不同养护条件下混凝土抗压强度和抗碳化性能的研究

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由于施工养护不到位造成中低强度等级掺矿物掺合料配制的混凝土(以下称为现代混凝土)存在各种病害,其中以现代混凝土抗碳化性能差、耐久寿命短的工程案例最为普遍。提高中低强度等级混凝土的耐久性,从而延长建筑物使用寿命,符合国家可持续发展和节能减排的战略举措。   本文围绕各种养护温度、养护湿度及早期标准养护时间,并与标准养护条件进行对比,研究了养护条件对中低强度等级混凝土抗压强度的影响规律;研究了在加速碳化的实验条件下养护条件对混凝土抗碳化性能的影响规律。采用测定化学结合水量、SEM和MIP等微观测试方法研究了其中的影响机制。   对中低强度等级混凝土抗压强度的研究表明:适当的养护湿度是保证混凝土抗压强度持续增长的必要条件;养护湿度为55%时,混凝土抗压强度随温度的升高而增加;混凝土在干冷(T为10℃,RH为55%)或干热(T为35℃,RH为55%)气候下施工时,为使其抗压强度达到设计强度等级(C25)的要求,保湿养护时间应不少于7d或应保湿养护1d~3d。与基准混凝土(即胶凝材料仅为水泥)相比,现代混凝土在养护湿度95%下小孔含量多;然而,干冷气候下,现代混凝土的掺合料活性效应不能充分发挥,导致浆体孔结构不致密;混凝土进入干冷气候条件前增加其早期标准养护时间可使孔结构获得改善。   对中低强度等级混凝土抗碳化性能的研究表明:随着养护湿度由55%增至95%,混凝土抗碳化性能提高,现代混凝土与基准混凝土之间的抗碳化性能差距缩小,甚至要优于基准混凝土。养护湿度55%时,混凝土养护温度由10℃提高到35℃,在一定程度上可弥补低养护湿度对抗碳化性能的不利影响。随着早期标准养护时间由1d增至28d,混凝土的碳化系数由8.78~21.30的范围下降到5.13~5.62的范围,且现代混凝土碳化系数的降幅要大于基准混凝土,掺合料掺量高的混凝土降幅要大于掺量低的混凝土。混凝土在干冷或干热气候下施工时,为使其碳化寿命达到50年,基准混凝土应有11.2d,现代混凝土应有11.1d~14.5d的早期标准养护时间或基准混凝土应有10.1d,现代混凝土应有9.3d~16.7d的早期标准养护时间。掺合料的加入虽然减少了混凝土CH量,但在养护湿度95%的条件下其通过对混凝土孔结构的改善弥补了CH量下降的不利影响,其抗碳化性能与基准混凝土相当。
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