养护对C120 高性能混凝土强度影响的研究

王利静

(北京新奥混凝土集团有限公司)

前言

目前，高性能混凝土已然成为土木工程材料界的热门话题，高性能混凝土(high performance concrete)以其出色的耐久性、工作性、体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最全面的混凝土，由于其优越的性能，应用于桥梁i［1］、高层建筑、以及一些恶劣环境中。而高强度的高性能混凝土有更明显的优势，强度增长快，能够缩短工期。对超高强高性能混凝土研究已经成为了目前混凝土研究的新的方向。

1 原材料

用于C120 高性能混凝土的水泥要求有高的强度和高的耐久性。本文采用冀东P.O52.5 进行试验。采用的砂子为涞水二区中砂，细度模数为2.92，含泥量为0.1%，C120 高性能混凝土采用玄武岩碎石，粒径范围为5-20mm 的连续级配。矿粉采用天津行龙S95 级矿粉，比表面积458m2/kg，流动度比99%，7 天活性指数82.9%，28 天活性指数102%。粉煤灰采用西安建筑科技大学的超细粉煤灰，烧失量4.6%，需水量比90%，45μm 筛余1.0%，以30%代替水泥得出的胶砂与水泥胶砂比较，7 天活性指数为65%，28 天活性指数为78%。硅灰采用甘肃三远硅灰，45μm 筛余为0.6%，需水量比121%，流动度74%。本文外加剂采用的LG 化学保坍型外加剂母液，减水率为40%，固含量为50%。拌合用水采用饮用水。

2 配合比

本论文选用配合比水胶比为0.18，砂率为36%。各种材料的加入量如下表:

3 试验方法

(1)常温养护分析:采用60L 的强制式搅拌机拌合，试验分三盘进行，每盘搅拌45L，由于高性能混凝土水胶比较小，搅拌时间延长至360S。保证每盘配合比和原材料不变，备料需一次性备齐。每盘成型4组试块。分别标记为A、B、C、D。A 为标准方法，指的是成型之后立即盖膜，在20 ±5℃条件下24h 之后拆模，置于养护室标养。B 为成型之后置于室外2h之后进行覆盖养护;C 为成型之后置于室外于8h 之后进行覆盖养护;D 为置于室外12h 之后进行覆盖养护。

(2)高温养护分析:用60L 的强制式搅拌机拌合，试验分四盘进行，每盘搅拌45L，由于高性能混凝土水胶比较小，搅拌时间延长至360S。保证每盘配合比和原材料不变，备料需一次性备齐。每盘成型4组试块。标记为E、F(分别取两组)。E 为45℃养护，F 为75℃养护。

(3)试验用中砂，需要经过烘干筛分后，分级进行清洗，烘干。使用时进行每级级配，细度模数为2.92 取样测试含泥量，含泥量保持在0.1%。

(4)参照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行试验，试验时，采用150* 150* 150mm 的标准试块进行试验。

4 结果分析

(1)不同的早期养护对c120 强度的影响

采用固定的C120 高性能混凝土的配比，每盘搅拌45L，采用150* 150* 150mm 的试模，搅拌三盘进行试验，每盘成型4 组。分别标记为A、B、C、D。A为标准方法养护，为对比试样，是以成型之后立即盖膜，在20 ±5℃条件下养护24h 之后拆模，拆模之后置于养护室以20 ±2℃，湿度为95%以上的环境中进行标准养护。B 为成型之后置于室外，不采取任何养护措施，静置2h 之后进行覆盖养护;C 为成型之后置于室外于6h 之后进行覆盖养护;D 为置于室外12h之后进行覆盖养护。并对当天室外温湿度进行记录，下表1 为温湿度记录表，下表2 为各龄期的抗压强度值。

表1 试拌当天温湿度记录表

表2 不同养护方式下的各龄期抗压强度值

通过表中的数据可以看出，混凝土早期的养护对其抗压强度有影响，养护越早，抗压强度越高，相反，越晚养护，对抗压强度的影响幅度较大。

根据常全文ii［2］等的研究发现，普通混凝土在分别暴露于太阳下2h、4h、8h 时，抗压强度降幅最高可降低30%。对于高性能混凝土，前期降幅较高，后期降幅较小，其原因有可能是高性能混凝土中有部分细度较小的矿物掺和料，在常规混凝土进行的水化的过程中又有部分生成硅酸钙的反应，由于水化反应原材料的补给，水化反应相对较快，当水消耗完全时，水化反应终止，硅酸钙的生成反应也开始停止，由于在室外养护以及水化反应的进行，导致C120高性能混凝土由于缺水导致的混凝土干缩开裂等一系列反应，使得混凝土中产生内应力，产生裂缝，有些裂缝不可逆，导致早期混凝土强度降低较多，在后期进行正常标养的情况下，混凝土内部的部分反应又继续进行，逐渐填补抵消部分内部缺陷，使得强度比起标养降低，但是降幅偏小。早期缺水越严重，混凝土由于缺水导致的开裂越严重，所以养护时间越晚，对混凝土的抗压强度影响越大。

(2)标养和快养对c120 高性能混凝土强度的影响

用60L 的强制式搅拌机拌合，试验分四盘进行，每盘搅拌45L，由于高性能混凝土水胶比较小，搅拌时间延长至360S。保证每盘配合比和原材料不变，备料需一次性备齐。每盘成型4 组试块。标记为E、F(分别取两组)。E 为45℃养护，F 为75℃养护。下表为两种养护条件下24h、48h 的抗压强度:

通过表中可以看出，C120 高性能混凝土对快速养护的温度有要求，快养温度不宜过高，这是由于C120 高性能混凝土内部水化反应相较于普通混凝土较快，不仅有原来水泥中的硅酸钙水化反应，还有超细矿物掺合料与水化反应产生的氢氧化钙反应生成硅酸钙，再进行水化反应，导致内部水化热较多，当在75℃快养时，由于反应过快，导致内外部温差过大，由于温度应力导致内部部分开裂，对强度产生不利影响。

5 结论

根据本文试验结果分析，可得出以下结论:

(1)C120 高性能混凝土的早期养护对其强度产生一定的影响，早期养护越早，对混凝土的强度越好。

(2)对于C120 高性能混凝土来说，其初期水化反应较快，水化热较多，初期养护温度越高，混凝土的抗压强度越低。

(3)对于工地施工来说，尽量避免夏季高温施工，并采取一定的降温措施。C120 高性能混凝土硬化快，可以根据实际情况尽早进行养护。

［1］陈安亮、徐曦等，HPC 及其在桥梁中的应用优势［J］，混凝土世界，2015.3∶80∶83.

［2］常全文、李青春、刘才玮等，混凝土早期养护对其抗压强度的影响［J］，建筑施工，2010.01∶66-68.