强度-温度（蒸汽养护）曲线的研究

陈,平  ,梁,凯   ,瞿,伟

四川省天投建筑科技有限公司成都分公司 四川成都 邮编610041

摘要：混凝土的养护工作非常重要，对混凝土的抗渗抗裂性能以及硬化混凝土的质量起着决定性的作用，混凝土配合比的拌合用水在混凝土密实成型以后不可以损失，这就是养护的目的。可以根据密实成型后混凝土失水的多少、失水缺陷消除的彻底程度，评价混凝土施工养护的质量，评估硬化混凝土的质量及其对耐久性的影响，在PC构件的过程中，温度的设立对强度的发挥起关键作用，本文通过试验室模拟实际生产，绘制强度温度的关系图，指导实际生产的工艺控制。

关键词：强度抗裂性；PC构件；蒸汽养护；曲线图

前言：混凝土属于是各大项目施工中最关键的建筑材料之一，它拥有原料丰富、投资少、抗压强度高、应用范围广等明显特征。混凝土养护条件及养护时间是否科学合理对预制构件模台使用率和生产效率影响十分巨大。所以说，预制构件蒸汽养护的研究，对提高劳动生产率，节能增效影响巨大，通过掌握蒸汽养护期间强度与温度之间的关系，建立混凝土养护机制，提高混凝土耐久性及降本增效的目的。

1蒸汽养护对混凝土强度的影响

1.1静默时间的影响

浇筑混凝土后，水化反应并未立即达到混凝土的硬化水平，因此需要一定的时间才能使混凝土稳定，静置时间的长短与混凝土的初始结构强度有关，还与在加热期间抵抗混凝土膨胀和破坏的能力有关。因此，适当的静置时间对混凝土的初始或后期强度有积极影响。通常，蒸汽养护中的高加热速率需要更长的静停时间，以赋予混凝土足够的初始强度以减少加热期间裂缝的形成。相反，可以减少静置周期，在进行实际生产期间，通常需要控制在4～6h(冬季宜为6h，夏季宜为4h，其他季节参照确定)。

1.2升温速率的影响

加热速率对混凝土强度产生的影响较小。但是，如果没有设置合理的静置时间，则升温速度过快时，混凝土的强度受到不利影响，混凝土的强度降低。这主要是由于混凝土的初始结构强度不高，则温度的快速升高将导致混凝土中的各种成分，尤其是蒸汽的热膨胀，这将导致各种形状的裂纹，例如放射性裂纹、界面裂纹以及网状裂纹等。同时，高加热速率也会增加混凝土表面和内部之间的温度梯度，从而产生温度应力裂纹，如果出现上述裂纹，混凝土结构将被破坏，强度将降低。通常，在气温较低的季节，温度上升速率可抑制到约15°C/h。对于气温较高的季节，可以适当提高加热速率，但不应超过25°C/h。

1.3恒温温度和恒温时间的影响

混凝土的强度主要由水化度控制，水化度越高，混凝土的强度就越高。所以说，提升蒸汽养护温度或恒温养护时间就能够加速构件的不饱和水化反应速率，从而提升混凝土的强度。然而，蒸汽养护温度越高，恒温养护时间越长，并且对于混凝土膨胀所产生的影响越大，混凝土中更容易出现孔洞和内部裂纹，并且会造成强度降低。另外，对蒸汽养护温度的提升不仅增加了水泥的水化速率，而且还促进了颗粒表面成分的溶解和释放，并参与了水化反应以产生更结晶的水化产物。在低温下，由于有足够的时间扩散，水化产物均匀地分布和沉淀，但是伴随蒸汽养护温度的提升，水化反应的速率超过了水化产物的扩散速率，水化物积聚在水泥周围。颗粒形成低透射率的壳，从而可以防止水合水化产物出现继续扩散的情况，并防止水泥颗粒继续水化，这阻碍了混凝土后强度的发展。

1.4降温速率的影响

降温速率不得大于10℃/h，降温结束后混凝土应在蒸养棚内延养24～48h，棚内温度缓降接近棚外温度，以保证撤除蒸养棚之前混凝土芯部温度与外界温差不超过10℃；混凝土养护期间与撤除保温设施时，应采取措施防止混凝土表面温度受环境影响发生剧烈变化，保证混凝土芯部与表层温差、表层与环境温差不超过10℃；否则，混凝土内部和外部之间的温差将导致拉伸应力开裂，从而对混凝土的强度产生影响。

2混凝土强度-温度（蒸汽养护）曲线研究

2.1试验方案

本次试验采用雅安市荥经县本地5-25碎石，河道砂与机制砂，采用峨胜P.o42.5R水泥，雅安顶三建材二级粉煤灰，采用四川鹏元建材高效减水剂。配合比如图1所示：

图1配合比详情

同时成型6组100mm x 100mm抗压试块，养护方式如图2所示：

图2成型6组100x100抗压试块养护方法

在同样的方式下，40℃~90℃试验得到的结果如图3所示：

图3同样方式下的40℃~90℃试验结果

经过整理后绘制如图4所示：

图4混凝土强度-温度（蒸汽养护）曲线图

结论：

通过本次试验：建立强度-温度（蒸汽养护）曲线，能进一步指导PC构件在生产中的工艺控制，为生产的模台周转率及起吊强度提供试验数据，保证生产的同时，节能增效。

参考文献：

[1]王安德.混凝土养护工作对混凝土强度的影响研究[J].安徽建筑，2018（2）:95-96.

[2]唐新军.施工现场养护方式对混凝土抗压强度的影响研究[J].粉煤灰综合利用，2018（3）:70-75.

[3]姜春萌.干旱区夏季施工养护方式对混凝土抗压强度的影响研究[J].粉煤灰综合利用，2019（4）：45-46.

[4]朱瑶宏，占女，秦明强，等.蒸汽养护粉煤灰混凝土抗渗性试验研究[J]建筑，2013(1）：33-35.

[5]张杉.贺智敏，刘伟，郑荣跃。混凝土耐久性评价指标结系及寿命预测研究[J].混凝土，2014（3）：48-51.

作者简介：陈平  四川成都 （1976.11），男，高级工程师，西南交通大学土木工程专业，从事商品混凝土实验室工作及预制构件质量管理二十余年，研究方向特种混凝土及预制混凝土方向。电话：[phone]  邮件：[e-mail]

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