浅谈养护条件对混凝土强度及耐久性的影响

1、河南建材2008年第4期试验研究混凝土(砼是用途最广泛的建筑材料,砼构筑物硬化12小时后,都必须进行浇水养护。随着预拌砼和高性能砼的大规模应用,工程裂缝出现的机率增多,有害裂缝影响构筑物的耐久性。解决这类问题的途径单从材料角度看,膨胀剂、减缩剂、钢纤维等都是减免或分散裂缝的有效措施,但最根本的还是离不了砼的养护。本文通过试验来分析不同的养护条件对砼的强度及其变形的影响。1原材料及试验方法1.1原材料(1水泥C:普硅42.5;(2粉煤灰F(I级;(3膨胀剂“ZY中岩”牌,掺量8%;(4砂子:河沙、中砂;(5石子G:石灰岩碎石,粒径6mm30mm;(6减水剂:萘系高效减水剂掺量1%。1.2砼试样配

2、比试验用配合比见表1。表1混凝土试样配合比(kg/m31.3砼的力学性能试验用表1砼拌合物,依据规范分别测定其3d、7d、28d和90d龄期的抗压强度以及28d龄期的抗折强度,静力受压弹性模量,其结果见表2。表2混凝土试样的力学性能1.4砼的胀缩变形试验为了考察水分、湿度对砼变形的影响,进行了多种养护条件的试验,“水中”指在标准试验室水中养护;“干空”指在相对湿度RH为(60±5%的恒温恒湿箱中养护;“雾室”指RH>90%的恒温恒湿箱的养护;“绝湿”指用塑料薄膜封裹试体以阻绝内外水分的交换;“水中干空水中”是指试体的干-湿循环试验。不同养护条件下的砼变形测试结果见表3。表3砼在

3、不同养护条件下的变形Er(x10-4注:表中数据是根据GBJ50119-2003的附录及标准规范测试所得。2试验结果与分析2.1砼的力学性能分析由表2可知,补偿收缩砼及水工砼的3d、7d抗压强度比普通砼低,但28d和90d抗压强度均超过普通砼。这是由于水工砼掺加了活性粉煤灰,二次水化反应物填充砼毛细孔隙、增加了砼的密实度,使砼后期强度有所提高;而对掺膨胀剂的补偿收缩砼,在早期砼没有约束,膨胀剂使砼的早期结构疏松,早期强度降低,随着砼强度的发展,约束条件下的膨胀剂能充分地填充砼毛细孔隙,使砼内部结构更加密实,对28d和90d强度有明显增强作用。从砼的静力受压弹性模量来看,随弹性模量的增高,砼的极

4、限变形能力也随之增高,砼的耐久性也相应提高。2.2养护条件对砼胀缩变形性能的影响从表3中可以得出以下结果:(1同条件下成型的试体,砼变形(Er大小按养护条件排序为:水中>雾室>绝湿>干空。砼硬化12小时后进行养护,时间不少于14天,否则砼极易出现裂缝。(2无论是何种养护条件,补偿收缩砼的膨胀功能要远远大于水工砼和普通砼,这是由于补偿收缩砼掺入了膨胀剂,在钢筋或邻位限制条件下,在水泥水化硬化过程中,能产生一定体积膨胀,从而转化为一定的预压应力,这是普通砼及水工砼所不能达到的。(3普通砼和水工砼在养护状态下3d、7d都应处于湿胀状态,且变形值很少,而在14天以后就会处于干缩状态,

5、并且干缩变形值要远大于补偿收缩砼,这说明加强早期养护能显著地控制后期的回缩。3养护条件对砼的耐久性影响分析由于砼自身存在的收缩问题(主要包括干缩、冷缩、早期塑性收缩、自收缩,所以水泥砼极易出现开裂,缩短工程结构的使用时间。(1普通砼的极限拉伸变形值很低,尽管通过加强养护、严格操作以及传统保守设计等方法,但由于砼的收缩拉应力大于砼的极限拉伸值而使砼产生开裂。(2水电工程中对水工砼的安全性要求很高,砼的抗裂防渗性能及抗冲磨性能等是重要的技术指标,在高压水位下防止或减少砼裂缝的出现,对水电站、大坝等长久安全运行极为重要。尽管水工砼通过采用普通防水砼、低热水泥降低水化热以及掺超细活性混合材等措施来解决

