凝结时间对混凝土蒸养性能影响的试验研究

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1、凝结时间对混凝土蒸养性能影响的试验研究1引言     由于蒸养能加快混凝土强度发展，因此，在混凝土预制构件生产厂中普遍采用。据报道，在我国被调查的混凝土预制构件生产厂家，70%以上为了提高生产率，将刚成型的混凝土构件立即进行蒸养[1]。虽然混凝土预制构件早期的蒸养是普遍的做法，但是许多研究者指出这种做法对混凝土的性能影响是不利的。而在混凝土构件蒸养之前，前置一定时间则有利于混凝土的强度及耐久性能的提高[2～5]。      Soroka[2]的研究结果表明，混凝土浇筑成型放置30～60min后进行的蒸养对混凝土的抗压强度是不利的。Shideler和Chamberl

2、in[3]的研究结果表明，混凝土浇筑成型放置2～6h后进行的蒸养，依靠高温，生产的15～40%的混凝土产品在24h时的强度比混凝土构件成型后立即进行蒸养的产品的强度要高。Hanson[4]通过试验证明当蒸养前的前置时间从1h增加到5h时，所有龄期混凝土构件的抗压强度都有增加。然而，在蒸养前只有1h前置时间时，被蒸养过的所有试件上都出现了水平裂缝。      Mironov[5]认为确定前置时间的前提条件是蒸养的工序不应该使混凝土构件产生体积膨胀，并且认为将混凝土构件的抗压强度达到0.65～0.75MPa时所需要的时间作为蒸养前的前置时间。Alexanderson[

3、6]的研究表明当前置时间为4～7h时，可忽略由于蒸养产生的体积膨胀，并且后期强度发展没有损失。根据Alexanderson[6]的观点，由于短的前置时间引起混凝土试件质量下降是因为混凝土内部孔压力产生的拉应力引起构件开裂和孔隙率增大。因此，他认为混凝土构件在进行蒸养工序前应达到一个临界的抗拉强度。但是在混凝土强度发展的后期进行蒸养对混凝土的性能也是不利的。Heinz和Ludwig[7]报道了后继钙矾石形成（DelayedEttringiteFormation，简称DEF）对高温（＞75℃）蒸养混凝土预制件后期强度衰退的不利影响。通过常温雾养后在强度发展后期用蒸汽养

4、护，混凝土中有后继的膨胀发生。这是由于亚稳的单硫型水化硫酸盐向钙矾石转化的结果[8]。在这种条件下，混凝土可能表现出不正常的膨胀和产生相连的微裂缝，长期作用下去，可能导致构件破坏[9]。      Odler和Gasser[10]研究了在无蒸养的水泥浆体中的DEF，表明其对水泥浆体的影响不显著。碱-骨料反应[11、12]、冻融循环[13、14]或化学侵蚀[8]等都能激发生成DEF，进而使混凝土构件体积膨胀。Taylor[15]全面地评价了DEF这种产物，指出混凝土和水泥砂浆的微结构决定了混凝土材料如何由DEF产生破坏应力，任何一个削弱混凝土材料的因素都会降低混凝土

5、抗膨胀的能力。如果养护温度、热度、冷却率以及前置时间没有选择合适，温度应力就会产生微裂纹。所有像DEF这样的损伤过程不仅影响混凝土的强度，而且也影响了混凝土的耐久性。这是因为DEF使得混凝土更容易被渗透，砂浆-骨料界面变得更薄弱[15]。本文基于混凝土的初凝时间，通过不同的前置时间对混凝土抗压强度的影响进行了试验研究。 2试验设计2.1试验用原材料     水泥为北京产拉法基42.5MPa普通硅酸盐水泥，其化学成分和物理性能分别列于表1和表2。细骨料为河砂，细度模数F.M.为2.78；粗骨料为碎石，粗骨料最大粒径为25㎜。拌和用水为自来水；天津产FDN高效减水剂用

6、于配制C40混凝土。 2.2混凝土配合比设计      混凝土配合比按《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）进行设计。选择强度C25和C40混凝土进行试验，其配合比见表32.3试验过程      3C25和C40混凝土的拌合物在25℃的实验室进行拌合。基准混凝土试件进行标养（20±3℃，相对湿度98±2%），试件为100㎜×100㎜×100㎜立方体，测其1d、3d、7d、28d和90d的抗压强度，其强度值按《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081—2002中抗压强度试验方法取值。       按照ASTMC403规定步骤做不同混凝土的初凝

7、时间（T0）。C20和C40混凝土的初凝时间分别为235和220min，用它们作为选择前置时间的基础。前置时间是指水与水泥在搅拌机拌合到蒸养工序开始之间的时间。本文选择了T0、T1、T2和T3四个前置时间进行研究。表4列出两种混凝土的不同前置时间。      在前置时间里，试件用湿布覆盖放置在20±3℃的环境。前置时间结束，将试件放入养护箱中，以每小时21℃的速度升温至80℃，分别连续蒸养5h和10h。然后从养护箱中取出置于标养的环境中，达到规定的龄期进行抗压强度测试。其强度值按《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081—2002中抗压强度试验方法取值。

8、 3结果和