不同養(yǎng)生方式對(duì)水泥混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

王鵬濤

【摘 要】文章通過試驗(yàn)分析了不同養(yǎng)生方式對(duì)水泥混凝土抗壓強(qiáng)度的影響，以供相關(guān)人士參考。

【關(guān)鍵詞】溫度場；濕度場；混凝土強(qiáng)度；時(shí)變規(guī)律

引言

混凝土強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律的成熟度理論表明，混凝土的強(qiáng)度增長速率是一個(gè)與溫度、濕度、時(shí)間有關(guān)的函數(shù)。在實(shí)際施工過程中，混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)生常規(guī)手段主要就是覆蓋、灑水，因此本文重點(diǎn)分析不同溫度、不同濕度的養(yǎng)生條件下，不同齡期水泥混凝土強(qiáng)度發(fā)展的時(shí)變規(guī)律。

一、原材料及試驗(yàn)方法

1、原材料

①水泥：冀東P.042.5，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量26.7%，細(xì)度2.1。

②粉煤灰：Ⅱ級(jí)

③細(xì)集料：中砂。

④粗集料：級(jí)配碎石，粒徑分別為4.75～9.5mm、9.5～31.5mm。

⑤水：普通自來水。

⑥外加劑：聚羧酸高效減水劑。以上幾種原材料技術(shù)指標(biāo)均滿足《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JGT/T F50-2011）要求。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1水泥混凝土配合比

本文所用的水泥混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C35，為了滿足工作性的要求，混凝土中摻人了高效減水劑?；炷恋呐浜媳仍O(shè)計(jì)如表1所示。

1.2.2.養(yǎng)生方式

（1）不同溫度養(yǎng)生方式。本文采用在混凝土表面覆蓋不同遮蓋物的方.式來控制混凝土內(nèi)部的溫度場，以此研究不同溫度場下混凝土強(qiáng)度發(fā)展的時(shí)變規(guī)律。試驗(yàn)所用試件尺寸均為150x150x150mm。養(yǎng)生方式選用5種，分別為：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生、自然養(yǎng)生、塑料薄膜養(yǎng)生、白色土工布養(yǎng)生和黑色土工布養(yǎng)生，厚度均為6絲。除標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生外，其余4種養(yǎng)生方式均置于室外自然條件下，適時(shí)抽樣測定水泥混凝土試件試件溫度，并按時(shí)灑同量的水，保證相同的濕度條件。待養(yǎng)生1d、3d、7d、14d、21d、28d后，分別進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，測定試件的抗壓.強(qiáng)度。

（2）不同濕度養(yǎng)生方式。本文采用將試件始終同時(shí)置于室內(nèi)的方式，保證試件處于相同的溫度場，并采用麻布覆蓋、灑水養(yǎng)生的方式，通過灑水養(yǎng)生時(shí)間的長短來控制混凝土內(nèi)部的濕度場，以此研究不同濕度場下混凝土強(qiáng)度發(fā)展的時(shí)變規(guī)律。試驗(yàn)所用試件尺寸均為150x150x150mm。選用以下3種養(yǎng)生方式：

①室內(nèi)自然養(yǎng)生：將混凝土試件置于室內(nèi)，待養(yǎng)生7d、14d、21d、28d后，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，測定試件的抗壓強(qiáng)度；

②灑水3d+室內(nèi)自然養(yǎng)生：先將混凝土試件灑.水養(yǎng)生3d，然后取出，置于室內(nèi)繼續(xù)養(yǎng)生，待養(yǎng)生7d、14d、21d、28d后，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，測定試件的抗壓強(qiáng)度；

③灑水7d+室內(nèi)自然養(yǎng)生：先將混凝土試件灑.水養(yǎng)生7d，然后取出，置于室內(nèi)繼續(xù)養(yǎng)生，待養(yǎng)生7d、14d、21d、28d后，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，測定試件的抗壓強(qiáng)度。

2、試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1不同覆蓋物養(yǎng)生試驗(yàn)

