粉煤灰高性能混凝土養(yǎng)護(hù)方法的試驗研究

  摘要:試驗研究了標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、自然養(yǎng)護(hù)、浸水養(yǎng)護(hù)以及一種帶模供水養(yǎng)護(hù)的方法對粉煤灰高性能混凝土的強(qiáng)度和收縮性能的影響。結(jié)果表明，早期供水養(yǎng)護(hù)對粉煤灰高性能混凝土的強(qiáng)度和收縮有極大的影響，而帶模供水養(yǎng)護(hù)則是一種有效抑制混凝土收縮的養(yǎng)護(hù)方法;另外，在養(yǎng)護(hù)水中摻入減縮劑有一定的減小收縮作用。

  關(guān)鍵詞:粉煤灰 高性能混凝土 養(yǎng)護(hù)方法 減縮劑

  0 概述

  高性能混凝土常常采用高效減水劑和摻加磨細(xì) 粉煤灰來改善混凝土的性能。高效減水劑降低混凝土的水灰比，增大塌落度，賦予混凝土高的密實度和優(yōu)異的施工性能;摻入磨細(xì)粉煤灰可參與膠凝材料的水化反應(yīng)，填充膠凝材料的空隙，提高混凝土的耐久性和強(qiáng)度。 

      當(dāng)原材料一定，材料配合比相同，施工方法一致時，混凝土強(qiáng)度就取決于養(yǎng)護(hù)條件，同時，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性也受到養(yǎng)護(hù)狀況的影響。在粉煤灰高性能混凝土中，水膠比較低，初始階段粉煤灰沒有完全參與水化反應(yīng)，為了保證混凝土的質(zhì)量，防止混凝土開裂，養(yǎng)護(hù)期間，混凝土對外界的環(huán)境濕度要求較高。并應(yīng)該采取措施縮小混凝土內(nèi)部與表面的溫差，防止表面開裂。另外，良好的養(yǎng)護(hù)還可以減小干縮和自縮，以防止初裂紋的產(chǎn)生。所以養(yǎng)護(hù)條件對粉煤灰高性能混凝土的性能極為重要。本文就養(yǎng)護(hù)條件對粉煤灰高性能混凝土強(qiáng)度和變形性的影響作了一些探討。

  1 原材料及試驗方法

  1.1 原材料

     水泥：湖南韶峰525#普通硅酸鹽水泥; 

      砂：湘江河砂，細(xì)度模數(shù)2.88，級配符合Ⅱ區(qū)要求; 

      石：湘江卵石經(jīng)軋碎而成碎卵石，碎石占 51.5%，顆粒級配符合5～20mm連續(xù)級配要求;

      粉煤灰：株洲電廠Ⅱ級粉煤灰，經(jīng)超細(xì)磨，比表面積為546m2/kg;

      外加劑：湘潭產(chǎn)TQN高效減水劑;江都產(chǎn)減縮防裂劑。

  1.2 試驗方法

  混凝土的抗壓強(qiáng)度試驗按《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法》(GBJ81-85)進(jìn)行，砂漿干縮性能按《水泥膠砂干縮試驗方法》(JC/T603-1995)進(jìn)行。

  1.3 試件制備及養(yǎng)護(hù)方法

  (1)混凝土配合比

  如表1所示。

  (2)養(yǎng)護(hù)方法

  本試驗中，設(shè)計了如下一種養(yǎng)護(hù)方法(圖1):在混凝土試模周邊墊上吸水性能較好的棉布，混凝土攪拌后澆入墊好棉布的試模中成型，在混凝土表面覆蓋水層用作養(yǎng)護(hù)。這樣，養(yǎng)護(hù)水可以經(jīng)由吸水性好的棉布滲透到混凝土的所有暴露面上。試模上置塑料薄膜防止水份蒸發(fā)。這里把這種養(yǎng)護(hù)方法稱為帶模水養(yǎng)。

  試驗中共采用以下養(yǎng)護(hù)方法:

  標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，代號A;標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)7天后自然養(yǎng)護(hù)(放置于露天)，代號B;自然養(yǎng)護(hù)(置于露天)，代號C;試件終凝后拆模置于水中養(yǎng)護(hù)，代號D;帶模水養(yǎng)1天，之后置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，代號E1;帶模水養(yǎng)1天，并在養(yǎng)護(hù)水中加入2%的減縮劑，之后置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，代號E2;帶模水養(yǎng)7天，之后置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，代號E3;帶模水養(yǎng)7天，并在養(yǎng)護(hù)水中加入2%的減縮劑，之后置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，代號E4;試件終凝后拆模，置于含2%減縮劑的水中，代號F。

