養(yǎng)護(hù)方式對(duì)地聚物混凝土基本力學(xué)性能的影響

趙小妹 王凱

（山東省路橋集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

引言

空氣中含有水分和CO2，屬于酸性環(huán)境，而混凝土呈堿性，兩者接觸會(huì)發(fā)生反應(yīng)?；炷恋膲A性從外到內(nèi)降低，這種現(xiàn)象稱(chēng)為碳化。一般認(rèn)為，碳化對(duì)于普通混凝土自身的損傷甚小，甚至由于反應(yīng)產(chǎn)物填充孔隙，使得抗壓強(qiáng)度提升。但是碳化會(huì)降低混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)能力，當(dāng)碳化深度大于混凝土的保護(hù)層厚度時(shí)，會(huì)破壞鋼筋表面的鈍化膜，造成鋼筋的銹蝕。鋼筋銹蝕則會(huì)發(fā)生體積膨脹，導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂，降低結(jié)構(gòu)的承載力。因此抗碳化能力是混凝土耐久性的一個(gè)重要方面。

一、地聚物混凝土基本性能

（一）抗壓強(qiáng)度

抗壓強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能中最基本、最主要的指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)粉煤灰地聚物混凝土的抗壓強(qiáng)度隨液固比(堿溶液與粉煤灰的比值，取值0.3～0.5)的增加而增大。地聚物混凝土水化反應(yīng)較快，其抗壓強(qiáng)度較好，在較短時(shí)間內(nèi)便能趨于穩(wěn)定，且隨養(yǎng)護(hù)溫度及養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增長(zhǎng)而隨之增加，當(dāng)增長(zhǎng)到某一特定范圍后，抗壓強(qiáng)度增幅較小。研究發(fā)現(xiàn)地聚物砂漿的抗壓強(qiáng)度因養(yǎng)護(hù)方式及齡期不同而存在差異，初期抗壓強(qiáng)度大小為：烘箱養(yǎng)護(hù)＞蒸汽養(yǎng)護(hù)1d ＞蒸汽養(yǎng)護(hù)6h ＞標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，而后期抗壓強(qiáng)度在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下最大；礦渣－低鈣粉煤灰地聚物砂漿抗壓強(qiáng)度隨鈣含量的增加而逐漸增加；鈣含量相同時(shí)，摻加Ca(OH)2 的低鈣粉煤灰地聚物比摻礦渣的前期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度低；礦渣－低鈣粉煤灰地聚物比純高鈣粉煤灰的強(qiáng)度發(fā)展快，但均隨齡期的增長(zhǎng)而增加。發(fā)現(xiàn)再生骨料取代率一定時(shí)，地聚物再生混凝土的抗壓強(qiáng)度隨堿激發(fā)劑摻量的增加(由4%變?yōu)?%時(shí))而提升較多，但無(wú)地聚物混凝土提升60%的幅度大；28 天齡期前，試件抗壓強(qiáng)度隨齡期的增加而大幅增長(zhǎng)，28 天齡期后，其抗壓強(qiáng)度的增長(zhǎng)隨再生細(xì)骨料取代率的增加而減緩。不同再生粗骨料取代率對(duì)堿激發(fā)粉煤灰基地聚物再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)地聚物再生混凝土的抗壓強(qiáng)度隨再生骨料取代率的增加而降低，但不同齡期下，其抗壓強(qiáng)度較普通再生混凝土的高，這主要因?yàn)榉磻?yīng)原理和產(chǎn)物的不同使得地聚物混凝土的基體和界面過(guò)渡區(qū)更加密實(shí)。地聚物再生混凝土不僅具備明顯的早強(qiáng)特性，且抗壓性能均較硅酸鹽水泥再生混凝土優(yōu)異，且發(fā)現(xiàn)水膠比、齡期、礦渣摻量等均會(huì)對(duì)其產(chǎn)生明顯影響。

（二）抗氯離子滲透性能

氯離子穿透力強(qiáng)，在混凝土堿度較高的情況下即可破壞鋼筋表面鈍化膜，引起鋼筋銹蝕，且在整個(gè)銹蝕過(guò)程中僅起催化作用，含量也不會(huì)因腐蝕反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行而有損耗。同時(shí)，氯鹽在海水、鹽漬土和工業(yè)廢水等多種環(huán)境中存在。氯離子的無(wú)處不在、無(wú)孔不入和頑固不化是引起鋼筋銹蝕的頭號(hào)大敵，亦是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性退化的重要因素，備受關(guān)注。

