养护方式对混凝土内部相对湿度变化的影响研究.pdf
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1、2 0 1 3年 第 1 2期 (总 第 2 9 0期 ) N u mb e r 1 2 i n 2 0 1 3 ( T o t a l No 2 9 0 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THE 0RETI CAL RES EARCH 养护方式对混凝土内部相对湿度变化的影响研究 韩聪聪 1 I ,叶勇 。 ,田 波 ,侯子义 ( 1 交通运输部公路科学研究院 ,北京 1 0 0 0 8 8 ;2 河北工业大学 ,天津 3 0 0 4 0 1 3 广东省南粤交通投资建设有限公司,广东 广州 5 1 0 1 0 1 ) 摘要 : 采用 H MP 4 2型温湿度探头对混凝土
2、内部相对湿度进行测试 , 在标准环境条件下 , 分别研究 了表面未处理 、 喷洒养护 剂 、 覆盖薄膜等 3 种养护方式对混凝土表层 5 c m范围内相对湿度 的影响。 试验结果表 明: 喷洒养护剂和覆盖薄膜对距混凝土表 面 1 c m处相对湿度 的影响较大 , 随着养护龄期的增加, 喷洒养护剂组相对湿度下降较快 , 而同龄期的覆盖薄膜组的相对湿度下 降较缓慢 ; 距混凝: t 表面 3 c m处的相对湿度受养护方式的影响较小 ; 距混凝土表面 5 c m处 , 出现早期铺膜的相对湿度下降较快, 低于未采取任何养护措施组 的相对湿度。 关键词 : 早龄期混凝土;相对湿度 ;养护方式 ;养护环境
3、 中图分类号 : T U 5 2 8 O 1 文献标志码: A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 1 2 0 0 2 7 0 3 Res ea r c h on c ur i ng met hods on t he i n f l uenc e of c onc r e t e i nt er n al r el a t i ve hum i di t y c hange HAN Co ng c o n g , YE Yo n g , T I AN Bo , HOUZi y i ( 1 R e s e a r c h I n s t i t u t e o
4、f H i g h w a y Mi n i s t r y o f T r a n s p o r t , B e O i n g1 0 0 0 8 8 , C h i n a ; 2 H e b e i U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , T i a n j i n 3 0 0 4 0 1 , C h i n a ; 3 Gu a n g d o n gNa nYu eT r a n s p o r t a t i o nI n v e s t me n t Co n s t r u c t i o nC o , L t d , Gu
5、 a n g z h o u 5 1 0 1 0 1 , Ch i n a ) Ab s t r a c t : Us i n g t h e HMP 4 2 t e mp e r a t u r e a n d h u mi d i ty p r o b e t o t e s t t h e r e l a t i v e h u mi d i ty i n s i d e t h e c o n c r e t e , in t h e s t a n d a r d a mb i e n t c o n d i t i o ns , r e s p e c t i v e l y r
6、e s e a r c h i ng t h e i nfl ue nc e of r e f e r e n c e g r o u p, c u r i n g c o mp o u n d gro up a nd c o v e r i n g t he fil m gro up t h r e e c u r i n g me t ho d s o n t h e r e l a t i v e h umi d i t y i n t he c o n c r e t e s ur f a c e 5 c m r a n g e Th e e x pe r i me n t a l r
7、 e s u l t s s h o we d t ha t : c u r i n g c o mp o u nd a nd c o ve r fil m h a v e a gre a t e f f e c t o n t h e r e l a t i v e h u mi d i t y a t 1 c m a wa y f r o m t h e c o n c r e t e s u r f a c e, wi t h t h e i nc r e a s e o f c u r i n g a g e, t h e r e l a t i v e h u mi d i t y