6、砼的开裂问题,但都没有从根本上解决砼的收缩。(3补偿收缩砼当膨胀受到约束时能产生0.20.7MPa预浅谈养护条件对混凝土强度及耐久性的影响王国川1王庆华21玲珑集团质管部(2654002河南省建筑设计研究院有限公司(450002砼种类水泥粉煤灰膨胀剂砂石子水减水剂普通C04000073011001704补偿收缩C2308603273011001704砼种类抗压强度(MPa抗折强度(MPa静力受压弹性模量X104MPa3d7d28d90d28d条件普通砼C0水工砼C1补偿收缩C23d7d28d3d7d28d3d7d28d52Henan Building Materials河南建材2008年第4期

7、Henan Building Materials 试验研究压应力,抵消砼中出现的拉应力,从而达到砼抗裂防渗的目的,提高了砼的耐久性。补偿收缩砼试体放在水中养护7d 后,再置于干空条件下28d,再重新置于水中养护28d,砼的胀缩可逆性最为典型,表现为强烈的自愈性,即砼产生裂缝后,再补充给水,未水化的水泥与膨胀剂颗粒会继续水化,产生钙矾石及凝胶会继续填充缝隙,水分失而复得的结果是膨胀恢复、干缩减少、使缝隙缩小或弥合,这对潮湿环境下,如地下工程、水工工程砼的有害裂缝密度的缩小或闭合是非常有利的。4不同工程、不同部位、不同季节砼的养护措施超长施工、水工建筑以及大体积砼等易出现收缩开裂,根据以上分析针对

8、不同工程、不同部位、不同季节砼的养护,得出以下经验:(1地下部分的底板防水砼一般采用蓄水养护(除了冬季施工,特别是大体积砼基本上蓄水养护7d,再保湿至14d,这是为了有利于底板砼表面均匀散热,降低内外温差。蓄水深度按照以下公式计算:H=h×T1/T其中:H实际蓄水深度;h理论计算蓄水深度,h=R×r(R:砼的表面热阻系数, r:水的导热系数;T1需要的蓄水养护温度,T1=T m ax-20,T m ax代表砼中心最高温度。T:施工时的旬平均温度。(2地下部分外墙的防水砼,在有条件的情况下,可在顶面设多孔管淋水养护;大部分多采取晚拆模板(57天后拆模,可提前松动对拉螺栓,进行

9、浇水,使水分进入模板与墙外壁之间;模板折除后再保持湿润至14d。(3地上部分砼一般用塑料薄膜覆盖并保持湿润状态。(4冬季施工应采取保温、保湿联合养护,防止突然降温的影响;应晚拆除墙体模板,模板拆除后,应在两面涂刷防水性能优良的养护剂。(5水工砼应尽量采用补偿收缩砼,对大体积、大面积底板应及时分块保湿养护,砼降温速度控制在5/d以下。(6补偿收缩砼内外温差可提高到40以上,无须用冰块或铺设冷却水管来降温。但由于补偿收缩砼膨胀结束后的干燥收缩落差较大,必须加强早期水养护并尽可能延长砼养护时间。(7砼工程浇注完毕后,必须及时采取措施,减少砼构筑物的暴露时间,防止砼受温度变化而干缩变形。5结论(1补偿

10、收缩砼尽管比普通砼的早期强度略有降低,但后期强度会明显提高。(2水工砼尽量用补偿收缩砼替代,加强砼的早期养护并尽量延长后期的养护时间。(3对不同工程、不同部位、不同季节的砼,应采用不同的养护措施,并加强砼的后期维护。0引言主桥结构采用两座带挂孔的单箱双室预应力混凝土T 构,T构悬臂长2×40m,两端挂孔长30m。T构悬臂根部梁高6.0m,端部梁高2.0m,挂孔为30m预应力混凝土简支T梁。桥梁主桥结构的布置见图1所示。为了解该结构的受力行为,基于通用有限元程序对其进行结构分析,为该类桥梁结构的受力行为分析提供理论依据。图1主桥结构的整体布置图1桥梁加载程序及检测结果1.1加载程序为了获得结构试验荷载与变位及应力关系的连续性和防止结构意外损伤,加载方式为逐级递加到最大荷载,一次卸到零级荷载。加载位置与加载工况的确定主要依据的原则是:尽可能用最少的加载车辆满足试验荷载效率,考虑简化加载工况,缩短试验时间。试验采用5辆汽车(单车重约30吨作为荷载,分6级加载和1级卸载,试验加载程序如下:(1正式加载前,非工作人员退场,待一切工作安排就绪,试验量测仪表读数调零,进行第一次空载读数。(2正式实施试验加载,采用分阶段、分级加载程序进行。(3每级汽车荷载驶入指定的区域就位后,稳定15分钟记录加载后第一次读数,间隔10分钟再记录加载的第二次