養(yǎng)護(hù)溫度對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

習(xí)曉紅

((黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司,河南 鄭州 450003)

養(yǎng)護(hù)溫度對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

習(xí)曉紅

((黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司,河南 鄭州 450003)

養(yǎng)護(hù)環(huán)境是影響混凝土性能的主要因素之一,主要研究養(yǎng)護(hù)溫度的變動對混凝土抗壓強(qiáng)度等級的影響,通過設(shè)計7組混凝土配合比試驗,以研究養(yǎng)護(hù)溫度在水膠比、粉煤灰摻量等多因素情況下對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明,溫度較小范圍的變動會引起混凝土抗壓強(qiáng)度較大的偏差,特別是前28天的抗壓強(qiáng)度;在水膠比變化、粉煤灰摻量增減時,溫度的浮動對抗壓強(qiáng)度的影響更為復(fù)雜。因此,養(yǎng)護(hù)過程中溫度的精準(zhǔn)、平穩(wěn)控制對混凝土抗壓強(qiáng)度性能十分重要,否則依據(jù)28天抗壓強(qiáng)度判定混凝土強(qiáng)度時極易造成強(qiáng)度的誤判,從而對整體工程造成嚴(yán)重影響。

養(yǎng)護(hù)溫度;混凝土;抗壓強(qiáng)度

隨著水泥及混凝土技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,尤其是近年來,開展大中型建設(shè)項目的增多,混凝土的應(yīng)用更為廣泛,對混凝土強(qiáng)度性能的檢測也日趨重要。混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的立方體抗壓強(qiáng)度常作為判定混凝土強(qiáng)度性能的依據(jù),而混凝土性能檢測中,養(yǎng)護(hù)對混凝土性能的影響伴隨其性能發(fā)展的整個過程,養(yǎng)護(hù)溫度對其影響也伴隨其性能的整個過程[1]。

混凝土的養(yǎng)護(hù)方法有標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、同條件養(yǎng)護(hù)、自然養(yǎng)護(hù)、保濕養(yǎng)護(hù)、蒸汽養(yǎng)護(hù)、蒸壓養(yǎng)護(hù)等,在混凝土試驗規(guī)程中,判定混凝土抗壓強(qiáng)度多采用的養(yǎng)護(hù)方法為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)或同條件養(yǎng)護(hù),本文研究中采用的方法為混凝土室內(nèi)養(yǎng)護(hù)。

1 混凝土強(qiáng)度發(fā)展機(jī)理

混凝土的強(qiáng)度取決于水泥在水化作用下的凝結(jié)硬化程度,而影響水泥水化作用的主要因素是養(yǎng)護(hù)環(huán)境的溫度和濕度[2]。混凝土養(yǎng)護(hù)目的是為了保護(hù)混凝土的正常凝結(jié)、硬化,因為混凝土中水泥水化硬化需要一定的溫度和濕度,而且需要經(jīng)歷一段較長的時間,而養(yǎng)護(hù)是水泥水化及混凝土硬化正常發(fā)展的重要條件,混凝土的養(yǎng)護(hù)一旦做不好,對其性能的影響較大。

資料文獻(xiàn)表明[3],養(yǎng)護(hù)環(huán)境不當(dāng)是影響混凝土性能的主要原因之一。混凝土早期養(yǎng)護(hù)的溫濕度,影響著水泥的水化及硬化,進(jìn)而影響著混凝土的強(qiáng)度發(fā)展。養(yǎng)護(hù)溫度越高,則水泥的初期水化速度越快,混凝土的早期強(qiáng)度發(fā)展越快;相反,養(yǎng)護(hù)溫度越低,則水泥的水化速度越慢,混凝土的早期強(qiáng)度發(fā)展也較慢。國家標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)養(yǎng)溫度為(20±2)℃,本文將室內(nèi)養(yǎng)護(hù)條件下溫度的變動范圍設(shè)計為(15±1)℃～(25±1)℃,研究其對混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的影響。

2 溫度影響研究方案設(shè)計

根據(jù)研究文獻(xiàn)表明,影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素由水泥等級、水灰比、骨料品質(zhì)、養(yǎng)護(hù)溫濕度、齡期、施工工藝等方面組成[4]。在規(guī)范規(guī)定的標(biāo)樣條件下,當(dāng)采用同種水泥(PO42.5)、同種拌合水(市政自來水)、同品質(zhì)同級配骨料的情況下,采用同樣的拌合工藝,則影響混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的主要因素為水灰比。若在膠凝材料中摻加粉煤灰(I級粉煤灰),其抗壓強(qiáng)度也將受到摻量的影響[5]。

