 失 5 ， 动弹模 量损失 4 0 ) 。其余养护制度试件均未达到3 0 0次冻融循环 要求。从试验结果得 出， 随着试件预养时间延长、 负 温养护温度升高， 混凝土的抗冻性能随之提高。 ( 2 ) 负温高性能混凝土在负温转正温养护后进 行 3 0 0次冻融试验， 一 7+ 2 8 d龄期的质量损失由s J , N 堇 越艇幽辖 李治等： 养护制度对负温混凝土耐久性的影响 大排序分别是 ： 标准养护 一5 恒负温养护 人工 变负温养护 自然变负温 一1 5 恒负温养护。在 一 1 5 C 恒负温养护条件下， 混凝土抗冻性较差， 其它养护 制度混凝土质量损失均在 5 以内， 满足 3 0 0次冻融 试验的质量要求。由此说明经 一 1 5 C恒负温养护后的 掺 L N C一 5 9高效防冻剂的混凝土 一 7+ 2 8 d的抗冻性 不能满足标准要求。 辑 删 j 啦 ； 骶 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 o 2 5 0 3 0 0 次数 。 一一 5 恒负温 +人工变负温 自然变负温 誊 卷 图5 2 8 d 龄期混凝土动弹模量损失 0 5 O 1 0 0 1 5 O 20 o 2 50 3 0 0 次数 标准养护 一一 5 恒负温 一一 1 5 恒负温 一 一 人工变负温 * 一自然变负温 图6 7 + 2 8 d 混凝土质量损失 ( 3 ) 标准养护试件 3 0 0次冻融循环后， 动弹模 量损失仅 6 0 3 ， 一 5 恒负温条件下， 混凝土动弹模 量损失 1 I ， 在变负条件下， ( 人工、 自然) 变负温条件 混凝土动弹模量损失分别为 1 9 、 2 0 。人工变负温 条件优于自然变负温条件。 一1 5 恒负温条件下混凝 土动弹模量损失最大， 在 2 5 0次冻融时动弹模量损失 超过 4 0 ， 并在 3 0 0次时试件断裂。可见 一1 5 恒负 温条件下对混凝土抗冻性能影响较大。 3结语 ( 1 ) 通过进行三种不同养护制度下混凝土性能 对 比， 变负温养护制度更接近冬期施工中 自然条件 ， 恒负温养护与变负温养护相比， 混凝土负温抗压强度 平均下降4 0 。在变负温养护制度下， 混凝土抗渗能 和抗冻性能均优于恒负温条件。 0 5 0 1 O 0 1 50 2 0 0 2 5 0 3 0 0 次数 +标准养护 0 一一 5 C 恒负温 一一 1 5 C 恒负温 广_人工变负温 一 x -自然变负温 图7 7 + 2 8 d 混凝土动弹模量损失 ( 2 ) 防冻剂的加入， 能够促进混凝土在负温下 水化 ， 使混凝土强度持续增长。使其抗渗性和抗冻性 都得到提高 ， 但在 一1 5 C 条件下 ， 即使掺加防冻剂也要 避免让新拌制的混凝土长期受冻， 要采取正确的养护 制度才能保证混凝土的耐久性。 参考文献 1 巴恒静。 杨英姿， 冯奇 负温混凝土抗冻性研究 J 建筑技 术， 2 0 0 2 ， ( 1 O ) 2 朱卫中， 王剑， 钮长仁负温高强混凝土冻结损伤参数适应条 件研究 J 低温建筑技术， 2 0 0 1 ， ( 2 ) 3 巴恒静， 赵霄龙 ， 杨英姿， 梁龙 恒负温与变负温养护制度对 混凝土性能的影响研究 J 哈尔滨建筑大学学报， 2 0 0 2 ， ( 1 ) 4 朱卫中 负温混凝土及其抗冻临界强度研究 J ， 低温建筑技 术 ， 1 9 9 1 ， ( 3 ) 收稿 日 期 2 0 1 2 0 9 - 2 7 作者简介 李治( 1 9 7 7 一) ， 男 ， 哈尔滨人， 高级工程师， 从 事建筑材料研究工作。 柏 如 ：2 m O ， 鞲棚辎箭稃 柏 加 m， O