養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土毛細(xì)吸水性能的影響

程寶娟，王立成，鮑玖文，馬海軍

(大連理工大學(xué)海岸和近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧大連 116024)

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養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土毛細(xì)吸水性能的影響

程寶娟，王立成，鮑玖文，馬海軍

(大連理工大學(xué)海岸和近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧大連 116024)

養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土的硬化過程和微觀孔隙結(jié)構(gòu)的形成具有重要影響，而混凝土的毛細(xì)吸水性能與材料自身的孔隙結(jié)構(gòu)及分布密切相關(guān)。開展了養(yǎng)護(hù)條件(標(biāo)準(zhǔn)、自然、浸水和密封養(yǎng)護(hù))對(duì)混凝土毛細(xì)吸水性能影響的試驗(yàn)研究。對(duì)從混凝土方形板試件取出的圓柱體進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，并對(duì)沿圓柱體高度方向上等厚度切割成的3個(gè)“圓餅”試件，分別進(jìn)行了超聲波速和孔隙率兩種指標(biāo)的測(cè)試。為了實(shí)現(xiàn)吸水觀測(cè)的連續(xù)性，利用改進(jìn)的混凝土吸水測(cè)重法試驗(yàn)裝置，開展了不同養(yǎng)護(hù)條件下“圓餅”試件的毛細(xì)吸水試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度、超聲波速和孔隙率具有較大影響，是決定養(yǎng)護(hù)過程中強(qiáng)度發(fā)展和內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)及密實(shí)性的關(guān)鍵因素。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下強(qiáng)度和超聲波速最大，孔隙率最?。幻芊怵B(yǎng)護(hù)下強(qiáng)度和超聲波速最小，孔隙率最大；自然和浸水養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)結(jié)果接近，介于標(biāo)準(zhǔn)和密封養(yǎng)護(hù)兩者之間。相同養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土由上到下不同位置的累積吸水量、初始吸水率和孔隙率逐漸降低，超聲波速則逐漸增大，說明混凝土由上到下不同位置的密實(shí)度逐漸增大。

養(yǎng)護(hù)條件； 毛細(xì)吸水； 累積吸水量； 吸水率； 超聲波速； 孔隙率

混凝土的養(yǎng)護(hù)條件決定著水泥的硬化過程和孔隙的微觀結(jié)構(gòu)，影響混凝土的力學(xué)性能和耐久性[1-2]?；炷恋拿?xì)吸水性能是表征混凝土耐久性能的重要指標(biāo)之一，主要與材料自身的孔隙結(jié)構(gòu)及其分布密切相關(guān)，養(yǎng)護(hù)條件進(jìn)而影響著混凝土的毛細(xì)吸水過程。水作為侵蝕性介質(zhì)遷移的載體，主要通過孔隙液體表面張力產(chǎn)生的毛細(xì)吸附侵入混凝土材料內(nèi)部，是引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)膨脹、開裂以及鋼筋銹蝕的主要原因[3-4]。因此，對(duì)不同養(yǎng)護(hù)條件下混凝土毛細(xì)吸水性能的研究，可為混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命和耐久性評(píng)估提供理論依據(jù)。

目前，許多學(xué)者已經(jīng)開展了養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土材料性能影響的相關(guān)研究[1-2,5-10]，例如：C.Tasdemir[1]通過傳統(tǒng)測(cè)重法開展了不同養(yǎng)護(hù)條件下混凝土吸水試驗(yàn)，結(jié)果表明，養(yǎng)護(hù)條件對(duì)低強(qiáng)度混凝土吸水率的影響較為明顯；試件在自然養(yǎng)護(hù)下吸水率隨抗壓強(qiáng)度的增加而減小，浸水養(yǎng)護(hù)下混凝土吸水率隨抗壓強(qiáng)度的增加基本保持不變。李美利等[2]對(duì)不同粉煤灰摻量混凝土試件，進(jìn)行了自然環(huán)境、水中養(yǎng)護(hù)和薄膜覆蓋3種養(yǎng)護(hù)條件下表面吸水率和表層電阻率的試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)表面吸水率可用于早期混凝土養(yǎng)護(hù)效果的評(píng)價(jià)，吸水率對(duì)粉煤灰摻量較為敏感。柴苗等[7]通過標(biāo)準(zhǔn)和蒸汽兩種養(yǎng)護(hù)下不同礦物摻量輕骨料混凝土的吸水性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蒸汽養(yǎng)護(hù)下輕骨料混凝土的前期吸水率小于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，且粉煤灰摻量影響著輕骨料混凝土的吸水性。但是，試驗(yàn)室中的操作環(huán)境和施工現(xiàn)場(chǎng)的條件相差很大，采用試驗(yàn)室條件測(cè)試的混凝土力學(xué)性能(或耐久性指標(biāo))往往無法代表實(shí)際結(jié)構(gòu)中的混凝土，另一方面，由于試驗(yàn)裝置、不同試驗(yàn)方法以及人為試驗(yàn)誤差等因素的局限，目前的研究中，養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土毛細(xì)吸水性能和力學(xué)性能影響的定量分析相對(duì)較少。

