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摘要:混凝土的碳化是困扰很多建筑施工企业的问题。目前我国各地区质量监督站大量应用回弹法检验混凝土强度,混凝土的碳化深度是左右测量结果的重要影响因素。在笔者的经历中,由于混凝土碳化深度过高而导致混凝土强度评定不合格的主要原因,很多施工单位为此付出高昂的代价。基于此,本文主要对不同养护条件对混凝土强度及碳化深度的影响进行分析探讨。
关键词:不同养护条件;混凝土强度;碳化深度;影响
1、前言
由于影响混凝土强度及碳化性能的因素太多也太复杂,不是一两篇文章或一两次试验能够阐述及证明清楚的。所以,本文主要采用接近于工程施工中的常用原材料、配合比(双掺矿粉、粉煤灰),及施工现场的养护方式(试块成型后直接放置在室外浇水养护)。研究在不同养护条件下对混凝土强度及碳化深度会产生怎样的影响。以提示各方关注混凝土施工过程中,养护的重要性,以保证混凝土发挥应有的功能、作用,避免由于先天不足给后期的使用及维护带来不必要的麻烦。
2、试验用原材料检验结果
(1)水泥:马鞍山海螺P·O42.5,3d强度为22.5MPa,28d强度46.0MPa,安定性合格,比表面积360m2/kg,标准稠度用水量27%。
(2)矿粉:马鞍山长江,S95级,7d活性指数77%,28d活性指数98%,流动度比99%,比表面积410m2/kg,烧失量1.0%。
(3)粉煤灰:细度9.4,需水量比97%,烧失量3.5%。
(4)砂:河砂,细度模数2.4,II区中砂,含泥量1.8%,泥块含量0.2%。
(5)碎石:5~31.5mm,含泥量1.2%,压碎值9.5%。针片状总含量15%。
(6)外加剂:萘系高效减水剂,密度1.189g/mL,含固量33.0%,混凝土减水率大于20%。
3、混凝土配合比
3.1试拌情况及试验编排
试验选用水胶比为0.48。矿物掺合料为双掺,矿粉掺量占总胶凝材料25%、粉煤灰掺量占总胶凝材料的20%。试拌时,实测混凝土出机坍落度180mm,和易性及流动性均较好。共计成型12组(100×100×100)mm试块,分三个养护条件,每个养护条件下分别测试其28d、60d、90d及1年的强度和碳化深度。
三个养护条件分别为:
(A)标准养护7d,拆模后放置室外浇水养护至28d,再移入干燥的房间按上述龄期进行试验;
(B)标准养护14d,拆模后放置室外浇水养护至28d,再移入干燥的房间按上述龄期进行试验;
(C)标准养护28d,再移入干燥的房间按上述龄期进行试验。直至试验结束均不再浇水养护,全程为室内常温。
3.2试验结果及分析
根据上述各龄期的强度及碳化深度的测量。混凝土各龄期强度随养护龄期的增加而提高,且比较明显,而混凝土各龄期的碳化深度也随着养护龄期的增加而明显下降。以上试验数据表明,标准养护7d和14d甚至是28d,在28d和60d、90d的龄期碳化深度试验中相差不大,但在1年后各养护龄期的碳化深度的差别就非常大。这说明及时有效的养护对混凝土的强度提高和碳化深度的降低是非常重要的。尤其是对目前普遍掺有掺合料的混凝土来说,就更为重要。如果在混凝土成型的初期对养护工作不重视,就会很有可能产生先天不足的缺陷,使后期的使用、维护成本大大提高,对结构的耐久性及安全性也会产生影响,发挥不到其应有的作用。
4、混凝土碳化的防治措施
4.1选择合适的水泥
要用生成Ca(OH)2多的水泥,由于水泥品种、掺合料品种及其掺量的不同,水泥水化时生成的碱性物质Ca(OH)2含量都有所不同,故对混凝土的碳化速度也有一定的影响,生成Ca(OH)2多的水泥,其混凝土碳化速度慢。所以施工时要选择生成Ca(OH)2多的水泥,以减慢混凝土的碳化速度。
4.2降低水灰比
水灰比小的混凝土水泥浆的组织密实,透气性小,即有较好的抗渗性,因而碳化速度慢。所以在拌制混凝土时,在满足设计要求和施工要求的情况下,尽量降低水灰比,减少用水量,增加密实度,提高混凝土的抗渗性。为此,可掺引气型的高效减水剂,一方面使混凝土内部产生均匀、稳定、互不连通的微小气泡,阻止了CO2的渗透,另一方面也大大减少了混凝土的用水量,增加了混凝土的密实度,提高了抗渗性。
4.3加强混凝土的早期养护
混凝土的养护目的:
1)创造各种条件使水泥充分水化,加速混凝土硬化;
2)防止混凝土成型后暴晒、风吹、寒冷等条件而出现的不正常收缩、裂缝等破损现象。现浇混凝土在正常条件下通常采用自然养护。自然养护基本要求:在浇筑完成后,12h以内应进行养护;混凝土强度未达到C12以前,严禁任何人在上面行走、安装模板支架,更不得作冲击性或任何劈打的操作。且应在初凝以后开始覆盖养护,在终凝后开始浇水(12h后)。常用的五种水泥正常温度条件下应不少于7d;掺有外加剂或有抗渗、抗冻要求的项目,应不少于14d。
4.4防止裂缝
夏天气温高,要及时喷水养护,使其保持湿润;防止温度裂缝的措施有:施工时,首先要考虑矿渣水泥、粉煤灰水泥,对于大体积混凝土要用中热或低热水泥,同时在保证强度指标的情况下加入一定量的活性掺合料(如粉煤灰、矿渣微粉等)。在一定范围内,活性掺合料对水泥的代用量越多,降低混凝土温升的效果越好。另外可充分利用混凝土的后期强度,根据工程结构实际承载力和工期长等情况,和设计单位协商,用56d,90d的抗压强度代替28d的抗压强度作为设计强度。还有就是在大体积混凝土里加入缓凝、引气型的减水剂,以改善其和易性、流动性、粘聚性、保水性。通过分散和减水作用,可降低用水量,增加混凝土的密实度和强度,同时还降低水化热,推迟温峰出现的时间,因而减少温度裂缝,亦提高混凝土抗渗性。
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