眾所周知,混凝土水泥漿料澆筑振搗完成以后,需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間來(lái)凝結(jié)成型,這段過(guò)程需要得到良好的養(yǎng)護(hù)。美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)(ACI)將養(yǎng)護(hù)定義為:“水泥在水分與溫度滿(mǎn)足的條件下持續(xù)水化,水泥混凝土逐漸成熟和硬度發(fā)展的過(guò)程”。
水泥水化過(guò)程相當(dāng)緩慢,其早強(qiáng)強(qiáng)度增長(zhǎng)較快,養(yǎng)護(hù)時(shí)間的長(zhǎng)短、養(yǎng)護(hù)的好壞將直接影響最終砼的強(qiáng)度以及質(zhì)量。混凝土的初始養(yǎng)護(hù)條件決定了水化混凝土表面層的水飽和程度,繼而決定表面混凝土保護(hù)層的孔隙結(jié)構(gòu)、滲透性、擴(kuò)散性和吸水率等特性,從而影響著混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和耐久性能。
影響混凝土養(yǎng)護(hù)效果的四個(gè)主要因素為:養(yǎng)護(hù)溫度、養(yǎng)護(hù)濕度、養(yǎng)護(hù)時(shí)間和養(yǎng)護(hù)手段。根據(jù)所建立的養(yǎng)護(hù)溫度和濕度的不同,常用的混凝土養(yǎng)護(hù)方式有三種:標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、自然養(yǎng)護(hù)、加溫快速養(yǎng)護(hù)。
不同的養(yǎng)護(hù)方法對(duì)混凝土強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律不同,在加溫快速養(yǎng)護(hù)方法中,高溫干熱養(yǎng)護(hù)和蒸汽養(yǎng)護(hù)無(wú)論是前期強(qiáng)度還是后期強(qiáng)度,都要低于熱水養(yǎng)護(hù)。但二者的后期發(fā)展規(guī)律不同,高溫干熱養(yǎng)護(hù)后期強(qiáng)度降低的趨勢(shì)十分明顯,而高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)后期強(qiáng)度發(fā)展穩(wěn)定并略有上升。熱水養(yǎng)護(hù)有利于提高抗壓強(qiáng)度,其前期強(qiáng)度隨熱水養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加而提高。但熱水養(yǎng)護(hù)3d后,其抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢,再增加熱水養(yǎng)護(hù)時(shí)間對(duì)強(qiáng)度的提高不大。
?。?)養(yǎng)護(hù)溫度
養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)混凝土的影響表現(xiàn)在3個(gè)方面:①水化反應(yīng)的速率,②混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特性,③蒸發(fā)和干燥速率。
在保證水分的條件下,溫度的升高加快了水化反應(yīng)速率,促進(jìn)了混凝土早期強(qiáng)度的發(fā)展;如果濕養(yǎng)護(hù)條件無(wú)法保證,會(huì)導(dǎo)致毛細(xì)管中水分蒸發(fā),用于水化反應(yīng)的水分相應(yīng)減少,減緩了膠凝材料的后期水化,對(duì)后期強(qiáng)度有不利影響。因此要想讓養(yǎng)護(hù)溫度發(fā)揮應(yīng)用的養(yǎng)護(hù)效果,必須要以保證養(yǎng)護(hù)濕度為前提。
養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)混凝土強(qiáng)度的發(fā)展速度有很大的影響,與所有的化學(xué)反應(yīng)一樣,溫度的升高能加速膠凝材料的水化反應(yīng)。研究表明當(dāng)溫度低于某一限值時(shí)(這個(gè)溫度一般為-10℃左右),水泥水化反應(yīng)將不能進(jìn)行,混凝土強(qiáng)度停止發(fā)展。但是,并不是溫度越高對(duì)混凝土強(qiáng)度越有利。對(duì)于普通的硅酸鹽水泥混凝土,早期高溫養(yǎng)護(hù)能夠提高混凝土的早期強(qiáng)度,但是后期強(qiáng)度會(huì)回縮。對(duì)于早期高溫養(yǎng)護(hù)造成混凝土后期強(qiáng)度回縮的原因大概有以下幾點(diǎn):①初始水化速率的加快阻礙后期水化,水化產(chǎn)物分布不均勻,造成混凝土中強(qiáng)度的薄弱區(qū)域。②混凝土后期水化程度低。③生產(chǎn)的水化產(chǎn)物膠空比大、質(zhì)量差。④水化高熱的熱應(yīng)力造成界面過(guò)渡區(qū)的微裂縫氣泡膨脹和水分遷移造成定向孔隙。⑤石膏與C3A反應(yīng)受阻。