8、o f c u r i n g c o mp o u n d gro u p d e c r e a s e d r a p i d l y, wh i l e , f o r t h e s a me c u r i n g a g e t h e r e l a t i v e h u mi d i ty o f c o v e r fi lm gro u p d e c l i n e d r e l a t i v e l y s l o w; t h e r e l a t i v e h u mi d i ty a t 3 c m a wa y f r o m t h e c o
9、n c r e t e s u r f a c e wa s l e s s a f f e c t e d b y c uri n g me t h o d s ; At 5 c m a wa y fro m t h e c o n c r e t e s urf a c e , t h e e arl y fi l min g gro u p S r e l a t i v e h u mi d i ty d r o p s f a s t e r t h a n t h e gro u p d i d n o t t a k e a n y c u r i n g me a s u r
10、e s Ke y w or ds: e a r l y a g e c o nc r e t e; r e l a t i v e h u mi d i t y; c u r i n g me t h od; c ur i n g e n v i r o n me n t 0 引言 混凝土 的性能主要取决于其组成材料及 内部结构 , 对 于混凝土内部结构主要受水泥水化程度 的影响 , 而这与混 凝土内部水分含量有密切 的关系。 混凝土 内部水分含量的 变化会影 响质量的改变及体积变形 , 是导致混凝土收缩变 形 的主要 因素l l l 。 当混凝土 内部相对湿度存在梯度时 , 混凝 土将会产生
11、 收缩 变形 , 湿度梯度越大 , 变形就越大 。 因此 , 对早龄期混凝土内部 自由水分布 的研究显得尤为重要 2 - 5 。 混凝 土结构 出现的开裂 问题大多发生在早期 , 早龄期 混凝 土 内部相对湿度的变化对于监控混凝土结构变形具 有重要的价值 。 近几年 , 许多研究人员对早龄期混凝土内部 相对湿度进行 了研究 。 黄瑜 、 祁锟 、 张君采用 电容式数字温 湿度传感器研究 了一般室内环境条件下 , 普通混凝土和高 强混凝 土试 件在 单面 不 同养护 条件 下 内部深 度分 别为 2 5 、 5 、 1 0 、 1 8 c m 处混凝土 内部 相对湿度 的变化 规律旧 。 董 收
12、稿 日期 :2 0 1 3 - 0 6 0 2 基金项目:交通运输建设科技项 目( 2 0 1 1 3 1 8 2 2 3 4 2 0 ) 淑慧 、 葛 勇等人研究 了不 同湿度养护条件下 , 沿单轴方 向 传湿 的混凝土试件 内部不 同位置处的相对 湿度 的变化情 况 。 结果表明 : 外部环境条件对混凝土内部 5 c m范围内的 相对湿度影响较大 。 1 试验材料 与方法 1 1 试验材料 ( 1 ) 水泥 : 金隅 P O 4 2 5级水泥 , 其物理力学性能指标 如表 1 所示 。 ( 2 ) 细集料 : 秦皇岛河砂 , 属于 I I 区中砂 , 细度模数 2 7 , 表观密度为 2
13、6 0 0 k g m 。 ( 3 ) 粗集料 : 选用北京产 5 2 5 iT l m石灰岩连续级配碎 石 , 表观密度为 : 2 8 5 0 k g m 。 ( 4 ) 水 : 选用北京地区 自来水。 1 2试 验 方 法 试验采用芬兰v A I s A L A公司生产的H MP 4 2 型温湿 27 表 1 水泥的性能指标 度探头配 以手持式显示表对混凝土 内部相对湿度进行测 试 , 探头直径 4 m m9 0 。 测试前准备 : 在混凝 土成型过程 中 , 在 内部不 同位置处预埋 内径为 6 6 m m 的塑料管 , 管内 置一根直径为 6 m m 的钢筋 , 钢筋长度超出塑料管两端
