蒸养参数对高强混凝土抗冻性能的影响.pdf
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1、第 1 3 卷第 4 期 2 O 1 0年 8月 建筑材料学报 J OURNAL OF BUI LDI NG M ATERI AI S V 0 1 1 3,N O 4 Au g , 2 01 0 文 章 编 号 : 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 01 0 ) 0 4 0 6 1 5 0 5 蒸养参数对 高强混凝土抗冻性能的影响 田耀 刚 , 李炜光 , 彭 波。 , 丁庆军 , 胡曙光 ( 1 长安大学 材料科学 与工程学 院 。 陕西 西安 7 1 0 0 6 4 ; 2 交通铺 面材料教育部 工程 中心 ,陕西 西安 , 7 1 0 0 6 4 ; 3 武汉市预拌混凝 土管理 站
2、 , 湖北 武汉 4 3 0 0 1 5 ; 4 武汉理 工大学 材料科学 与工程学 院 , 湖北 武汉 4 3 0 0 7 0 ) 摘要 : 采用快冻法。 结合压汞测试技 术, 研 究了静 养时间、 升温速率和恒温时间等蒸养参数对高强 混凝 土抗 冻性 能的影 响 结果表 明 , 延 长静 养时 间对 高 强混 凝 土的 抗 冻性 能 具 有 明显 的 改善 作 用 , 而过 快的升 温速 率 、 较 长 的恒 温 时间及较 高的恒 温温度 均 对混凝 土 的抗 冻性 能不利 关 键 词 :蒸养 ;高强 混凝 土 ;抗 冻性 中 图分 类号 : TU5 2 8 3 1 文献标 志码 : A
3、d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 0 0 0 4 0 2 0 I n f l u e nc e o f St e a m 。 - Cu r i n g Re g i m e s o n t h e Fr e e z i n g - Th a wi ng Re s i s t a nc e o f Hi g h St r e n g t h Co nc r e t e TI AN Y a o g a n g1 , 2 , LI W e t g u a n g “, PENG B0 3, DI NG Qi n g - j u n
4、 4 ,HU S h u g u a n g4 (1 Co l l e ge of M a t e r i a l s Sc i e nc e a nd Eng i ne e r i n g,Cha n g a n Un i v e r s i t y,Xi a l l 7 1 00 64, Chi na; 2Mi n i s t r y o f Tr a ns po 九a t i on Pa ve m e n t M a t e r i a l s En gi ne e r i ng Ce n t e r ,Xi a n 71 0 06 4,Ch i na; 3 Chi na W uh a
5、n Re a dy M i xe d Co nc r e t e M a n a ge me n t St a t i on,W uha n 43 0 01 5,Chi n a: 4 Co l l e g e of Ma t e r i a l Sc i e nc e a nd Eng i n e e r i n g,W u ha n Un i ve r s i t y of Te c hno l o g yW u ha n 43 0 07 0,Chi na ) Ab s t r a c t :Ba s e d o n q ui c k f r e e z i ng a nd M I P( m
6、e r c ur y i nt r u s i on p r e s s ur e ) t e s t i ng,t h e i n f l u e nc e of r e s t p e r i o d,he a t i ng up r a t e, t h e r m o s t a t i c pe r i o d a nd t e mp e r a t ur e on t he f r e e z i n g t ha wi ng of s t e a m c ur e d hi g h s t r e ng t h c o nc r e t e wa s i n ve s t i g