養(yǎng)護(hù)方式對(duì)混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)形成與分布有顯著影響，通常采用孔隙尺寸、孔隙連通性、粗糙度以及孔隙率來描述混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)，一般認(rèn)為孔隙率是影響混凝土的最主要參數(shù)[5- 6]，而超聲波無損檢測(cè)可反映混凝土材料的性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷情況。研究[7-10]表明，養(yǎng)護(hù)條件影響著混凝土表層約30 mm以內(nèi)的區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)混凝土性能受養(yǎng)護(hù)條件的影響非常顯著，而遠(yuǎn)離此表面區(qū)域范圍的混凝土性能則不易受到影響。為了探究養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土毛細(xì)吸水性能的影響規(guī)律，以及實(shí)現(xiàn)混凝土累積吸水量觀測(cè)的連續(xù)性，本文利用改進(jìn)的混凝土吸水測(cè)量裝置，開展標(biāo)準(zhǔn)、自然、浸水和密封4種養(yǎng)護(hù)條件下混凝土的毛細(xì)吸水試驗(yàn)。從混凝土試件的抗壓強(qiáng)度、吸水率、孔隙率和超聲波速4種指標(biāo)出發(fā)，定量分析不同養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土毛細(xì)吸水性能的影響規(guī)律。

1 混凝土的毛細(xì)吸水

水分在非飽和混凝土中的傳輸主要取決于表面張力產(chǎn)生的毛細(xì)吸附作用，可用擴(kuò)展的Darcy定律來描述[11]。一定時(shí)間內(nèi)，由混凝土毛細(xì)吸水引起的累積吸水量為：

(1)

式中：i為混凝土單位橫截面積上的累積吸水量(mm)；t為吸水時(shí)間(min)；S為混凝土的吸水率，表示與水接觸時(shí)的吸水速度；b為i軸截距。C.Hall[11]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)忽略水化反應(yīng),由試驗(yàn)得到的吸水率并不符合t1/2的直線定律，而存在一定的偏差，這主要是與水源接觸瞬間，試件表面孔隙被快速填充引起。按照一定時(shí)間間隔，根據(jù)毛細(xì)吸水試驗(yàn)水分質(zhì)量的變化，可按下式計(jì)算累積吸水量i[12]：

i=Δm/(ρwAc)

(2)

式中：Δm為某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的試件累積吸水質(zhì)量(g)；ρw為水的密度(g/mm3)；Ac為切割試塊的橫截面面積(mm2)。利用混凝土完全干燥和飽和狀態(tài)下質(zhì)量差來計(jì)算混凝土的孔隙率φ：

φ=(ms-md)/(ρwVc)

(3)

式中：md，ms分別為混凝土試件完全干燥狀態(tài)和吸水飽和狀態(tài)時(shí)的質(zhì)量；Vc為試件體積。

2 試驗(yàn)研究

2.1 原材料與試件配合比

試驗(yàn)采用的材料主要有：P·O 42.5R普通硅酸鹽水泥，細(xì)度模量為2.67、表觀密度為1 450 kg/m3的天然中砂作為細(xì)骨料，粗骨料采用連續(xù)級(jí)配的天然花崗巖碎石，粒徑5～20 mm，面干吸水率為0.15%，砂石在澆筑前充分曬干。拌合水為飲用水。按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ 55—2011)中的要求設(shè)計(jì)并計(jì)算配合比，試件配合比為水泥410 kg/m3，粗骨料1 195.05 kg/m3，細(xì)骨料589.05 kg/m3，水205 kg/m3，水膠比0.5，砂率33% 。

