浅谈高性能混凝土在不同的养护条件下的强度

浅谈高性能混凝土在不同的养护条件下的强度

      摘要：作为混凝土材料的主要力学性能之一，混凝土的强度具有重要的标识作用，然而，相关研究显示，影响混凝土强度增长的因素有很多而且复杂，既有内在的因素，如水泥品种、骨料大小、配合比、掺合料、外加剂等；也有外部因素，如养护条件等。本文对高性能混凝土在不同的养护条件下的强度进行了试验研究。

　　0.引言
　　混凝土建筑工程中应用最广泛、用量最大的建筑材料之一。它是以水泥和水组成的水泥浆体为粘结介质，与不同级配粒径的粗、细集料胶结，并在一定的条件下硬化成为具有一定力学性能的一种人工石材。水泥混凝土在硬化过程中，影响其强度的因素是多方面的，主要有材料组成、制备方法、养生条件和试验条件等。材料配合比相同、施工方法一致时，其力学强度取决于养护条件，即养护湿度、温度和养护时间（龄期）等。因此，采取合适的养护条件，对于保障高性能混凝土的强度具有重大意义。
　　1.试验设计
　　1.1 试验材料
　　42.5普通硅酸盐水泥，一级粉煤灰，细度模数为2.95的中粗砂，5～20mm连续粒级碎石，NC-F3高效泵送剂，水。
　　1.2 配合比
　　试验用的高性能混凝土配合比如表1所示。
　　表1 高性能混凝土试验用配合比
　　
　　
　　1.3 试验方法
　　高性能混凝土强度试验采用的试件，以同一龄期者为一组，每组为三个同时制作并在不同温度条件下养护的混凝土试件。试件尺寸按骨料的大小采用100mm×100mm×100mm，制作30组(90个)混凝土立方体试件。
　　在试件制作、养护及试验过程中应注意：
　　（1）由于需要测定混凝土早期强度，故拆模时需保护试件边角不受损坏。同时要严格控制养护温度和湿度，以保证试验精度。
　　（2）标准养护的试件拆模后应及时放在温度为20±3℃、湿度为95%以上的标准养护室中养护；10℃、30℃、50℃、70℃养护的试件拆模后放在温度设定为(试验温度±3℃)的恒温不流动水浴中养护(0～100℃可调，水的PH值不应小于7)。
　　（3）待试件养护达到规定龄期时，取出按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)试验。
　　2.试验结果分析
　　2.1 试验结果
　　由于采用100mm×100mm×100mm立方体试件，所以强度值应乘以尺寸换算系数0.95，试验结果如表2。
　　表2 高性能混凝土不同养护温度下强度试验结果
　　
　　2.2 试验分析
　　（1）高性能混凝土强度与龄期关系
　　高性能混凝土在标准养护条件下，应用Excel数据拟合工具，分别采用直线、幂函数、对数函数、二次函数等常用的数学模型对其分析，最终发现对数函数具有最好的精度，故采用对数公式拟合强度与龄期的曲线为：y=15.503ln(x)+6.9651，其R2=0.9507>0.8，说明相关程度很好。分析可知，高性能混凝土在标准养护条件下强度规律是前期强度增长较快，后期增长较慢。其1d强度达到28d强度的0.8%，3d强度达到49.6%，7d强度达到76%，14d强度达到28d强度的84%。
　　（2）不同养护温度下高性能混凝土强度关系
　　在10℃养护条件下，高性能混凝土2d强度达到28d强度的24%，3d强度达到47.2%，7d强度达到67.8%，14d强度达到85.3%。
　　在30℃养护条件下，高性能混凝土3d强度达到28d强度的55.1%，7d强度达到73.5%，14d强度达到83.1%。
　　在50℃养护条件下，高性能混凝土3d强度达到28d强度的61.9%，7d强度达到82.8%，14d强度达到93.7%。
　　在70℃养护条件下，高性能混凝土3d强度达到28d强度的77.8%，7d强度达到95.7%，14d强度达到97.3%。
　　（3）同龄期不同养护温度下高性能混凝土强度关系
　　在工程应用中，有时候需要知道某个龄期混凝土强度，以便进行第二次浇筑或施加预应力，
　　这要求我们对混凝土在不同温度下某个龄期强度进行研究，以得到最佳的养护温度。分析可知，高性能混凝土养护温度高，混凝土早期强度高，但28d强度则低于50℃养护的混凝土强度，并且养护温度高于60℃混凝土后期强度低于40℃～50℃温度养护的混凝土后期强度。
　　在较高温度下浇筑和养护的混凝土，有较高的早期强度(7d以前)，但14d和28d强度则较低，对于任何一个龄期都有一个较好的温度，可以获得最高的强度，但随着龄期的增加趋向于较低的养护温度获得最高的强度，获得最高28d强度的最佳温度约为50℃。
　　3.结束语
　　（1）高性能混凝土的前期强度增长较快，后期增长较慢；其发展趋势可以用对数函数描述，28d以后强度基本趋于稳定，但只要温度、湿度条件合适，混凝土的强度在几年甚至十几年期间都会有增长趋势。
　　（2）对于养护温度低于标养的试件，其强度比同期略低；对于高于标养温度的试件，其早期强度增长速度迅速，温度越高增长速度越快，后期强度增长较标养减慢。
　　（3）在较高温度下浇筑和养护的混凝土，有较高的早期强度，但28d强度有所降低，并且养护温度高于60℃混凝土后期强度低于40℃～50℃养护的混凝土后期强度。
　　（4）在较高的温度下养护，混凝土早期强度发展迅速，但对于后期强度的发展是不利的；在较低的温度下养护，混凝土的早期强度发展缓慢，但对于后期强度是有利的；不同配合比的混凝土都有一个适宜的养护温度对于早期和后期强度的发展都有利，对于本文高性能混凝土50℃养护温度是适宜的。