粉煤灰高性能混凝土养护方法的试验研究

  摘要:试验研究了标准养护、自然养护、浸水养护以及一种带模供水养护的方法对粉煤灰高性能混凝土的强度和收缩性能的影响。结果表明，早期供水养护对粉煤灰高性能混凝土的强度和收缩有极大的影响，而带模供水养护则是一种有效抑制混凝土收缩的养护方法;另外，在养护水中掺入减缩剂有一定的减小收缩作用。

  关键词:粉煤灰 高性能混凝土 养护方法 减缩剂

  0 概述

  高性能混凝土常常采用高效减水剂和掺加磨细 粉煤灰来改善混凝土的性能。高效减水剂降低混凝土的水灰比，增大塌落度，赋予混凝土高的密实度和优异的施工性能;掺入磨细粉煤灰可参与胶凝材料的水化反应，填充胶凝材料的空隙，提高混凝土的耐久性和强度。 

      当原材料一定，材料配合比相同，施工方法一致时，混凝土强度就取决于养护条件，同时，混凝土结构的耐久性也受到养护状况的影响。在粉煤灰高性能混凝土中，水胶比较低，初始阶段粉煤灰没有完全参与水化反应，为了保证混凝土的质量，防止混凝土开裂，养护期间，混凝土对外界的环境湿度要求较高。并应该采取措施缩小混凝土内部与表面的温差，防止表面开裂。另外，良好的养护还可以减小干缩和自缩，以防止初裂纹的产生。所以养护条件对粉煤灰高性能混凝土的性能极为重要。本文就养护条件对粉煤灰高性能混凝土强度和变形性的影响作了一些探讨。

  1 原材料及试验方法

  1.1 原材料

     水泥：湖南韶峰525#普通硅酸盐水泥; 

      砂：湘江河砂，细度模数2.88，级配符合Ⅱ区要求; 

      石：湘江卵石经轧碎而成碎卵石，碎石占 51.5%，颗粒级配符合5～20mm连续级配要求;

      粉煤灰：株洲电厂Ⅱ级粉煤灰，经超细磨，比表面积为546m2/kg;

      外加剂：湘潭产TQN高效减水剂;江都产减缩防裂剂。

  1.2 试验方法

  混凝土的抗压强度试验按《普通混凝土力学性能试验方法》(GBJ81-85)进行，砂浆干缩性能按《水泥胶砂干缩试验方法》(JC/T603-1995)进行。

  1.3 试件制备及养护方法

  (1)混凝土配合比

  如表1所示。

  (2)养护方法

  本试验中，设计了如下一种养护方法(图1):在混凝土试模周边垫上吸水性能较好的棉布，混凝土搅拌后浇入垫好棉布的试模中成型，在混凝土表面覆盖水层用作养护。这样，养护水可以经由吸水性好的棉布渗透到混凝土的所有暴露面上。试模上置塑料薄膜防止水份蒸发。这里把这种养护方法称为带模水养。

  试验中共采用以下养护方法:

  标准养护，代号A;标准养护7天后自然养护(放置于露天)，代号B;自然养护(置于露天)，代号C;试件终凝后拆模置于水中养护，代号D;带模水养1天，之后置于标准养护室，代号E1;带模水养1天，并在养护水中加入2%的减缩剂，之后置于标准养护室，代号E2;带模水养7天，之后置于标准养护室，代号E3;带模水养7天，并在养护水中加入2%的减缩剂，之后置于标准养护室，代号E4;试件终凝后拆模，置于含2%减缩剂的水中，代号F。

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  2 试验结果及分析

      2.1水泥砂浆的收缩性能

  试验结果如表2所示。表2说明，对于粉煤灰高性能混凝土，早期养护极为重要，试验期间，正值雨季，但在自然养护条件下(C类)收缩值仍是最大(无论是早期收缩还是56天的收缩)，且从B，A两种养护的对比可知，标准养护7天后再自然养护下的收缩值与标准养护的收缩值相差不大，这也证明了早期养护的重要性。D类养护和F类养护，试件的收缩值相差不大，这是因为试件均一直处于浸水的完全潮湿环境中，有效地抑制了收缩。在E1和E2类养护中，试件早期收缩明显减少，中后期收缩值也小于标准养护下的试件(试件7天收缩值比标准养护下分别减少约76%和4818%，56天收缩值比标准养护下分别减少约16.3%和2619%)。这是因为试件的自缩在水化反应过程中形成，而整个水化反应时间虽长，但绝大部分反应集中在试件成型后24小时，此时，由于良好的供水，有效抑制了自缩。

  另外，在养护水中加入减缩剂，有一定的减缩效果，这一点可以由E1和E2的对比看出。E2类养护下与E1类养护下试件相比，7天收缩值相差不大，而56天收缩值减少约12.6%。

  针对实际施工而言，在终凝后就拆模是不太现实的，故文中提出的带模水养不失为一种行之有效的养护方法。

  2.2混凝土的强度

      试验结果如表3所示。

  从表3可以看出，养护方法对混凝土强度的影响主要在早期，对后期强度影响要略小些。就早期强度而言，浸水养护条件下的混凝土强度比标准养护和自然养护条件下的混凝土强度高，3天龄期时，D类养护的混凝土强度比A类养护的混凝土强度高约8%，比C类养护的混凝土强度高约15%。E2类养护下的混凝土强度最高，其7天强度比标准养护下高约18%。而带模水养下的混凝土强度与浸水养护时大致相当。带模水养1天和带模水养7天，其早期强度均明显高于标准养护和自然养护。这同样可以说明对于粉煤灰高性能混凝土强度而言，早期供水养护极为重要。

  而从28天强度来看，上述各种养护条件下的混凝土强度较为接近。带模水养只是稍高出标准养护约5%～8%，考虑实验中各种综合因素的影响，差距不大。

  本次试验表明，在外界养护水中加入减缩剂，对混凝土抗压强度的影响并不大。

  从劈拉强度来看，自然养护下(B类)混凝土劈拉强度最低，而在养护水中加入了减缩剂的E2、E4类养护，其劈拉强度有明显提高，E2类养护下劈拉强度比标准养护下高约12.3%，E4类养护下劈拉强度比标准养护下高约14.5%。说明减缩剂的使用改善了粉煤灰高性能混凝土的抗拉性能。

  另外，从表中可以看出，D、E1、E2、E3、E4养护条件下，混凝土的劈拉强度均有所提高，这间接反映了其内部的结构更为致密，即微裂缝较少。

  3 结论

  3.1 对于粉煤灰高性能混凝土，早期供水养护极为重要，早期充分供水可以减小混凝土的自缩和干缩。同时，有利于早期强度的形成和后期强度的提高。一天的供水养护即可基本达到养护目的。

  3.2 文中提出的带模养护方法，起到了早期供水的作用，可有效抑制自缩和干缩，混凝土试件的早期强度较高，28天强度稳定，不失为一种有效的养护方法。

  3.3 养护水中掺入减缩剂也可起到一定抑制收缩的作用，从而可改善混凝土的抗拉性能。

  参考文献

  [1]吴中伟、廉慧珍，高性能混凝土，中国铁道出版社，1999

  [2]周士琼、尹健、谢友均等，粉煤灰高性能混凝土的性能，山东建材学院学报，NO.S1，Vol.12，1998

  [3]Pierre-Claude Aitcin.Auto genous shrinkage can no longer ben neglected——but it can be avoided.Concrete International，November.1999

  [4]沈旦申，粉煤灰混凝土，中国铁道出版社