2.2 試件制備及養(yǎng)護(hù)條件

本試驗(yàn)采用木模澆筑尺寸為500 mm×500 mm×120 mm的混凝土板，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)24 h后拆掉木模，并分別置于4種養(yǎng)護(hù)環(huán)境進(jìn)行養(yǎng)護(hù)(如表1)。考慮到實(shí)驗(yàn)室中混凝土的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)的差異，試驗(yàn)分別采用室外自然環(huán)境、浸水和密封3種養(yǎng)護(hù)條件與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)進(jìn)行對(duì)比。

表1 混凝土試件的養(yǎng)護(hù)條件及抗壓強(qiáng)度

Tab.1 Curing conditions and compressive strengths of concrete specimens

養(yǎng)護(hù)類型養(yǎng)護(hù)條件試件抗壓強(qiáng)度/MPa標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度(20±3)℃,濕度90%以上環(huán)境39.96自然養(yǎng)護(hù)自然環(huán)境下灑水養(yǎng)護(hù)((12±3)℃)33.36浸水養(yǎng)護(hù)自然環(huán)境下浸在水中養(yǎng)護(hù)((12±3)℃)31.03密封養(yǎng)護(hù)用塑料薄膜密封防止水分蒸發(fā),置于自然環(huán)境下養(yǎng)護(hù)((12±3)℃)28.16

2.3 抗壓強(qiáng)度、孔隙率和超聲波速測(cè)試

養(yǎng)護(hù)28 d后，按照?qǐng)D1所示混凝土板中位置，采用鉆芯機(jī)鉆取直徑為100 mm的圓柱體，并對(duì)每一種養(yǎng)護(hù)條件下的混凝土板分別隨機(jī)取出3個(gè)圓柱體試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，其強(qiáng)度平均值如表1所示?？梢姡煌B(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度有顯著影響。室外自然、浸水和密封3種養(yǎng)護(hù)條件下的混凝土試件抗壓強(qiáng)度均小于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件，自然和浸水養(yǎng)護(hù)的混凝土抗壓強(qiáng)度較為接近，但均高于密封養(yǎng)護(hù)條件，說明混凝土保持充足水分和適宜溫度有利于水泥充分水化，其抗壓強(qiáng)度較大；與林鵬等[14]關(guān)于自然和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下混凝土抗壓強(qiáng)度對(duì)比分析的變化規(guī)律一致。在自然和浸水養(yǎng)護(hù)條件下，由于養(yǎng)護(hù)溫度較低，使得水化速率降低，強(qiáng)度發(fā)展緩慢。R.Alizadeh等[15]認(rèn)為混凝土抗壓強(qiáng)度隨著濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加；而本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)密封養(yǎng)護(hù)條件下抗壓強(qiáng)度最小，主要原因是由于密封養(yǎng)護(hù)下沒有外來水分提供，水泥只能依靠自身拌合水進(jìn)行水化，造成混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度較低，使得水化速率減緩。

將取出的其余圓柱體試件，沿厚度方向等距離切割為表層(T)、中層(M)和下層(B)3個(gè)位置的“圓餅”試件(如圖1所示)，并對(duì)試件澆筑面及底面打磨處理，以避免對(duì)混凝土孔隙率和超聲波速測(cè)試的影響。對(duì)不同養(yǎng)護(hù)條件下的“圓餅”試件進(jìn)行飽水(進(jìn)一步保證試件中水泥充分水化)、干燥處理，待其前后兩次試件質(zhì)量不發(fā)生變化為止(質(zhì)量誤差為±1 g),分別稱得完全干燥和飽和狀態(tài)下質(zhì)量為md和ms，利用式(3)計(jì)算混凝土試件的孔隙率φ。

超聲波速(UPV)測(cè)試的主要原理是由脈沖發(fā)射器發(fā)射超聲波脈沖，通過發(fā)射和接收傳感器，測(cè)量脈沖傳輸時(shí)間。采用54 kHz的超聲波頻率和探頭直徑為50 mm的發(fā)射器和接收器。為防止因試件表面不平整和與探頭接觸有空隙而導(dǎo)致測(cè)試的超聲波衰減，試驗(yàn)時(shí)采用黃油作為超聲波探頭和試件接觸面之間的耦合劑，對(duì)每個(gè)“圓餅”試件選取5個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行超聲波速測(cè)試，最后將其測(cè)試結(jié)果取平均值，試驗(yàn)裝置和測(cè)點(diǎn)布置如圖2所示。

