养护制度对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇养护制度对混凝土抗氯离子渗透性能的影响范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘要】：在工程实际中，对预制构件进行蒸汽养护，从而加快混凝土构件的早期强度发展，是较为常见的一种措施。基于对蒸养混凝土后期强度和耐久性的担忧，本文通过实验，对比分析了蒸养和标养条件下混凝土试件的电通量。结果显示，与标养相比，蒸养混凝土的抗氯离子渗透性能有所下降。

【关键词】：蒸汽养护 标准养护 混凝土 电通量 氯离子渗透

引言

抗氯离子渗透性钢筋混凝土耐久性的一向重要内容。已有的研究结果表明，影响混凝土抗氯离子渗透性的因素很多，包括原材料、配合比、工作环境、施工方法、养护方式与龄期等[1~3]。本文通过大量实地考察和室内试验，着重研究了蒸汽养护和标准养护对混凝土抗氯离子渗透性的影响，以期为工程实践提供一定的参考。

试验材料和试验方法

试验材料

（1）水泥。重庆拉法基普通硅酸盐水泥，比表面积360m2/kg，密度3.15g/cm3。化学成分见表1。

（2）粉煤灰（FA）。重庆珞璜电厂生产的Ⅰ级粉煤灰。化学成分见表1。

（3）矿渣（GBS）。重庆环亚建材有限公司生产的水淬高炉矿渣，密度为2.95g/cm3，比表面积448 m2/kg（GBS2）。化学成分见表1。

（4）粗骨料。石灰石碎石，5~20连续级配。

（5）细骨料。中砂，细度模数为2.6，表观密度为2710 kg/m3，松散密度为1350 kg/m3。

（6）减水剂。FDN高效萘系减水剂，减水率20%±2%。

表1 水泥与矿物掺合料的化学成分

材料 SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3 MgO SO3 R2O

水泥 21.85 4.77 62.70 3.29 0.87 2.87 1.17

矿渣 33.71 13.56 38.34 1.52 8.48 0.20 -

粉煤灰 53.94 24.91 2.86 8.38 1.93 0.92 -

试验方法

蒸汽养护制度：预养2小时，升温2小时，50℃恒温18小时，降温2小时。预养条件为常温20℃，相对湿度95%以上。混凝土蒸养结束，试件冷却后马上移至标准养护室，标养至28d龄期。

电通量测试方法：参照标准ASTM C1202-97[4]方法，采用直流电量法快速测定混凝土抗氯离子渗透性。实验中，先将试件进行真空保水，然后在60V直流电压下每隔30min测量一次通过试块的电流，持续6h。总电量Q按下式计算：

Q=（I1+2I2+2I3+……+2I12+I13）×900C

式中，Q―总电量，C；

实测电流，A。

一般认为，当通过试件的6h导电量＜1000库伦时，混凝土的抗氯离子渗透性能较好。

配合比设计方案

.考虑了纯水泥和单掺粉煤灰或矿渣的三种情况，对比相同条件下，养护方式对混凝土抗氯离子渗透性的影响。具体方案见表2。

表2 混凝土配合比设计方案

混凝土配合比

编号 水泥 粉煤灰 矿渣 中砂 碎石 水 外加剂种类及掺量（%）

1 450 ― ― 720 1175 180 FDN 0.8

2 360 90 ― 720 1175 180 FDN 0.6

3 360 ― 90 720 1175 180 FDN 0.7

实验结果与分析

测试结果见表3。

表3 混凝土性能测试结果

编号 坍落度/mm 28d抗压强度/MPa 6h电通量/C

BY1 180 66.4 1232

BY2 180 63.5 736

BY3 180 67.9 557

ZY1 180 61.1 1709

ZY2 180 55.2 1128

ZY3 180 60.8 877

注：BY表示标准养护，ZY表示蒸汽养护。数字1、2、3对应表2中的编号。

由表3得知，经过蒸养的混凝土试件28d抗压强度低于标准养护条件下的混凝土试件。与标养试件相比，蒸养混凝土的28d抗压强度降低约8%。与此同时，后者的6h电通量增加了38.7%，大大削弱混凝土的抗氯离子渗透能力。另外，两者的库仑电量都高于1000C，表明抗氯离子渗透的能力都较弱。

造成上述结果的可能原因是，混凝土经过高温蒸养后，水化速度加快，水化形成的CSH凝胶来不及均化分布，钙矾石也多以柱状或棒状存在，导致整个体系微观结构不均匀，大孔、有害孔增加，总的孔隙率变大，最终引起混凝土密实度不足。在早期，标准养护的混凝土试件水化较慢，没有形成足够的水化产物，因此强度赶不上蒸养的混凝土试件。到了后期，蒸养试件的水化大部分已在蒸养阶段完成，后期少量的水化产物不足以弥补前期造成的结构缺陷，而标养试件的微观结构随着龄期的延长逐渐完善，最终形成相对致密的结构。这具体表现为后者的28d强度大于前者，库伦电量较低，结构较为密实，抗氯离子侵蚀能力较强。

粉煤灰和矿渣的掺入都显著改善了混凝土的抗氯离子渗透性能，且后者的效果更优。同在标准养护的条件下，掺粉煤灰和矿渣的试件6h电通量分别降低了40.3%和54.8%。同在蒸养条件下，与不掺矿物掺合料的试件相比，两者的6h电通量分别降低了34.0%和48.7%，甚至低于标准养护条件下BY1的6h电通量。这表明矿物掺合料的加入可以有效改善混凝土的抗氯离子渗透性能，弥补因采用蒸汽养护所带来的不利影响。

试件BY2、BY3和ZY3的6h电通量均小于1000C，说明混凝土具有良好的抗氯离子渗透能力。

结论

通过本文的研究，可以得出以下结论：

1）在本试验采用的蒸养制度条件下，蒸养后的混凝土试件28d抗压强度低于同龄期同配比的标准养护试件；

2）与标养试件相比，蒸养混凝土的的6h电通量增加了38.7%，大大减弱了抗氯离子渗透的能力。

3）粉煤灰和矿渣的掺入能有效显著改善混凝土的抗氯离子渗透性能，矿渣的效果优于粉煤灰。

4）掺粉煤灰或矿渣的蒸养混凝土6h电通量低于不掺矿物掺合料的标养混凝土，且掺入矿渣后蒸养混凝土的6h电通量小于1000库伦，表明混凝土具有良好的抗氯离子渗透性能。

参考文献

[1] 冯乃谦. 在港湾、海洋结构物中水泥混凝土的长期性能[J]. 混凝土与水泥制品，2002，（6）.

[2] 刘伟，贺志敏，谢友均等. 蒸养混凝土抗氯离子渗透性能研究[J]. 混凝土，2005，（6）.

[3] 尤敏. 蒸养条件及矿物外加剂对混凝土强度及抗氯离子渗透性能的影响[J]. 福建建材，2008，（4）.

[4] ASTM C1202. Standard test method for electrical indication of concrete’s ability to resist chloride ion penetration[S]. Annual Book of ASTM stangards. 1995. Vo. 1. 04. 02.

张晓冬，（1981-），陕西渭南人，本科，助理工程师，主要从事商品混凝土质量检测、配合比设计、试验等工作。