本文通過合理設(shè)計研究方案,主要研究濕度達(dá)到規(guī)范要求的95%RH以上的情況下,養(yǎng)護(hù)溫度變動對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響,特別是不同水灰比、不同粉煤灰摻量等情況對抗壓強(qiáng)度的影響,共設(shè)計了7組混凝土配合比方案以開展比對試驗(表1)。

表1 混凝土配合比研究方案表

表中選取C50、C30、C25等三個設(shè)計等級,分別在不同水膠比、不同粉煤灰摻量等條件下,各編號均成型7 d、28 d、90 d、180 d等四個齡期的立方體抗壓強(qiáng)度試驗,將編號a、b、c分別放置在溫度為(15±1)℃、(20±1)℃、(25±1)℃,濕度均為95%RH以上的養(yǎng)護(hù)室里進(jìn)行養(yǎng)護(hù),到達(dá)規(guī)定齡期時測試其抗壓強(qiáng)度并記錄。

3 抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果及分析

經(jīng)過對應(yīng)溫度的養(yǎng)護(hù),到達(dá)規(guī)定齡期后,按照《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中立方體抗壓強(qiáng)度試驗的相關(guān)要求進(jìn)行試驗,7組配合比的各組試樣試驗結(jié)果見表2。

3.1 同水灰比、不同粉煤灰摻量條件下溫度對混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的影響

以A1、A2為例,從圖1-(a)中可見,不摻粉煤灰與摻10%粉煤灰情況下,溫度的變動對抗壓強(qiáng)度的影響均很明顯,特別是在齡期為7 d和28 d時,抗壓強(qiáng)度差異較大。隨著粉煤灰摻量的增加,以(20±1)℃養(yǎng)護(hù)溫度的抗壓強(qiáng)度為基準(zhǔn),上下變動5 ℃時抗壓強(qiáng)度偏差也在增大。

從圖1-(b)中可見,編號為C1、C2的抗壓強(qiáng)度在養(yǎng)護(hù)溫度的變化條件下亦表現(xiàn)出同樣的規(guī)律。粉煤灰摻量為25%時,溫度偏差10 ℃的情況下,28 d抗壓強(qiáng)度偏差變動超出16%。

由此可見,溫度對混凝土抗壓強(qiáng)度尤其是前期強(qiáng)度影響較大,對于同一設(shè)計強(qiáng)度等級,在粉煤灰摻量增大時,溫度對抗壓強(qiáng)度的影響隨之增大。因此,在混凝土養(yǎng)護(hù)中需要控制養(yǎng)護(hù)室內(nèi)的溫度,減少溫度波動,以免造成混凝土強(qiáng)度性能的誤判。

表2 各配合比試樣抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果表

3.2 同粉煤灰摻量、不同水灰比條件下溫度對混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的影響

以C2、C3為例,從圖2-(a)中可見,溫度的變動對抗壓強(qiáng)度影響均很明顯,特別是7 d和28 d齡期的抗壓強(qiáng)度影響較大。溫度的影響程度隨著水膠比增大而增大,以(20±1)℃養(yǎng)護(hù)條件的抗壓強(qiáng)度為基準(zhǔn),養(yǎng)護(hù)溫度偏差10℃時,抗壓強(qiáng)度浮動約20%。

以D1、D2為例,從圖2-(b)中可見,溫度對抗壓強(qiáng)度的影響表現(xiàn)出同樣規(guī)律。

由此可見,溫度對前期抗壓強(qiáng)度的影響較大,對于同一設(shè)計強(qiáng)度等級時,隨著水膠比增大時,溫度對抗壓強(qiáng)度的影響隨之增大,因此在混凝土養(yǎng)護(hù)中需要控制養(yǎng)護(hù)室內(nèi)的溫度,使其精準(zhǔn)、平穩(wěn),避免由溫度浮動造成混凝土強(qiáng)度性能的誤判。

3.3 水灰比、粉煤灰摻量共同作用下溫度對混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的影響

如圖3所示,隨著粉煤灰用量的增減、水膠比的改變等因素的影響,C1、C2、C3各齡期在溫度偏差5 ℃條件下,抗壓強(qiáng)度與同齡期(20±1)℃時強(qiáng)度均有較大偏差。由表2可見,如以28 d齡期為例,以(15±1)℃抗壓強(qiáng)度與(20±1)℃組對比,C1的抗壓強(qiáng)度偏差為9.52%,C2的抗壓強(qiáng)度偏差為10.32%,C3的抗壓強(qiáng)度偏差為10.49%;以(25±1)℃抗壓強(qiáng)度與(20±1)℃組對比,C1的抗壓強(qiáng)度偏差為7.48%,C2的抗壓強(qiáng)度偏差為8.55%,C3的抗壓強(qiáng)度偏差為8.85%。