圖1 混凝土試件澆筑與成型(單位：mm)Fig.1 Casting and molding of specimens (unit:mm)

圖2 超聲波脈沖速率檢測(cè)裝置Fig.2 Measurement setup for ultrasonic pulse velocities

2.4 毛細(xì)吸水試驗(yàn)

為保證混凝土毛細(xì)吸水的一維傳輸，利用環(huán)氧樹脂密封“圓餅”試件側(cè)面。待凝固干燥后，放入105 ℃的干燥箱中烘干，直至試件重量不再發(fā)生變化為止(干燥時(shí)間約為24 h)。采用試件切割面作為吸水面，排除非切割面的粗糙不平整對(duì)吸水率的影響，并保證了吸水條件的一致性?；谶B通器原理，利用改進(jìn)的毛細(xì)吸水試驗(yàn)裝置(如圖3)，可避免傳統(tǒng)測(cè)重法人為擦拭試件所帶來的誤差。試驗(yàn)裝置的組成主要包括：水箱、支架、密封圈及密封螺栓、注水漏斗及控制閥、水平觀測(cè)管等。密封螺栓的作用是使上部環(huán)形板壓緊橡膠密封環(huán)，使密封環(huán)與試件側(cè)面貼緊，保證水箱內(nèi)部與外部隔絕，水分不外滲；支架用來保證試件底面距離液面上部的高度(不大于3～5 mm)。將帶刻度的尺子與內(nèi)徑為4 mm的水平觀測(cè)管粘結(jié)，按照ASTM C 1585—2004標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的時(shí)間間隔來記錄觀測(cè)混凝土毛細(xì)吸水的位置變化[12]。每種養(yǎng)護(hù)條件下，隨機(jī)選取3組“圓餅”試件(表、中和下層)開展毛細(xì)吸水試驗(yàn)，根據(jù)水平觀測(cè)管中水柱長(zhǎng)度變化，取3組試件的平均值，利用式(2)計(jì)算試件的累積吸水量i。

圖3 改進(jìn)的毛細(xì)吸水試驗(yàn)裝置Fig.3 Improved test setup for capillary absorption

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 超聲波和孔隙率分析

早期養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土水泥水化程度影響顯著，水泥水化程度高低進(jìn)而會(huì)影響混凝土彈性模量和密實(shí)度。圖4給出了4種養(yǎng)護(hù)條件下混凝土不同位置處的超聲波速和孔隙率。

圖4 不同養(yǎng)護(hù)條件下試件的超聲波速和孔隙率Fig.4 Ultrasonic pulse velocities and porosity of specimens under different curing conditions

由圖4(a)可見，室外的自然、浸水和密封3種養(yǎng)護(hù)條件的超聲波速明顯小于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，特別是密封養(yǎng)護(hù)下其下降幅度約為8%。自然和浸水養(yǎng)護(hù)下，混凝土超聲波速大小接近，約為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下超聲波速的96%。在相同養(yǎng)護(hù)條件下，不同位置“圓餅”試件的超聲波速大小均為表層波速大于中層，中層大于下層，主要原因是由于混凝土澆筑振搗時(shí)，水泥漿體與骨料發(fā)生離析，主要提供強(qiáng)度的粗骨料下沉，導(dǎo)致下層的彈性模量較大，水灰比沿高度呈梯度分布，由上到下依次減小，表層分布較多的水泥漿體，彈性模量相比于下層較??；另外，在自然環(huán)境養(yǎng)護(hù)過程中表層混凝土水分易蒸發(fā)，使得混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度沿高度呈梯度分布，由上到下依次增大，上層相對(duì)濕度的下降致使水泥水化程度下降，彈性模量降低。