14、各 1 0 mm。 初凝后缓慢拔 出钢筋 , 立 即用橡胶塞封 V I , 并用密 封胶密封塑料管外侧与模具 的接触面 , 测试装置示意 图如 图 1 所示 。 进行湿度测试时, 预先将楔形橡胶套安装在温湿 度探头测杆上 , 迅速拔下橡胶塞并将探头插入 , 用楔形橡 胶套塞紧塑料管 口, 待显示湿度值稳定后读取数值 。 屁示表 图 1 测试 装 置不意 图 1 3试 验 方 案 试验采用 3 0 0 m mx 3 0 0 m mx 1 0 0 m m模具进行 , 分别测 试在不同养护条件下 , 混凝土表面 5 c m 内的相对湿度变化 规律 。 试验分为三组 , 每组 个试件 , 试件仅 留上
15、表面 , 其 余 5 个面封住 , 进行单面养护。 具体试验方案为: 基准组 , 上表面不做 任何处理 ; 喷洒养护剂组 , 上表面喷洒养护 剂进行养护 ; 铺膜养护组 , 上表面用塑料薄膜封闭养护 。 各组试件均置于温度为( 2 0 2 ), 相对湿度( 6 0 5 ) 的环 境巾。 在混凝土成型时 , 在混凝土中心位置距离表面深度分 别为 1 、 3 、 5 c m处预埋塑料管 , 如 图 2 所示 。 1 一 f a 1 侧 视 L 一 | b ) 俪 图 图 2混凝土预埋塑料管位置( 单位 : mm) 2 试验 结果 与分析 混凝土外部环境 条件及 养护方式对其 内部相对湿度 的变化有
16、较为 著的影响 , 且大量的研究表 明, 在外界环 2R 境影响情况下 , 混凝土 内部湿度的变化主要在混凝土的表 层 , 即多在混凝土表层几厘米范围内 , 因此试验重点研究 了混凝土表层 5 c m范围内湿度 的变化。 2 1 无养护 ( 基 准组 ) 对混凝土 内部 相对 湿度 变化 的影 响 图 3 为未进行养护( 基准组 ) 混凝土 7 d内, 1 同深度 处 的内部相对湿度变化 曲线 。 从 相对湿度 曲线可 以看 出, 不 同深度处的相对湿度情况为 : 5 c r Jf l 处 3 c m处 1 c m处。 且在前 3 d 内, 混凝土 内部不同深度处 的相对湿度变化率较 快 。
17、尤其是 1 c m处相对湿度降低最快 , 3 d以后 , 相对湿度 变化率有所降低 , 到第 7 d 时不同深度处的相对湿度差值有 所增大。 未进行养护 的混凝 土内部相对湿度出现上述变化 情 况, 其主要是原因是 : 混凝 土内部早期 自由水迁移较快 , 与混凝土外部环境进行 自由水交换 , 且水泥水化也消耗 自 由水 , 使得混凝土表面 5 c m 内相对湿度变化较大 。 而随着 养护龄期的增长 , 水泥水化产物逐渐将混凝土内毛细孔堵 住 , 降低 了混凝土内部较深处 自由水的向上迁移速率 , 使得 养护 3 d后 , 相对湿度下降变慢 , 但随着龄期 的增 长, 水泥 的进一步水化 ,
18、混凝土 内部 的相对湿度逐渐进一步降低 。 龄 别 d 图 3 基准混凝土 内部相对湿度变化曲线 2 2 喷洒养护剂养护对混凝土内部相对湿度 变化 的影响 图 4 为喷洒养护剂养护 7 d内, 混凝土内部不同深度处 的相 对湿度变化 曲线。 与未进行 养护混凝 土相 比 , 喷洒养 护剂对水分的散失有 明显的抑制作用。 前 4 d内, 不同深度 的湿度情况为 : 5 C l T I 处 1 c m处 3 c m处 , 而 4 d 后 , l ( 3 1 i 1 处的湿度低于其他位置处的湿度 。 产生这种现象可能是 由 于早期混凝土 内部相对湿度较高 , 内部的 自f妇 水沿着毛细 孔隙向上迁移
19、 , 但 由于养护剂成膜 , 抑制水分的蒸发 , 使得 1 c m处 的湿度 略高于 3 c m处 。 随着混凝土与外界环境 水 分交换 的继续进行 以及 自由水被水泥水化 的消耗 , 混凝土 内部湿度持续降低 , 致使混凝土表层的湿度逐渐低于混凝 土 内部 的湿度 , 使得养护 7 d 后 , 混凝 土内部不 同深度 的相 对湿度情况为: 5 c m处 3 c m处 1 c m处 。 2 3 铺膜养护对混凝土 内部相对 湿度 变化的影响 图 5 为覆盖塑料薄膜养护 7 d内, 混凝土内部不 同深度 r - _ +I + 引 一 龄期 , d 图 4 喷洒养护剂混凝土内部相对湿度变化 曲线 龄
20、 列 d 图 5 铺膜混凝土内部相对湿度变化 曲线 处的相对湿度变化曲线 。 从 图中结果可以看出 , 不同深度处 的湿度曲线分布情况为 : 1 c m处 3 c m处 5 c m处。 其 中前 3 d , 不 同深度处 的相对湿度差距较 明显 , 尤其是 5 c m处相 对湿度 下降较快 , 混凝土养护龄期达到 7 d时, 不 同深度处 的相对湿度差距变小 , 趋于平衡 。 由于早期 自由水较多 , 且 混凝土 内部与外部的湿度梯度较大, 致使 自由水迁移较快 , 大量的 自由水聚集在混凝土表面 , 由于塑料膜未与混凝土 表面黏结在一起 , 大部分的 自由水 以水蒸气 的形式散失 到 塑料膜
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- 养护 方式 混凝土 内部 相对湿度 变化 影响 研究
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