养护条件对混凝土强度及介观孔结构的影响

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1、圃养护条件对混凝土强度及介观孔结构的影响蓝垂林陈文超中国人民解放军92301部队王振地张萍中国建筑材料科学研究总院摘要：养护条件在混凝土的强度和孔结构发展过程中扮演着重要角色，本文利用干空养护、标准养护和室外自然暴露三种养护方式研究了养护条件对混凝土早期和后期强度发展的影响，通过图像分析法分析了不同养护条件下混凝土在介观层次的孔结构。结果表明在适当的湿度条件下，养护温度对混凝土强度的发展具有重要作用，图像分析显示不同的养护条件对混凝土孔隙结构造成影响，干空养护条件下的混凝土的平均孔隙面积最大和平均微裂

2、纹数量最多。关键词：养护条件；强度；孔结构；图像分析法1前言养护制度对于水泥基材料的水化过程具有显著影响，并进一步影响孔结构⋯、渗透性能乜J、力学和变形性能∞咱-的发展，它在一定程度上决定了水泥基材料的耐久性能。现有的研究对于实验室标养旧o、空气中养护∞1或者特殊条件养护H’‘“的关注相对较多。实际上，水泥基材料暴露于室外自然环境下的几率更高，但有关室外自然暴露、实验室标养和干空养护之间的关系以及对水泥基材料强度和介观孔隙结构的发展方面的认识仍然相对不足。基于此，本文利用记录环境温湿度得到混凝土材料的

3、成熟度，考察了室外自然暴露、实验室标养和干空养护条件下混凝土材料的强度发展规律，利用图像分析法研究了养护条件对介观层次混凝土孔隙结构的影响。2试验试验所用的水泥为P．I型硅酸盐水泥，使用粉煤灰和矿渣分别取代部分水泥构成三组分胶凝材料系统，石子为连续级配碎石。按照表1所示的配合比搅拌混凝土，入模后振动台震实，然后将带模的混凝土试样分别放入三种环境条件下养护：①温度20±2℃，相对湿度9596以上的标准养护室；②温度20℃，相对湿度60±5％的干空养护室；③室外自然暴露环境养护。室外自然暴露养护的日平均温

4、湿度变化如图1所示。室外自然暴露养护温湿度监测时间为50天，正处于北京市高温多雨的夏季，日平均温度在26℃左右，平均相对湿度在75％左右。在1d～90d龄期内，按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》连续进行抗压强度测试。将28d和90d混凝土试样沿成型面方向切成厚度为2．5cm的混凝土板，用400号和800号金刚砂多次研磨切出的新鲜断面，每次磨完后洗刷干净，再进行下次研磨。仔细研磨后的断面上涂刷氧化铬，再利用抛光机进行抛光，洗刷干净后晾干，置于显微镜下观察。当强光低于入射角照射在观测面上时，可观测到很

5、平的表面上有气泡截面和骨料孔隙，气泡边缘清晰，但能测出尺寸为10um的气泡截面时，即可认为该观测面剖面已经加工合格，然后就可以按照文献旧-的方法进行介观孔结构的图像分析。表1混凝土配合比(kg／m3)编号水泥粉煤灰矿渣砂石外加剂1#360072118494．32#287363772l18494．33#214014672l18494．34#214146O72118494．35#1629972l18494．3h图1自然环境中的日平均温湿度变化3结果与讨论3．1养护条件对强度发展的影响图2是混凝土材料在不同

6、养护制度下的早期强度发展情况。可以看出，对于不同的混凝土配比在1d龄期内其强度曲线基本重合，这主要是三种养护条件下初始养护温度基本接近，拌合水和水化温升是混凝土材料强度发展的基本保障。在3d龄期，养护条件对于混凝土强度发展的影响逐渐显现出来，对于5组不同配比的混凝土，室外自然暴露养护均具有最高的强度。与干空养护的相比，标准养护条件下的混凝土抗压强度稍高于干空条件下养护的混凝土相应的强度，由于干空养护和标准养护的温度相差不大，所以这一结果表明从3d龄期开始，随着混凝土材料自身拌合水的逐渐蒸发，水分或湿度

7、对于混凝土强度的发展具有重要作用。在7d龄期，养护条件对于混凝土强度发展的影响已经明晰，对于表1中任一配比的混凝土，经过室外自然暴露养护的混凝土强度均高于标准养护和干空养护条件下相应配比的混凝土强度。基于本文的试验条件，可以得到不同养护条件下同配比的混凝土试件早期强度有以下关系：室外自然暴露养护混凝土强度>标准养护混凝土强度>千空养护混凝土强度。需要注意的是，从图1可以发现本文的自然暴露环境的平均温度在26℃左右，平均相对湿度在75％左右。环境暴露温度高于标养温度，湿度低于标准养护条件下的95％，但室

8、外自然暴露条件下养护的混凝土的强度均高于标准养护条件下相应配比的混凝土强度，这表明在适当的环境湿度下，温度是决定胶凝材料系统水化的主要因素。图3是不同养护条件下混凝土的成熟度，可以看出成熟度的增长呈线性，考虑到成熟度仅与时间和温度相关，则相同养护时问内成熟度曲线的斜率由温度决定，温度越高斜率越大，同龄期内成熟度越高。图3中标养和干空养护的成熟度曲线重合，二者的斜率均为20，室外自然暴露养护的斜率为27．2，可见成熟度曲线的斜率即为混凝土整个养护周期内的平