由圖4(b)可知，不同養(yǎng)護(hù)條件和試件位置對(duì)混凝土孔隙率具有一定影響。表層混凝土：密封養(yǎng)護(hù)的孔隙率最大，自然和浸水養(yǎng)護(hù)的孔隙率接近，且都大于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。中間層混凝土：4種養(yǎng)護(hù)條件孔隙率較為接近。底層混凝土：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)孔隙率均大于其他3種養(yǎng)護(hù)條件。試件不同位置處孔隙率的關(guān)系為φT>φM>φB，尤其在密封養(yǎng)護(hù)條件下，表層混凝土孔隙率超出下層混凝土27%。這是因?yàn)闈仓駬v過程中產(chǎn)生一定程度的離析泌水現(xiàn)象，水灰比沿試件高度呈梯度分布，表層相對(duì)水灰比較大，導(dǎo)致游離水增加，水化形成的晶體、凝膠體和水泥顆粒減少，養(yǎng)護(hù)期間游離水蒸發(fā)，留下孔隙，使得混凝土孔隙率增大。

由以上分析可見，孔隙率與超聲波試驗(yàn)結(jié)果呈現(xiàn)出一定的相關(guān)性(如圖4(c)所示)，4種養(yǎng)護(hù)條件下混凝土超聲波速均隨著孔隙率增大而減小，其中，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下兩者關(guān)系尤為顯著。

3.2 吸水率分析

按照ASTM C1585—2004標(biāo)準(zhǔn)，利用改進(jìn)的吸水測(cè)量裝置，測(cè)得不同養(yǎng)護(hù)條件、不同位置處的累積吸水量與吸水時(shí)間的關(guān)系曲線如圖5。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下表層、中層和下層的累積吸水量接近；自然養(yǎng)護(hù)下累積吸水量由表層到下層呈現(xiàn)均勻下降趨勢(shì)；浸水和密封養(yǎng)護(hù)條件下表層和中層的累積吸水量接近，與下層累積吸水量相差較大，一方面可能是試件澆筑振搗過程中發(fā)生離析泌水現(xiàn)象，導(dǎo)致下層孔隙率減?。涣硪环矫婵赡苁窃囼?yàn)過程中的讀數(shù)誤差和試驗(yàn)裝置本身的局限性導(dǎo)致測(cè)量誤差。不同位置“圓餅”試件的累積吸水量關(guān)系表現(xiàn)均為iT>iM>iB，主要與混凝土孔隙率φ密切相關(guān)。Yang等[13]指出混凝土毛細(xì)吸水過程表現(xiàn)為兩個(gè)階段：一是表面區(qū)域毛細(xì)孔快速吸水的初始階段；二是長(zhǎng)期的表面張力作用下材料內(nèi)部非貫通孔隙的緩慢吸附。從圖中可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)“圓餅”試件剛接觸水時(shí)，混凝土的累積吸水量顯著增加。隨著吸水時(shí)間的延續(xù)，累積吸水量曲線i-t1/2的斜率逐漸變緩。

圖5 不同養(yǎng)護(hù)條件試件的累積吸水量Fig.5 Cumulative water content of specimens under various curing conditions

根據(jù)不同養(yǎng)護(hù)條件下累積吸水曲線表現(xiàn)的雙線性變化，采用式(1)對(duì)兩階段曲線線性擬合，圖6給出了不同位置、不同養(yǎng)護(hù)條件的初始吸水率(S1)和后期吸水率(S2)。從圖中可見，在相同養(yǎng)護(hù)條件下，初始吸水率(S1)明顯大于后期吸水率(S2)；S1和S2的方差變化較大，可能原因是試件澆筑振搗不均勻，讀數(shù)誤差及試驗(yàn)誤差等因素造成的。不同位置處吸水率有明顯差異，初始吸水率的變化關(guān)系為S1T>S1M>S1B，與試件孔隙率變化規(guī)律一致，下層混凝土的平均初始吸水率比表層混凝土低48%，而后期吸水率(S2)變化規(guī)律不明顯。4種養(yǎng)護(hù)條件的初始吸水率變化差異較小，而后期吸水率變化幅度較大，其中，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下后期吸水率(S2)較大。排除表層泌水和骨料下沉等因素的影響，可知中層混凝土的吸水率可較真實(shí)地反映該類混凝土實(shí)際吸水性能。

圖6 不同養(yǎng)護(hù)條件試件的初始和后期吸水率Fig.6 Initial and secondary absorption of concrete specimens under various curing conditions