7、a t e d I t i s s ho wn t ha t t he f r e e z i ng r e s i s t a n c e o f s t e a m c u r e d h i gh s t r e ng t h c o n c r e t e i s i m p r ov e d wi t h a l on ge r r e s t p e r i o d,whi l e a r a p i d he a t i n g up r a t e,a l o n ge r t he r m o s t a t i c p e r i o d a nd a hi ghe r t
8、 h e r m o s t a t i c t e mpe r a t ur e c oul d u nd e r mi ne t he f r e e z i ng r e s i s t a nc e o f c on c r e t e Ke y wo r ds :s t e a m c u r e d;hi g h s t r e n gt h c o nc r e t e;f r e e z i n g r e s i s t a n c e 混 凝土 在潮 湿 或 寒 冷 环境 中受 冻 , 会 引起 其 开 裂 和剥 落 ,从 而严 重 威胁 混凝 土 结构 的安全 性 和 耐
9、 久性 抗 冻性 是混凝 土耐 久性 的重 要指 标之 一 , 国 内 外 学者 对此 已开 展 了大 量 研 究 , 如 P o we r s等l l1 , e l 研 究 了混凝 土 的冰 冻 机 制 , C a i 等 l 3 。 研 究 了混 凝 土 抗 冻 性 的影 响 因素 及 其 预测 方 法 蒸养 可 提 高 混 凝 土 早期 强 度 , 加 快模 具 周 转 速 率 , 提 高生 产 效 率 , 是 混 凝 土预 制构件 常 用 的生产 工 艺 蒸养 高 强 混 凝 土 在 大跨 径桥 梁 、 跨 越 江海 隧 道 和 城 市地 铁 工 程 等 大 型 交通 基础 建设 工
10、程 中具 有 广 阔 的应 用 前 景 , 这 类 工 程结 构不 可避 免地 处 于低温 受冻 环境 然 而 , 目前 蒸 养 混凝 土 的抗 冻性 并未 受 到相应 的重 视 基 于 此 , 本 文 着重研 究蒸 养 参 数 ( 静 养 时 间 、 升 温 速 率 、 恒 温 时 问和恒 温温度 ) 对 高强 混凝 土抗 冻性能 的影 响 , 为这 类混 凝 土 材料 的 耐 久 性 设 计 提 供 理 论 依 据 和 技 术 支撑 1原 材 料 、 配 合 比及 试 验 方 法 1 1 原 材料 及 配合 比 水 泥 : 亚 东 4 2 5 R 级 普 通 硅 酸 盐 水 泥 ; 矿 渣
11、 微 粉 : 武钢 绿色 冶金渣 公 司生产 的磨 细矿 渣微 粉 , 密度 2 8 g c m。 , 比表 面 积 4 4 0 m k g ; 细 集 料 : 巴 河 河 收稿 日期 : 2 0 0 9 1 0 1 6 ;修订 日期 : 2 0 0 9 1 2 - 0 7 基金项 目: 国家高技术研究发展计划 ( 8 6 3 ) 项 目( 2 0 0 5 AA3 3 2 0 1 0 ) ; 中央高校基本科 研业务 费专项资金资助项 目( C HD 2 O O 9 J C J 1 5 1 ) 第一作者 : 田耀 刚( 1 9 7 8) , 男 , 陕西富平人 , 长安大学讲师 , 博士 E m
12、a i l : t i a n g u a n g 7 8 1 2 6 c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 5 1 6 建筑材料学报 第 1 3卷 砂 , 细度模 数 2 6 ; 粗 集 料 : 5 2 5 mm 连 续 级 配碎 石 ; 外加剂 : 花王迈 地 1 5 0萘系高 效减水 剂 通过前期 试验研 究优选 出 的高强混凝 土配合 比 如表 1 所示 1 2试验方 法 参照 G B J 8 2 8 5 普 通 混凝 土 长期 性 能和 耐 久 性 能试验 方法 中的快冻法进行 蒸养混凝 土 的抗冻性 能试验 , 试件 尺 寸为 1 0 0 mm
13、1 0 0 m m4 0 0 mm 蒸 养混凝土试件入 模成 型后立 即按 照相 应 的蒸养 制度 进行蒸养, 蒸养结束后脱模并移人标准养护室( ( 2 0 3 ), 相对湿度 大 于 9 O ) 养护至2 4 d , 再放 入 ( 2 0 3 ) 水中浸泡至恒重( 约 4 d ) 后进行抗冻性测试 每 次冻 融循环历 时 3 4 h , 在每 次冻结 和 融化终 了时 , 试件 中心温度分别 控制在 ( 一1 7 2 )和 ( 8 2 ) 采用共振法测定试件的动弹性模量前先洗净试件表 面的浮渣 , 擦去表 面水并检查其外部损伤及质量损 失 本文用质量损失率和动弹性模量损失率相结合的 方法来评