水泥混凝土試件在不同覆蓋物條件下的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

繪制不同覆蓋物條件下混凝土抗壓強(qiáng)度隨齡期的增長曲線，如圖2所示。由圖中可以看出，混凝土的抗壓強(qiáng)度在前7d迅速增長，并且不同的養(yǎng)生方式表現(xiàn)出較為明顯的差異，其中自然養(yǎng)生增長最快，塑料薄膜養(yǎng)生與白色土工布養(yǎng)生次之，黑色土工布抗壓強(qiáng)度增長最慢。7d后，混凝土抗壓強(qiáng)度發(fā)展表現(xiàn)出兩種類型：一種類型是抗壓強(qiáng)度發(fā)展趨于穩(wěn)定，其養(yǎng)生方式主要是標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生和自然養(yǎng)生；第二種類型則是抗壓強(qiáng)度仍持續(xù)增長，其養(yǎng)生方式為塑料薄膜養(yǎng)生、白色土工布與黑色土工布養(yǎng)生。可見，5種養(yǎng)生方式中，自然養(yǎng)生表現(xiàn)出早期強(qiáng)度高，而后期強(qiáng)度發(fā)展平緩并低于其他養(yǎng)生方式的特點(diǎn)，白色土工布和黑色土工布養(yǎng)生，雖然前期強(qiáng)度較低，但7d后強(qiáng)度繼續(xù)發(fā)展，表現(xiàn)出后來居上的特點(diǎn)。

本文在試驗(yàn)過程中對(duì)不同溫度條件下水泥混凝土試件溫度進(jìn)行不同時(shí)段抽樣測量，并選取混凝土處于激烈水化期的第7d的溫度分布，對(duì)混凝土強(qiáng)度發(fā)展時(shí)變規(guī)律進(jìn)行分析。不同覆蓋物條件下試件平均溫度如表3所示。

由表3可知，不同覆蓋物在同樣的環(huán)境條件下，由于熱交換方面的差異性，對(duì)混凝土試件表現(xiàn)出不同程度的影響，以第7d為例，塑料薄膜養(yǎng)生平均溫度最高，而白色土工布養(yǎng)生平均溫度最低，其他養(yǎng)生方式次之。因此，不同的養(yǎng)生方式通過影響水泥混凝土水化進(jìn)程中試件的溫度場，進(jìn)而影響混凝土強(qiáng)度發(fā)展。

2.2不同灑水條件養(yǎng)生試驗(yàn)

水泥混凝土試件在不同灑水條件下的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

由圖3可以看出，直接置于室內(nèi)自然養(yǎng)生的混凝土試件，其抗壓強(qiáng)度發(fā)展較為緩慢，而灑水養(yǎng)生之后再置于室內(nèi)自然養(yǎng)生的混凝土試件的抗壓強(qiáng)度要遠(yuǎn)大于直接置于室內(nèi)自然養(yǎng)生的混凝土，其中灑水7d的混凝土抗壓強(qiáng)度要大于灑水3d的混凝土。這是由于，混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展階段水化反應(yīng)需要大量的水分，自然養(yǎng)生的混凝土由于缺少水化反應(yīng)所需的水分，水化進(jìn)程緩慢，混凝土強(qiáng)度發(fā)展也相對(duì)滯后。而灑水養(yǎng)生的混凝土，一方面灑水養(yǎng)生提供了混凝土水化反應(yīng)所需的水分，為強(qiáng)度發(fā)展提供了保證；另一方面，灑水養(yǎng)生可以減少由于混凝土試件內(nèi)外濕度不同所造成的梯度應(yīng)力，防止混凝土早期微裂縫的產(chǎn)生；同時(shí)，由于灑水養(yǎng)生提高了混凝土整體結(jié)構(gòu)的密實(shí)性，降低了混凝土暴露于空氣時(shí)內(nèi)部水分向外傳輸?shù)哪芰?，這就使得灑水養(yǎng)生后的混凝土試件的強(qiáng)度發(fā)展要大于直接置于空氣中自然養(yǎng)生的混凝土試件。此外，灑水時(shí)間越長，混凝土水化進(jìn)程以及整體密實(shí)性就越能得到保證，混凝土的強(qiáng)度發(fā)展也就越大。因此，在混凝土強(qiáng)度發(fā)展早期及時(shí)提供一定濕度的養(yǎng)生措施，對(duì)混凝土強(qiáng)度發(fā)展有著極其重要的作用。

結(jié)束語

（1）在不同覆蓋物養(yǎng)生條件下，混凝土試件呈現(xiàn)不同的溫度場，致使混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展表現(xiàn)出明顯的差異，7d前這種差異呈擴(kuò)大化的趨勢；7d后混凝土的強(qiáng)度發(fā)展則趨于平緩和持續(xù)增長兩種狀態(tài)。

（2）不同濕度養(yǎng)生條件下，灑水養(yǎng)生之后的混凝土試件強(qiáng)度發(fā)展要大于直接自然養(yǎng)生的混凝土，且灑水時(shí)間越長，這種差異就越明顯。

（3）在混凝土強(qiáng)度發(fā)展早期，及時(shí)采取養(yǎng)生措施，保證混凝土水化進(jìn)程中溫度與濕度條件，對(duì)混凝土強(qiáng)度發(fā)展具有重要的意義。

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