養護對C120 高性能混凝土強度影響的研究

王利靜

(北京新奧混凝土集團有限公司)

前言

目前，高性能混凝土已然成為土木工程材料界的熱門話題，高性能混凝土(high performance concrete)以其出色的耐久性、工作性、體積穩定性等許多優良特性，被認為是目前全世界性能最全面的混凝土，由于其優越的性能，應用于橋梁i［1］、高層建筑、以及一些惡劣環境中。而高強度的高性能混凝土有更明顯的優勢，強度增長快，能夠縮短工期。對超高強高性能混凝土研究已經成為了目前混凝土研究的新的方向。

1 原材料

用于C120 高性能混凝土的水泥要求有高的強度和高的耐久性。本文采用冀東P.O52.5 進行試驗。采用的砂子為淶水二區中砂，細度模數為2.92，含泥量為0.1%，C120 高性能混凝土采用玄武巖碎石，粒徑范圍為5-20mm 的連續級配。礦粉采用天津行龍S95 級礦粉，比表面積458m2/kg，流動度比99%，7 天活性指數82.9%，28 天活性指數102%。粉煤灰采用西安建筑科技大學的超細粉煤灰，燒失量4.6%，需水量比90%，45μm 篩余1.0%，以30%代替水泥得出的膠砂與水泥膠砂比較，7 天活性指數為65%，28 天活性指數為78%。硅灰采用甘肅三遠硅灰，45μm 篩余為0.6%，需水量比121%，流動度74%。本文外加劑采用的LG 化學保坍型外加劑母液，減水率為40%，固含量為50%。拌合用水采用飲用水。

2 配合比

本論文選用配合比水膠比為0.18，砂率為36%。各種材料的加入量如下表:

3 試驗方法

(1)常溫養護分析:采用60L 的強制式攪拌機拌合，試驗分三盤進行，每盤攪拌45L，由于高性能混凝土水膠比較小，攪拌時間延長至360S。保證每盤配合比和原材料不變，備料需一次性備齊。每盤成型4組試塊。分別標記為A、B、C、D。A 為標準方法，指的是成型之后立即蓋膜，在20 ±5℃條件下24h 之后拆模，置于養護室標養。B 為成型之后置于室外2h之后進行覆蓋養護;C 為成型之后置于室外于8h 之后進行覆蓋養護;D 為置于室外12h 之后進行覆蓋養護。

(2)高溫養護分析:用60L 的強制式攪拌機拌合，試驗分四盤進行，每盤攪拌45L，由于高性能混凝土水膠比較小，攪拌時間延長至360S。保證每盤配合比和原材料不變，備料需一次性備齊。每盤成型4組試塊。標記為E、F(分別取兩組)。E 為45℃養護，F 為75℃養護。

(3)試驗用中砂，需要經過烘干篩分后，分級進行清洗，烘干。使用時進行每級級配，細度模數為2.92 取樣測試含泥量，含泥量保持在0.1%。

(4)參照GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行試驗，試驗時，采用150* 150* 150mm 的標準試塊進行試驗。

4 結果分析

(1)不同的早期養護對c120 強度的影響

采用固定的C120 高性能混凝土的配比，每盤攪拌45L，采用150* 150* 150mm 的試模，攪拌三盤進行試驗，每盤成型4 組。分別標記為A、B、C、D。A為標準方法養護，為對比試樣，是以成型之后立即蓋膜，在20 ±5℃條件下養護24h 之后拆模，拆模之后置于養護室以20 ±2℃，濕度為95%以上的環境中進行標準養護。B 為成型之后置于室外，不采取任何養護措施，靜置2h 之后進行覆蓋養護;C 為成型之后置于室外于6h 之后進行覆蓋養護;D 為置于室外12h之后進行覆蓋養護。并對當天室外溫濕度進行記錄，下表1 為溫濕度記錄表，下表2 為各齡期的抗壓強度值。

表1 試拌當天溫濕度記錄表

表2 不同養護方式下的各齡期抗壓強度值

通過表中的數據可以看出，混凝土早期的養護對其抗壓強度有影響，養護越早，抗壓強度越高，相反，越晚養護，對抗壓強度的影響幅度較大。

根據常全文ii［2］等的研究發現，普通混凝土在分別暴露于太陽下2h、4h、8h 時，抗壓強度降幅最高可降低30%。對于高性能混凝土，前期降幅較高，后期降幅較小，其原因有可能是高性能混凝土中有部分細度較小的礦物摻和料，在常規混凝土進行的水化的過程中又有部分生成硅酸鈣的反應，由于水化反應原材料的補給，水化反應相對較快，當水消耗完全時，水化反應終止，硅酸鈣的生成反應也開始停止，由于在室外養護以及水化反應的進行，導致C120高性能混凝土由于缺水導致的混凝土干縮開裂等一系列反應，使得混凝土中產生內應力，產生裂縫，有些裂縫不可逆，導致早期混凝土強度降低較多，在后期進行正常標養的情況下，混凝土內部的部分反應又繼續進行，逐漸填補抵消部分內部缺陷，使得強度比起標養降低，但是降幅偏小。早期缺水越嚴重，混凝土由于缺水導致的開裂越嚴重，所以養護時間越晚，對混凝土的抗壓強度影響越大。

(2)標養和快養對c120 高性能混凝土強度的影響

用60L 的強制式攪拌機拌合，試驗分四盤進行，每盤攪拌45L，由于高性能混凝土水膠比較小，攪拌時間延長至360S。保證每盤配合比和原材料不變，備料需一次性備齊。每盤成型4 組試塊。標記為E、F(分別取兩組)。E 為45℃養護，F 為75℃養護。下表為兩種養護條件下24h、48h 的抗壓強度:

通過表中可以看出，C120 高性能混凝土對快速養護的溫度有要求，快養溫度不宜過高，這是由于C120 高性能混凝土內部水化反應相較于普通混凝土較快，不僅有原來水泥中的硅酸鈣水化反應，還有超細礦物摻合料與水化反應產生的氫氧化鈣反應生成硅酸鈣，再進行水化反應，導致內部水化熱較多，當在75℃快養時，由于反應過快，導致內外部溫差過大，由于溫度應力導致內部部分開裂，對強度產生不利影響。

5 結論

根據本文試驗結果分析，可得出以下結論:

(1)C120 高性能混凝土的早期養護對其強度產生一定的影響，早期養護越早，對混凝土的強度越好。

(2)對于C120 高性能混凝土來說，其初期水化反應較快，水化熱較多，初期養護溫度越高，混凝土的抗壓強度越低。

(3)對于工地施工來說，盡量避免夏季高溫施工，并采取一定的降溫措施。C120 高性能混凝土硬化快，可以根據實際情況盡早進行養護。

［1］陳安亮、徐曦等，HPC 及其在橋梁中的應用優勢［J］，混凝土世界，2015.3∶80∶83.

［2］常全文、李青春、劉才瑋等，混凝土早期養護對其抗壓強度的影響［J］，建筑施工，2010.01∶66-68.