养护制度对混凝土抗压强度的影响

主要思路

　　混凝土浇筑完毕后，在一个相当长的时间内保持适当的温度和足够的湿度，满足混凝土的良好硬化条件，创造满足这种硬化条件所采取的措施，称为混凝土的养护。温度、湿度及养护延续的时间构成了混凝土养护的三大要素。

　　长期以来，由于不良的养护产生的缺陷对混凝土的影响没有引起施工人员的重视，所以对养护的重要性的认识也没有随着混凝土技术的进步而提高；同时，受技术水平、质量意识、价格成本等因素的影响，对混凝土养护没有采取科学的方法，因养护不当造成结构混凝土出现裂缝、麻面、强度低、耐久性差等病害日趋增多。

　　本文从养护温度、养护湿度及养护龄期等几个方面分析了不同的养护制度对混凝土抗压强度等力学性能的影响。

试验过程

　　试验用原材料

　　(1)水泥         南通华新P·O 42.5水泥
　　(2)粉煤灰      I级粉煤灰
　　(3)磨细矿渣  S95级磨细矿渣
　　(4)细集料     II区中砂，其细度模数2.6。
　　(5)粗集料    石灰岩碎石，其粒径范围为5mm~31.5mm。
　　(6)外加剂     江苏省建科院生产的JM-10高效减水剂。

　　试验用配合比

　　养护方案

　　试验结果与分析

　　考察了不同养护制度对混凝土抗压强度的影响规律。试验结果表明不同的养护制度对混凝土的早期（7d）抗压强度的影响较小，而对28d抗压强度有很大影响，对混凝土90d抗压强度影响更大。

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养护制度对不同种类混凝土抗压强度的影响试验结果

结果分析

　　1、养护湿度对混凝土抗压强度的影响

　　水泥的水化反应是以水为反应物的，所以水的存在是水泥水化反应发生的必要条件。比较养护条件A和D下混凝土的抗压强度，高养护湿度（A）下，混凝土的抗压强度随着龄期以较大的增幅增长，而低养护湿度（D）下混凝土的抗压强度在水化早期有一定程度的增长，后期增幅较小甚至几乎不增长。D下混凝土的28d抗压强度与标准养护条件下的混凝土相比降低了近18%左右。而90d龄期时，这种差距已经达到了40%以上。可以预见，随着龄期的增加，它们之间的差距还会进一步加大。

　　2、养护温度对混凝土抗压强度的影响

　　比较养护条件D和F下混凝土的抗压强度，养护温度的变化对混凝土早期强度的影响较大。35℃高温养护的混凝土7d抗压强度较高，而28d和90d抗压强度较低。养护温度对混凝土中水泥水化过程的影响主要基于两个方面的原因，其一即是温度升高水泥的水化反应加快，晶体形成速度加快，其二即是温度升高混凝土中自由水分向干燥空气中的蒸发速度加快，混凝土将很快到达内部缺水状态，从而抑制了水泥的水化反应。

　　混凝土处在低湿度环境中，高温条件加速了混凝土内部的水分向空气中挥发，35℃高温环境下的混凝土中相对湿度下降的快，其28d抗压强度低。并且由于水化产物在高温养护条件下的快速形成、随机分布将导致水化产物均布分散性变差，水泥石中容易产生大量的缺陷，这样的缺陷是混凝土后期强度增幅较小的原因。

　　江苏省夏季日最高温度达35℃以上，工程工地的日平均温度将会高于35℃，夏季施工时混凝土的养护温度将达到35℃以上，如不充分保湿养护将对混凝土的后期强度增长有一定的负面影响。

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　　3、早期养护时间对混凝土抗压强度的影响

　　养护条件A、B和C下混凝土抗压强度变化较小，这说明在水泥水化早期对混凝土施以一定时间的湿养护可以使混凝土的抗压强度不降低，这对于工程混凝土的现场施工有很好的指导意义。因为，混凝土施工现场很难保证对混凝土全龄期的养护，那么选择一个时效性高的养护龄期就显得非常必要。而由本试验结果可知，在混凝土中水泥水化早期施以一定的养护手段对混凝土抗压强度的保证有一定的积极作用。同时也可以看出，养护龄期越长对后期抗压强度的增加越有利。所以建议施工现场根据工程的实际情况选择至少两天保湿养护。对于重要工程和工程的重要的部位应选择不少于一周的保湿养护。

　　4、养护制度对由不同胶凝材料组成的混凝土的抗压强度的影响规律

　　通过比较不同胶凝材料组成混凝土7d抗压强度数据可知，养护制度对CF20S0的抗压强度影响最大，CF0S0次之。通过对28d抗压强度数据分析可知，养护制度对CF30S0影响最大，而CF0S30影响最小。90d龄期抗压强度的比较发现，这几种养护制度对CF30S0影响最大，而CF0S30影响最小。综合上图中所有数据，可以发现养护制度对掺加粉煤灰的混凝土的影响最大，而掺加矿渣的混凝土受养护制度的影响较小。这可能与混凝土早期结构的形成速度有关。由于水胶比和矿渣活性缘故，掺矿渣混凝土的早期强度较高。进而能够在水化早期形成良好的水泥石结构，可以有效地抵抗由于水分蒸发和水化反应所带来的收缩应力 。

　　同时也能在一定程度上减少混凝土内部骨料边缘界面过渡区中微细裂纹的产生，提高混凝土的后期强度和耐久性。同时，由于混凝土内部胶凝材料水化速度较快，生成的CSH凝胶数量较多，这样就可以填充较多的本来由水泥颗粒和水占据的空间，降低混凝土基体中毛细孔含量，细化毛细孔孔径，使水分散失过程的势垒增加，提高混凝土自身的保水能力。进而为胶凝材料的进一步水化提供了优越的条件，并最终提高混凝土的抗压强度。

结论

　　与全程置于标准养护室(T=20℃,RH≥90%)内养护的混凝土相比，置于自然环境(T=20℃,RH=65%)下混凝土其强度性能降低十分明显，当混凝土置于高温环境(T=35℃,RH=65%)中时降低程度更大。并且这种降低随着龄期的延长而更加明显 。
当早期对混凝土施以一定龄期(2d或7d)湿养护(T=20℃,RH≥90%)，混凝土材料的强度能得到较大程度的提高。

　　对于不同胶凝材料的组成的混凝土，不同养护制度对粉煤灰混凝土的影响更大。

　　对于养护困难的施工环境应在早期（7d）对混凝土施以水养护，这样可以一定程度的增加混凝土的密实性，使混凝土的强度提高，这对于现场混凝土施工有一定指导意义。