圖2 在水灰比條件下溫度對C2、C3和D1、D2的抗壓強(qiáng)度影響Fig.2 Deviation of concrete compression strength of C2,C3 and D1,D2 by curing temperature with different water-binder ratio

由此可見,溫度的變動在粉煤灰摻量變化、水膠比變動的情況下,混凝土抗壓強(qiáng)度所受到的影響情況更為復(fù)雜,由此造成混凝土強(qiáng)度性能誤判的可能性更大,且強(qiáng)度偏差的原因分析變得更為復(fù)雜得多,所以在混凝土配合比較復(fù)雜的情況下,養(yǎng)護(hù)溫度的控制必須更加嚴(yán)格。

4 結(jié)語

(1) 對于同一個配合比的混凝土試件,隨著養(yǎng)護(hù)溫度降低或升高5 ℃,混凝土抗壓強(qiáng)度隨之降低或升高,特別是28 d之前的影響明顯。而室內(nèi)混凝土性能試驗中,28 d立方體抗壓強(qiáng)度常用于判定混凝土的強(qiáng)度性能,溫度的偏差和波動極易引起混凝土強(qiáng)度的誤判,造成混凝土配合比改變、用料增減等各種情況的發(fā)生,從而造成工程項目投資的增加,或者工程質(zhì)量的改變。因此說,混凝土養(yǎng)護(hù)的溫度必須進(jìn)行精準(zhǔn)控制,應(yīng)按照規(guī)程要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)。

(2) 在本研究中,隨著粉煤灰用量的增減、水膠比的改變等因素的影響,溫度的變動對立方體抗壓強(qiáng)度的影響隨之變化,尤其是在摻用量高、水膠比大的情況下,混凝土抗壓強(qiáng)度所受到的影響情況更為復(fù)雜,所以在混凝土配合比較復(fù)雜的情況,養(yǎng)護(hù)溫度的控制必須更加嚴(yán)格。

總之,在進(jìn)行混凝土試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)過程中,養(yǎng)護(hù)溫度的控制水平十分重要,必須縮小溫度波動范圍,保證混凝土養(yǎng)護(hù)過程中溫度平穩(wěn),避免因為養(yǎng)護(hù)溫度波動造成混凝土強(qiáng)度的誤判。

[1] 芮守香.混凝土養(yǎng)護(hù)與溫度、強(qiáng)度的關(guān)系[J].甘肅科技縱橫,2012(5):143-144.

[2] 吳才文.淺談影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素[J].山西建筑,2010(5):165-166.

[3] 陳堯.關(guān)于溫度對混凝土強(qiáng)度影響的探討[J].江西建材,2015(5):1.

[4] 狄進(jìn)祥,王全福,蘇雪峰.淺析混凝土強(qiáng)度影響因素及其提高措施[J].山西建筑,2009(1):99-101.

[5] 魏成明.恒、變負(fù)溫養(yǎng)護(hù)制度對混凝土強(qiáng)度增長差異分析[J].低溫建筑技術(shù),2012(3):84-85.

(責(zé)任編輯：陳文寶)

Study on the Influence of Compressive Strength Grade of Concreteby Changing the Curing Temperature

XI Xiaohong

(YellowRiverEngineeringConsultingCo.，Ltd，Zhengzhou，Henan450003)

Proper curing environment is one of the important factors to affect the performance of concrete.The author mainly studies the influence on compressive strength grade of concrete under the changes of standard curing temperature.There are 7 representative concrete proportions designed in order to study the influence of compressive strength of concrete by the changes of the curing temperature with different water cement ratio，different content of fly ash and other factors.The results show that the small changes of the curing temperature can cause large deviation of concrete compressive strength，especially to the compressive strength before 28 d；the effects of temperature floating are more complicated when water/cement ratio changes and the dosage of fly ash increase or decrease in concrete mix.Therefore，it is very important to control the temperature precisely and smoothly during the curing process for compressive strength；otherwise，it is easy to cause the miscalculation of the concrete strength，so as to cause serious influence on the whole project.

curing temperature； concrete； compressive strength； influence

2016-02-25;改回日期:2016-04-20

習(xí)曉紅(1984-),女,工程師,碩士研究生,測試計量技術(shù)及儀器專業(yè),從事建筑材料及相關(guān)試驗儀器設(shè)備研發(fā)工作。E-mail:xixhong@163.com

TU528

A

1671-1211(2016)05-0753-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2016.05.019

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20160811.0834.014.html 數(shù)字出版日期:2016-08-11 08:34