為了彌補(bǔ)高溫水養(yǎng)護(hù)造成的混凝土后期強(qiáng)度的衰減,需要控制養(yǎng)護(hù)中的倆個(gè)因素:預(yù)養(yǎng)時(shí)間和升溫速度。一定的預(yù)養(yǎng)強(qiáng)度可以使混凝土具有抵御高溫應(yīng)力的能力,避免內(nèi)部產(chǎn)生過(guò)多微裂縫,同時(shí)能夠使水化產(chǎn)物均勻分散;另一個(gè)支持高溫水養(yǎng)護(hù)需要一定預(yù)養(yǎng)強(qiáng)度的證據(jù)是給石膏與C3A反應(yīng)留出時(shí)間,高溫下石膏的溶解度很低,其中一部分不能立即和C3A反應(yīng),會(huì)導(dǎo)致混凝土中發(fā)生類(lèi)似硫酸鹽侵蝕的膨脹反應(yīng)。
除此之外,高溫養(yǎng)護(hù)混凝土后期強(qiáng)度的降低程度還與混凝土的組成有關(guān),降低水灰比或摻入礦物摻和料將有助于緩解高溫養(yǎng)護(hù)所造成的高溫負(fù)效應(yīng)。高溫養(yǎng)護(hù)所造成的負(fù)效應(yīng)隨著水灰比的降低而降低。因此,在混凝土中摻入粉煤灰、礦渣和硅灰可以彌補(bǔ)高溫養(yǎng)護(hù)造成的混凝土性能損失,相對(duì)而言,硅灰作用最好,如對(duì)于水膠比為0.28的混凝土,摻入硅灰后已基本消除了高溫負(fù)效應(yīng);粉煤灰次之,其效果也比較明顯;效果最差的是礦渣。
(2)養(yǎng)護(hù)濕度
自然條件下硬化的混凝土,其強(qiáng)度增長(zhǎng)速度取決于水泥的特性、混凝土配合比以及周?chē)橘|(zhì)的溫、濕度。濕度適中,水泥水化能順利進(jìn)行,使混凝土強(qiáng)度得到充分發(fā)展。如果濕度不夠,混凝土?xí)蚴稍锒绊懰嗨饔玫恼_M(jìn)行,甚至停止水化,降低混凝土的強(qiáng)度。在其他條件相同的情況下,周?chē)橘|(zhì)的溫濕條件決定了混凝土的質(zhì)量和構(gòu)筑物的耐久性。
(3)養(yǎng)護(hù)齡期
由于水泥的水化是一個(gè)緩慢的過(guò)程,所以水泥混凝上的強(qiáng)度發(fā)展需要時(shí)間。一般來(lái)說(shuō),混凝土強(qiáng)度隨齡期的延長(zhǎng)而提高,其增長(zhǎng)速度在早期較快,后期逐漸變緩。養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng),水泥的水化程度越大,水化產(chǎn)物也會(huì)增加并填充毛細(xì)孔,減少孔隙率,使水泥石致密。毛細(xì)孔的貫通程度減少,滲透性自然降低,耐久性能提高。
尤其對(duì)摻有礦物摻合料的混凝土,由于礦物摻和料的二次水化反應(yīng)速度緩慢,再加上水泥熟料被摻合料代替后水化產(chǎn)物生成量減少,導(dǎo)致混凝土毛細(xì)孔被水化膠凝產(chǎn)物填充的速度減緩,早期強(qiáng)度較低;但隨著養(yǎng)護(hù)齡期的延長(zhǎng),水泥水化程度的增加及礦物摻和料的二次水化反應(yīng)的不斷進(jìn)行,混凝土后其強(qiáng)度會(huì)趕上甚至?xí)^(guò)基準(zhǔn)混凝土,其中的毛細(xì)孔逐漸被水化產(chǎn)物填充,孔徑減小,連通性減弱,滲透性降低。
但是單純通過(guò)延長(zhǎng)初始濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間來(lái)提高粉煤灰混凝土性能的方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工來(lái)說(shuō)是不經(jīng)濟(jì)的,其提高幅度也是有限的。研究表明:常溫條件下(20℃)持續(xù)水養(yǎng)護(hù),粉煤灰混凝土(25%替代率)28天粉煤灰的反應(yīng)程度不足5%,即使連續(xù)濕養(yǎng)護(hù)到180天其反應(yīng)度也才達(dá)到15%左右。
------------------------------------
山東華偉銀凱建材科技股份有限公司,專(zhuān)注聚羧酸減水劑等混凝土外加劑產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)。公司減水劑已廣泛應(yīng)用到國(guó)家各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)當(dāng)中,深受市場(chǎng)歡迎!
以上信息來(lái)源于網(wǎng)絡(luò),內(nèi)容有調(diào)整,旨在傳播與分享,如有侵權(quán),請(qǐng)直接通知我們,謝謝!
獲取更多資訊,歡迎關(guān)注華偉官方公眾號(hào)