不同養(yǎng)護(hù)溫濕度及持續(xù)時(shí)間對(duì)混凝土性能的影響

杜赫男

(中鐵十七局集團(tuán)第五工程有限公司，山西 太原 030032)

1 工程概述

外部環(huán)境和混凝土性能之間有著緊密的聯(lián)系，在所有的外部環(huán)境中，溫度和濕度對(duì)混凝土性能的影響較大[1]。本文涉及項(xiàng)目所在的地區(qū)中，晝夜溫差較大，另外，該地區(qū)屬于高原，全年氣溫差可以達(dá)到82℃；年平均降水量不足70 mm，且蒸發(fā)量明顯高于降水量，屬于極度干旱地區(qū)，年平均相對(duì)濕度低于10%；風(fēng)速高、風(fēng)期長。為了控制混凝土裂縫，進(jìn)而提高混凝土整體性能水平，需要深入研究不同的養(yǎng)護(hù)溫濕度以及養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間對(duì)混凝土性能的影響。

2 混凝土原材料及配合比

在開展項(xiàng)目施工的過程中，混凝土施工所應(yīng)用到的原材料均取自當(dāng)?shù)兀嗟?8 d膠砂抗壓強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量分別為57.8 MPa、27.8%；細(xì)骨料應(yīng)用的是取自當(dāng)?shù)氐暮由?，?xì)度模數(shù)2.9，含泥量<1.2%；粗骨料為連續(xù)級(jí)配的碎石，粒徑在5～20 mm之間，含泥量、孔隙率和吸水率分別為0.5%、45.6%、0.4%；粉煤灰I級(jí)灰，細(xì)度7.5%；所應(yīng)用的減水劑為聚羧酸高性能減水劑，減水率27.6%。本項(xiàng)目采用的是C50混凝土，其具體的配合比如表1所示。

表1 C50混凝土配合比

3 環(huán)境對(duì)混凝土性能的影響

3.1 環(huán)境對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響

在不同的地區(qū)，不同的月份，溫度變化也有所不同，而且溫度變化程度也較大，因此，在不同月份開展混凝土養(yǎng)護(hù)工作也會(huì)給混凝土強(qiáng)度帶來不同的影響[2]。為了更加全面、充分地研究這些影響，本文在實(shí)驗(yàn)過程中，分別在不同的月份制備了C50混凝土試件，然后對(duì)這些混凝土試件的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，最終總結(jié)出標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件和自然養(yǎng)護(hù)條件給混凝土抗壓強(qiáng)度所帶來的影響。

經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn)，7月份溫度相對(duì)較高，但是7月份的混凝土28 d強(qiáng)度僅僅達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的69.9%，僅為46.9 MPa。通常來說，在養(yǎng)護(hù)溫度持續(xù)下降后，混凝土的強(qiáng)度會(huì)隨著下降，11月時(shí)混凝土28 d強(qiáng)度只有40.2 MPa，和設(shè)計(jì)要求具有較大距離。

在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下對(duì)混凝土試件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7 d時(shí)，混凝土試件的強(qiáng)度達(dá)到了養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28 d時(shí)混凝土強(qiáng)度的83.3%。之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象，主要是在水化初期，混凝土內(nèi)部存在一定數(shù)量的自由水，這些自由水會(huì)以較快的速度進(jìn)行水化，使得混凝土的抗壓強(qiáng)度有所提高，但是隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的延長，外部的濕度較低，和混凝土表面的濕度形成鮮明的對(duì)比，加快了表面水分的蒸發(fā)，使得混凝土內(nèi)部的水化速度有所降低，最終導(dǎo)致7 d以后，混凝土抗壓強(qiáng)度的增長速度較為緩慢。

3.2 環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的影響

不同月份，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下和自然養(yǎng)護(hù)條件下對(duì)混凝土性能的影響具體見表2。

表2 自然養(yǎng)護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土耐久性的影響

通過對(duì)表2的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，自然養(yǎng)護(hù)條件不利于混凝土相關(guān)性能的保證和提高[3]，之所以出現(xiàn)這種情況，主要原因是本文項(xiàng)目所在地區(qū)晝夜溫差較大，濕度較低。另外，因?yàn)樵摰貐^(qū)夜間溫度極低，所以早期的混凝土十分容易發(fā)生凍害，最終導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到較大程度的損傷。通過上述分析也可以得出，如果地區(qū)環(huán)境較為特殊，那么就會(huì)給混凝土結(jié)構(gòu)帶來一定的破壞作用，之所以出現(xiàn)這種情況，主要是孔隙內(nèi)部的水分因?yàn)榈蜏赜绊?，出現(xiàn)了結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰后，混凝土內(nèi)部發(fā)生一定程度的膨脹，最終導(dǎo)致混凝土發(fā)生脹裂，使得混凝土的耐久性明顯降低。