二、養(yǎng)護(hù)方式對(duì)地聚物混凝土基本力學(xué)性能的影響

（一）養(yǎng)護(hù)方式對(duì)孔隙的影響

體積吸水率反映地聚物混凝土試件的連通孔隙率。不同配合比、不同的養(yǎng)護(hù)條件下的地聚物混凝土試件的體積吸水率在5h 后基本達(dá)到穩(wěn)定。對(duì)于不同配合比的地聚物混凝土其體積吸水率隨養(yǎng)護(hù)條件的變化規(guī)律不同。對(duì)于GPC－30 而言，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下體積吸水率最大，干燥養(yǎng)護(hù)條件下體積吸水率最小，高溫后無(wú)論是標(biāo)養(yǎng)還是干養(yǎng)體積吸水率差別不大。對(duì)于GPC－50 而言，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下體積吸水率最大，其次是高溫后標(biāo)養(yǎng)條件下，在高溫后干養(yǎng)條件下體積吸水率最小。對(duì)于GPC－70 而言，高溫后標(biāo)養(yǎng)條件下體積吸水率最大，其次是標(biāo)養(yǎng)條件下，干養(yǎng)條件下體積吸水率最小。

（二）養(yǎng)護(hù)方式對(duì)28d 強(qiáng)度的影響

對(duì)于不同粉煤灰－礦渣含量的地聚物混凝土就抗壓強(qiáng)度而言，其最佳養(yǎng)護(hù)條件是不同的。對(duì)于礦渣含量較高的GPC－50 和GPC－70 試件，最佳養(yǎng)護(hù)條件為高溫后干燥養(yǎng)護(hù)，最高的抗壓強(qiáng)度分別為101.9MPa和119.7MPa。在相同的養(yǎng)護(hù)溫度下，隨著養(yǎng)護(hù)濕度的提高，抗壓強(qiáng)度有所下降，且礦渣含量越高，濕度的不同所導(dǎo)致的抗壓強(qiáng)度的差值越大。GPC－50 標(biāo)養(yǎng)和干養(yǎng)的強(qiáng)度值幾乎相同，高溫后標(biāo)養(yǎng)的抗壓強(qiáng)度相比較于高溫后干養(yǎng)的強(qiáng)度值下降了5.3%。GPC－70 標(biāo)養(yǎng)相對(duì)于干養(yǎng)的強(qiáng)度值下降了10%，高溫后標(biāo)養(yǎng)的抗壓強(qiáng)度相比較于高溫后干養(yǎng)的強(qiáng)度值下降了11.6%。而對(duì)于礦渣含量相對(duì)較低的GPC－30 而言，高溫后干養(yǎng)的抗壓強(qiáng)度不及高溫后標(biāo)養(yǎng)高，故其最佳養(yǎng)護(hù)條件為高溫后標(biāo)養(yǎng)，其最大抗壓強(qiáng)度為75.6MPa。但在未高溫條件下仍是干養(yǎng)的強(qiáng)度值高于標(biāo)養(yǎng)的強(qiáng)度值。

（三）養(yǎng)護(hù)方式對(duì)地聚物混凝土脆性的影響

拉壓比為劈裂抗拉強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度之比，混凝土拉壓比性能是混凝土脆性的主要標(biāo)志。對(duì)于GPC－30 和GPC－70 而言，養(yǎng)護(hù)條件對(duì)拉壓比的影響規(guī)律基本一致，干燥養(yǎng)護(hù)條件下的拉壓比最大，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)次之，高溫后干燥養(yǎng)護(hù)時(shí)拉壓比最小。GPC－50 在高溫后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時(shí)拉壓比最大為0.063，其次為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，在高溫后干燥養(yǎng)護(hù)條件下拉壓比最小為0.045。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于粉煤灰基地聚物混凝土而言，其抗碳化耐久性會(huì)隨著礦渣摻量的增加而增大，CO2 擴(kuò)散系數(shù)及碳化深度均隨礦渣摻量的增加而減小，并與快速碳化齡期成線(xiàn)性函數(shù)關(guān)系。