養(yǎng)護(hù)制度對高性能混凝土力學(xué)性能的影響

王威

摘 要：本文探討了蒸汽養(yǎng)護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)這兩種不同的養(yǎng)護(hù)制度及不同的粗骨料（石灰石、輝綠巖、尾礦石）、細(xì)骨料（河沙、機(jī)制砂、尾礦砂）對強(qiáng)度等級為C80的混凝土的力學(xué)性能（抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度、彈性模量）的影響，28d齡期實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)混凝土的力學(xué)性能要低；粗骨料中對力學(xué)性能的貢獻(xiàn)：石灰石最大、尾礦石最?。患?xì)骨料中對力學(xué)性能的貢獻(xiàn)：河沙最大、尾礦砂最小。用全尾礦砂石骨料配制出的混凝土比另外幾種砂石配制出的混凝土的力學(xué)性能要低。

關(guān)鍵詞：養(yǎng)護(hù)制度；骨料；混凝土；力學(xué)性能

課題編號：XZYB1531

養(yǎng)護(hù)制度對于混凝土強(qiáng)度的發(fā)展有很重要的影響。往往人們?yōu)榱思铀倌＞叩闹苻D(zhuǎn)及快速施工選擇采用蒸汽養(yǎng)護(hù)來加速混凝土強(qiáng)度的發(fā)展，從而獲得較高的早期強(qiáng)度，達(dá)到加速脫模和快速施工的目的。對于軌枕用混凝土一般要求其脫模強(qiáng)度高于其設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%[1]。然而在提高了早期強(qiáng)度的時(shí)候?qū)τ诤笃趶?qiáng)度的影響卻是我們不得不注意的問題。水泥石、骨料、界面過渡區(qū)對混凝土的強(qiáng)度起主要影響。對于普通混凝土而言，界面過渡區(qū)的性質(zhì)對混凝土的強(qiáng)度影響最為突出，骨料的影響不明顯；而對于高強(qiáng)混凝土而言，由于水泥石的強(qiáng)度和界面過渡區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)性能大大增強(qiáng)，導(dǎo)致在混凝土破壞時(shí)并不一定總是首先破壞界面過渡區(qū)，首先破壞骨料的可能性大大增加[2]。

1 試驗(yàn)方法

養(yǎng)護(hù)條件：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)組的試塊脫模后放在溫度為20±2℃、濕度大于95%的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。蒸汽養(yǎng)護(hù)組的試塊在成型后靜停3h；然后放在水泥混凝土快速養(yǎng)護(hù)箱中通過熱蒸汽給混凝土加熱，其中升溫速度為12℃/h，升至55±2℃后靜停3h；然后以12℃/h的降溫速度降至室溫。將降至室溫的試塊脫模，其中一組用來測試脫模強(qiáng)度，要求脫模強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%；其他組放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期（3d、7d、28d），測試其相關(guān)力學(xué)性能。

2 結(jié)果與分析

養(yǎng)護(hù)制度對C80軌枕混凝土的影響

由表2-1和圖2-1可以看出：由石灰石和河沙這兩種粗細(xì)骨料配制的混凝土，在蒸養(yǎng)條件下7天抗壓強(qiáng)度為89.4Mpa，28天抗壓強(qiáng)度為95.3Mpa；在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下7天抗壓強(qiáng)度為87.7Mpa，28天抗壓強(qiáng)度為97.5Mpa。由尾礦石和尾礦砂這兩種粗細(xì)骨料配制的混凝土，在蒸養(yǎng)條件下7天抗壓強(qiáng)度為81.1Mpa，28天抗壓強(qiáng)度為88.4Mpa；在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下7天抗壓強(qiáng)度為80.5Mpa，28天抗壓強(qiáng)度為91.4Mpa。由此可見蒸養(yǎng)混凝土前期抗壓強(qiáng)度較高而后期抗壓強(qiáng)度較低。并且這一規(guī)律在圖2-2的抗折強(qiáng)度中也有相同的體現(xiàn)，即蒸養(yǎng)混凝土前期抗折強(qiáng)度較高而后期抗折強(qiáng)度較低。由圖2-3所反映出的劈拉強(qiáng)度可以看出蒸養(yǎng)和標(biāo)養(yǎng)差別不大。由圖2-4所反映出的彈性模量可以看出以河沙和石灰石作為粗骨料的混凝土在蒸養(yǎng)下7天和28天彈性模量都較低；而以尾礦砂石作為粗細(xì)骨料的混凝土在蒸養(yǎng)條件下7天彈性模量較高，28天彈性模量較低。之所以蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土的早期力學(xué)性能比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的要高，后期的要低，主要是由于前期的高溫加速了水泥的水化，快速生成大量的C-S-H凝膠，使得早期強(qiáng)度較高。然而，這些快速生成的水化產(chǎn)物尺寸較大、結(jié)晶度差、分布不均勻，因此其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密實(shí)度不及標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的混凝土，固在后期標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的混凝土的力學(xué)性能較高[3]。

3 結(jié)論

1.蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土早期力學(xué)性能比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的要高，但后期力學(xué)性能不及標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的混凝土。

2.細(xì)骨料相同時(shí)，粗骨料對混凝土的力學(xué)性能貢獻(xiàn)依次為：石灰石、輝綠巖、尾礦石。

3.粗骨料相同時(shí)，細(xì)骨料對混凝土的力學(xué)性能貢獻(xiàn)依次為：河沙、機(jī)制砂、尾礦砂。

4.全尾礦骨料混凝土的力學(xué)性能要低于其他骨料的混凝土。

參考文獻(xiàn)

[1] Liu Baoju，Xie Youjun，Zhou Shiqiong，Li Jian.Some factors affecting early compressive strength of steam-curing concrete with ultrafine fly ash[J]. Cement and Concrete Research，2001（31）：1455-1458.

[2]吳歷斌，孫振平，蔣正武，王新友.高強(qiáng)高性能混凝土中集料對力學(xué)性能的影響.混凝土[J]，2001（1）：43-46.

[3]彭波.蒸養(yǎng)制度對高強(qiáng)混凝土的影響[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2007：120.