養護制度對高性能混凝土力學性能的影響

王威

摘 要：本文探討了蒸汽養護和標準養護這兩種不同的養護制度及不同的粗骨料（石灰石、輝綠巖、尾礦石）、細骨料（河沙、機制砂、尾礦砂）對強度等級為C80的混凝土的力學性能（抗壓強度、抗折強度、劈拉強度、彈性模量）的影響，28d齡期實驗結果表明：蒸汽養護混凝土比標準養護混凝土的力學性能要低；粗骨料中對力學性能的貢獻：石灰石最大、尾礦石最小；細骨料中對力學性能的貢獻：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性能要低。

關鍵詞：養護制度；骨料；混凝土；力學性能

課題編號：XZYB1531

養護制度對于混凝土強度的發展有很重要的影響。往往人們為了加速模具的周轉及快速施工選擇采用蒸汽養護來加速混凝土強度的發展，從而獲得較高的早期強度，達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度高于其設計強度的70%[1]。然而在提高了早期強度的時候對于后期強度的影響卻是我們不得不注意的問題。水泥石、骨料、界面過渡區對混凝土的強度起主要影響。對于普通混凝土而言，界面過渡區的性質對混凝土的強度影響最為突出，骨料的影響不明顯；而對于高強混凝土而言，由于水泥石的強度和界面過渡區的微觀結構性能大大增強，導致在混凝土破壞時并不一定總是首先破壞界面過渡區，首先破壞骨料的可能性大大增加[2]。

1 試驗方法

養護條件：標準養護組的試塊脫模后放在溫度為20±2℃、濕度大于95%的標準養護室中進行養護。蒸汽養護組的試塊在成型后靜停3h；然后放在水泥混凝土快速養護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度，要求脫模強度不小于設計強度的70%；其他組放入標準養護室養護至規定齡期（3d、7d、28d），測試其相關力學性能。

2 結果與分析

養護制度對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骨料配制的混凝土，在蒸養條件下7天抗壓強度為89.4Mpa，28天抗壓強度為95.3Mpa；在標準養護條件下7天抗壓強度為87.7Mpa，28天抗壓強度為97.5Mpa。由尾礦石和尾礦砂這兩種粗細骨料配制的混凝土，在蒸養條件下7天抗壓強度為81.1Mpa，28天抗壓強度為88.4Mpa；在標準養護條件下7天抗壓強度為80.5Mpa，28天抗壓強度為91.4Mpa。由此可見蒸養混凝土前期抗壓強度較高而后期抗壓強度較低。并且這一規律在圖2-2的抗折強度中也有相同的體現，即蒸養混凝土前期抗折強度較高而后期抗折強度較低。由圖2-3所反映出的劈拉強度可以看出蒸養和標養差別不大。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下7天和28天彈性模量都較低；而以尾礦砂石作為粗細骨料的混凝土在蒸養條件下7天彈性模量較高，28天彈性模量較低。之所以蒸汽養護的混凝土的早期力學性能比標準養護的要高，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，使得早期強度較高。然而，這些快速生成的水化產物尺寸較大、結晶度差、分布不均勻，因此其內部結構的密實度不及標準養護的混凝土，固在后期標準養護的混凝土的力學性能較高[3]。

3 結論

1.蒸汽養護的混凝土早期力學性能比標準養護的要高，但后期力學性能不及標準養護的混凝土。

2.細骨料相同時，粗骨料對混凝土的力學性能貢獻依次為：石灰石、輝綠巖、尾礦石。

3.粗骨料相同時，細骨料對混凝土的力學性能貢獻依次為：河沙、機制砂、尾礦砂。

4.全尾礦骨料混凝土的力學性能要低于其他骨料的混凝土。

參考文獻

[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.高強高性能混凝土中集料對力學性能的影響.混凝土[J]，2001（1）：43-46.

[3]彭波.蒸養制度對高強混凝土的影響[D].武漢：武漢理工大學，2007：120.