3.3 陰陽面對(duì)混凝土性能差異的影響

陰陽面溫差也是本文項(xiàng)目所在地區(qū)所具有的一個(gè)典型氣候特征，陽面溫度比陰面溫度高10℃左右，導(dǎo)致陰陽面的混凝土早期水化程度也有所不同。經(jīng)過測(cè)試得知，7月份因?yàn)闇囟容^高，即使陰面的平均溫度也可以達(dá)到15℃，因此，在該月份，混凝土結(jié)構(gòu)陰陽面強(qiáng)度相差不大；到9月份，陰面混凝土的強(qiáng)度較陽面混凝土的強(qiáng)度降低了3.7%；11月份，陰面混凝土的強(qiáng)度較陽面混凝土的強(qiáng)度降低了8.9%。通過上述分析可以知道，雖然建筑物陰陽面混凝土的強(qiáng)度會(huì)有一定的區(qū)別，但是總體相差不大。

4 養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土性能的影響

4.1 不同養(yǎng)護(hù)方法的影響

在養(yǎng)護(hù)混凝土過程中，養(yǎng)護(hù)方法不同，使得混凝土所

處環(huán)境的溫濕度也有所不同[4]，文本研究模擬了常規(guī)的養(yǎng)護(hù)方法對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

經(jīng)過養(yǎng)護(hù)后對(duì)混凝土試件進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在自然養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土所處環(huán)境的溫度和濕度分別為13℃，38%。如果濕度不變，隨著混凝土養(yǎng)護(hù)溫度的升高，其28 d的養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度也有所提高；如果保持養(yǎng)護(hù)溫度不變，隨著濕度的升高，混凝土28 d的強(qiáng)度也明顯提高。

經(jīng)過對(duì)比相關(guān)數(shù)據(jù)得知，和養(yǎng)護(hù)溫度相比，濕度的變化會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生更為明顯的影響。提高混凝土的養(yǎng)護(hù)濕度可以有效改善和提高混凝土的抗?jié)B性能。在溫濕度相同的環(huán)境下，自然養(yǎng)護(hù)條件因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)早晚溫差，不利于混凝土抗?jié)B性能的提升。

4.2 早期養(yǎng)護(hù)時(shí)間的影響

早期養(yǎng)護(hù)時(shí)間也會(huì)不同程度地影響混凝土的性能[5]?；炷猎缙陴B(yǎng)護(hù)時(shí)間如果為3 d，經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn)，混凝土經(jīng)過28d的養(yǎng)護(hù)時(shí)間后，其抗壓強(qiáng)度便可以提高19.9%；混凝土早期養(yǎng)護(hù)時(shí)間如果是5 d時(shí)，那么其28 d的抗壓強(qiáng)度可以提高約31%。另外，做好混凝土早期的保溫保濕工作，也可以明顯改善混凝土內(nèi)部的密實(shí)度，對(duì)于提高混凝土的抗凍性和抗裂性具有十分積極的意義。綜合考慮，為了保證混凝土的性能，需要將混凝土結(jié)構(gòu)的保溫保濕時(shí)間控制在5 d以上，特別是如果在冬季施工，混凝土保溫保濕時(shí)間的控制更為重要。

4.3 結(jié)果與體會(huì)

1)在開展項(xiàng)目施工的過程中，采用自然養(yǎng)護(hù)方法會(huì)導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性能和抗凍性能明顯降低。

2)如果項(xiàng)目工程所處地區(qū)濕度較低，而且溫差較大，那么必須采取養(yǎng)護(hù)效果更好的養(yǎng)護(hù)方法對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，提高混凝土的早期強(qiáng)度，只有這樣，才能有效保證混凝土的耐久性以及總體力學(xué)性能。

3)在開展項(xiàng)目施工的過程中，為了保證混凝土的整體性能，控制早期保溫保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間必須超過5 d，如果混凝土內(nèi)添加了相應(yīng)的摻和料，那么需要適當(dāng)延長混凝土保溫保濕的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

5 結(jié)束語

混凝土作為項(xiàng)目建設(shè)過程中最基本的施工原材料，其性能會(huì)對(duì)項(xiàng)目的整體質(zhì)量產(chǎn)生重大的影響。而在具體施工的時(shí)候，混凝土的性能極易受到施工條件、施工溫度、養(yǎng)護(hù)時(shí)間等因素的影響，本文從不同的角度，深入研究并介紹了提高整體性能的具體方法，旨在為相似工程提供參考。

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