14、价混凝土抗冻性能 采用美国 Qu a n t a c h r o me 公司产 P M- 3型压汞仪 测试砂浆 中水 泥石 的微 孔结构 , 测 试孔径 范 围为 7 7 0 0 0 n m 该试验采用对应混凝土配比且蒸养条件相 同的砂 浆 试 件 , 试 样 尺 寸 为 1 0 0 m m 1 0 0 mm 1 0 0 mm, 经历相 应 蒸养 制度 拆 模并 移 至标 准 养护 室 养护至 2 8 d龄期后 破碎 , 筛取 5 mm 以下 的细 颗粒 , 立即用无水 乙醇浸泡以终止其水化 , 1 d 后取 出, 在 1 0 5环境下烘至恒重, 送样检测 各试样的养护制度见表 2 , 其中
15、P O为标准养护 混凝 土 表 1 混凝土试验配合 比 Ta b l e 1 M i x p r o p o r t io n o f c o n c r e t e 2 试验结果与分析 2 1混凝土抗 冻试验 结果 蒸养参数对高强混凝土抗冻性能影响的试验结 果 见图 1 , 2 由图 1 , 2可见 : 随着冻 融循环 次数 的增 加 , 各试 样 的抗冻性 能 明显 降低 , 且 降低 幅度 随冻 融循 环 次 数 的增 大而 明显 提高 ; 与 蒸 汽养 护 的混 凝 土试 样 相 比, 标 准养 护混凝 土具 有优 良的抗冻性 能 ; 蒸养 制 度 对混凝 土 的抗冻 性 能具 有 显
16、 著影 响 , 延 长静 养 时间 可 明显 提高混 凝土 的抗 冻性 能 , 且 静养时 间越长 , 混 凝土抗 冻性能提 高越 明显 ; 升温速率 、 恒温 时间和 恒 温温度对混凝土的抗冻性能也具有很大影响, 随着 升温速率的加快 、 恒温时间的延长和恒温温度的提 高 , 混凝土的抗冻性能明显降低 综上所述, 对抗冻 性能有较高要求的蒸养高强混凝土其静养时间宜大 于 3 h , 升温速率宜控制为 1 0 - 2 0 h , 恒温温度不 应 高于 5 O , 恒温时 间不宜超 过 3 h 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 田耀刚 , 等 : 蒸养参数
17、对高强混凝土抗冻性 能的影 响 5 1 7 O 2 5 2 0 1 5 1 0 O 5 0 5 0 l 0 0 1 5 0 20 0 2 5 0 3 0 0 Cy c l e o f f r e e z e t ha w ( a ) R e s t p e r i o d Cy c l e o f f r e e z e t h a w ( c ) T h r mo s t a t i c p e r i o d 25 2O 1 5 1 O O 5 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 Cy c l e o f fre e z e t h a w
18、( b ) H e a t i n g - u p r a t e 2 5 2 0 1 5 1 0 05 0 5 0 1 0 0 l 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 Cy c l e o f f r e e z e t h a w ( d ) T h r mo s t a t i c t e r mp e r a t u r e 图 1 蒸养参数对混凝土质量损失的影响 Fi g 1 Ef f e c t of s t ea m c ur i ng r e g i me s o n t he m a s s l os s o f c o n c r e t e 1 0 0 2 鬟 薹
19、 =萋 9 0 8 5 0 O 5 0 l 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 Cy c l e o f fre e z e t h a w ( a ) R e s t p e r i o d 5 O l 00 l 5 0 2 00 25 0 3 0 0 Cy c l e o f f r e e z e t h a w ( c ) T h r mo s t a t i c p e r i o d 蘑 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 Cy c l e o f fre e z e t h a w f b )He a t i n g u p
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- 参数 高强 混凝土 性能 影响
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