4 結(jié) 語

利用改進(jìn)的混凝土毛細(xì)吸水測(cè)量裝置，開展了標(biāo)準(zhǔn)、自然、浸水和密封4種養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土毛細(xì)吸水性能影響的試驗(yàn)研究。通過試件的抗壓強(qiáng)度、吸水率、孔隙率和超聲波速4種指標(biāo)，分析了不同養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土毛細(xì)吸水性能的影響規(guī)律，得到的主要結(jié)論如下：

(1)養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度影響顯著，其圓柱體的抗壓強(qiáng)度值高低順序依次為標(biāo)準(zhǔn)、自然、浸水和密封養(yǎng)護(hù)條件，而自然與浸水養(yǎng)護(hù)下強(qiáng)度值接近。

(2)相同養(yǎng)護(hù)條件下，不同位置處的超聲波速和孔隙率的大小關(guān)系均為表層大于中層，中層大于下層，這表明超聲波速和孔隙率之間呈一定負(fù)相關(guān)關(guān)系，即4種養(yǎng)護(hù)條件下超聲波速均隨著孔隙率的增大而減小。自然和浸水養(yǎng)護(hù)下，混凝土超聲波速接近，約為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下超聲波速的96%。

(3)4種養(yǎng)護(hù)條件下混凝土的吸水率均呈明顯的雙線性變化，且初始吸水率(S1)明顯大于后期吸水率(S2)；4種養(yǎng)護(hù)條件的初始吸水率變化差異較小，而后期吸水率變化較大。相同養(yǎng)護(hù)條件下，從澆筑面到底部不同位置處累積吸水量和初始吸水率均隨孔隙率的減小而減小。

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Experimental studies on influences of curing conditions on capillary absorption of concrete

CHENG Bao-juan，WANG Li-cheng，BAO Jiu-wen，MA Hai-jun

(StateKeyLaboratoryofCoastalandOffshoreEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China)

The curing conditions of concrete have significant influences on both the hardening of concrete and the formation of its micro-pore structure,and the capillary absorption is closely related to the structures and distributions of the pores within the material so that the curing conditions can influence the water absorption process of concrete.The objective of this paper is to carry out experimental studies of the influences of four curing conditions (i.e.standard curing,natural curing,water curing and sealed curing) on the capillary absorption of a normal strength concrete.The compressive strength of the cylinder specimens core-drilled from concrete slabs is tested.The measurement of ultrasonic pulse velocity (UPV) and porosity is then implemented with “pie” specimens cut along three different elevations of the cylinder specimens.A series of water absorption experiments are conducted on the “pie” specimens by an improved gravimetrical test apparatus to measure the cumulative water absorption variation,realizing the continuity of water absorption testing.The test results indicate that the curing conditions of the concrete have a great influence on its compressive strength,UPV and porosity,which is the key factor to determine its strength development,internal pore structures and compactness during the curing process.The compressive strength and UPV of the specimens are the largest and the porosity is the smallest under the standard curing conditions,whereas the compressive strength and UPV of the specimens are the smallest and the porosity is the largest under the sealed conditions,the case is exactly the opposite,and the results in the natural curing and water curing conditions are close to each other,lying between the standard and sealed curing conditions.For the same curing conditions,the cumulative water content,absorptivity and porosity of concrete gradually decrease with the increase of the surface distance,but the UPV gradually increases,which implies the gradual increase of the concrete compactness from top to bottom.

curing condition; capillary absorption; cumulative water absorption;absorptivity; ultrasonic pulse velocity (UPV); porosity

10.16198/j.cnki.1009-640X.2016.06.011

程寶娟，王立成，鮑玖文，等.養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土毛細(xì)吸水性能的影響[J].水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào),2016(6):76-82.(CHENG Bao-juan,WANG Li-cheng,BAO Jiu-wen,et al.Experimental studies on influences of curing conditions on capillary absorption of concrete[J].Hydro-Science and Engineering,2016(6):76-82.)

2015-11-25

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(51378090)；國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)資助項(xiàng)目(2015CB057701)

程寶娟(1989—),女，山東臨沂人，碩士研究生，主要從事混凝土耐久性和施工性能的試驗(yàn)研究。 E-mail：chengbaojuan5@126.com 通信作者：王立成(E-mail：wanglicheng2000@163.com)

TU528

A

1009-640X(2016)06-0076-07