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  2 試驗結(jié)果及分析

      2.1水泥砂漿的收縮性能

  試驗結(jié)果如表2所示。表2說明，對于粉煤灰高性能混凝土，早期養(yǎng)護(hù)極為重要，試驗期間，正值雨季，但在自然養(yǎng)護(hù)條件下(C類)收縮值仍是最大(無論是早期收縮還是56天的收縮)，且從B，A兩種養(yǎng)護(hù)的對比可知，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)7天后再自然養(yǎng)護(hù)下的收縮值與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的收縮值相差不大，這也證明了早期養(yǎng)護(hù)的重要性。D類養(yǎng)護(hù)和F類養(yǎng)護(hù)，試件的收縮值相差不大，這是因為試件均一直處于浸水的完全潮濕環(huán)境中，有效地抑制了收縮。在E1和E2類養(yǎng)護(hù)中，試件早期收縮明顯減少，中后期收縮值也小于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下的試件(試件7天收縮值比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下分別減少約76%和4818%，56天收縮值比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下分別減少約16.3%和2619%)。這是因為試件的自縮在水化反應(yīng)過程中形成，而整個水化反應(yīng)時間雖長，但絕大部分反應(yīng)集中在試件成型后24小時，此時，由于良好的供水，有效抑制了自縮。

  另外，在養(yǎng)護(hù)水中加入減縮劑，有一定的減縮效果，這一點可以由E1和E2的對比看出。E2類養(yǎng)護(hù)下與E1類養(yǎng)護(hù)下試件相比，7天收縮值相差不大，而56天收縮值減少約12.6%。

  針對實際施工而言，在終凝后就拆模是不太現(xiàn)實的，故文中提出的帶模水養(yǎng)不失為一種行之有效的養(yǎng)護(hù)方法。

  2.2混凝土的強(qiáng)度

      試驗結(jié)果如表3所示。

  從表3可以看出，養(yǎng)護(hù)方法對混凝土強(qiáng)度的影響主要在早期，對后期強(qiáng)度影響要略小些。就早期強(qiáng)度而言，浸水養(yǎng)護(hù)條件下的混凝土強(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和自然養(yǎng)護(hù)條件下的混凝土強(qiáng)度高，3天齡期時，D類養(yǎng)護(hù)的混凝土強(qiáng)度比A類養(yǎng)護(hù)的混凝土強(qiáng)度高約8%，比C類養(yǎng)護(hù)的混凝土強(qiáng)度高約15%。E2類養(yǎng)護(hù)下的混凝土強(qiáng)度最高，其7天強(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下高約18%。而帶模水養(yǎng)下的混凝土強(qiáng)度與浸水養(yǎng)護(hù)時大致相當(dāng)。帶模水養(yǎng)1天和帶模水養(yǎng)7天，其早期強(qiáng)度均明顯高于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和自然養(yǎng)護(hù)。這同樣可以說明對于粉煤灰高性能混凝土強(qiáng)度而言，早期供水養(yǎng)護(hù)極為重要。

  而從28天強(qiáng)度來看，上述各種養(yǎng)護(hù)條件下的混凝土強(qiáng)度較為接近。帶模水養(yǎng)只是稍高出標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)約5%～8%，考慮實驗中各種綜合因素的影響，差距不大。

  本次試驗表明，在外界養(yǎng)護(hù)水中加入減縮劑，對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響并不大。

  從劈拉強(qiáng)度來看，自然養(yǎng)護(hù)下(B類)混凝土劈拉強(qiáng)度最低，而在養(yǎng)護(hù)水中加入了減縮劑的E2、E4類養(yǎng)護(hù)，其劈拉強(qiáng)度有明顯提高，E2類養(yǎng)護(hù)下劈拉強(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下高約12.3%，E4類養(yǎng)護(hù)下劈拉強(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下高約14.5%。說明減縮劑的使用改善了粉煤灰高性能混凝土的抗拉性能。

  另外，從表中可以看出，D、E1、E2、E3、E4養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的劈拉強(qiáng)度均有所提高，這間接反映了其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)更為致密，即微裂縫較少。

  3 結(jié)論

  3.1 對于粉煤灰高性能混凝土，早期供水養(yǎng)護(hù)極為重要，早期充分供水可以減小混凝土的自縮和干縮。同時，有利于早期強(qiáng)度的形成和后期強(qiáng)度的提高。一天的供水養(yǎng)護(hù)即可基本達(dá)到養(yǎng)護(hù)目的。

  3.2 文中提出的帶模養(yǎng)護(hù)方法，起到了早期供水的作用，可有效抑制自縮和干縮，混凝土試件的早期強(qiáng)度較高，28天強(qiáng)度穩(wěn)定，不失為一種有效的養(yǎng)護(hù)方法。

  3.3 養(yǎng)護(hù)水中摻入減縮劑也可起到一定抑制收縮的作用，從而可改善混凝土的抗拉性能。

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