早期湿养护时间对不同胶凝体系混凝土后期性能和耐久性的影响.docxVIP

0引言

混凝土的性能是随龄期不断变化的，理论上讲，如果混凝土一直能够保湿养护，那么混凝土的微结构会不断细化发展，混凝土的宏观性能和耐久性不断增强。然而，在实际工程中，混凝土的养护往往并不充分，尤其是在施工条件比较差的工况下，这势必会对混凝土造成至少两方面的负面作用：胶凝材料没有持续的水分供应，无法进一步水化，达不到设计的性能指标；发生干燥收缩，产生微裂纹甚至开裂。这两个方面的负面影响都会直接影响混凝土的耐久性，而且环境越干燥，这两个方面的负面影响越突出。

混凝土对早期保湿养护的时间与胶凝体系的组成是密切相关的，因为不同胶凝体系的早期水化速率不同，后期水化对水分的需求不同。一般来说，胶凝体系的早期整体活性越低，对湿养护时间的敏感性越大。例如，含大掺量粉煤灰的混凝土，早期湿养护时间对其性能的影响程度最大，湿养护时间不足，混凝土的后期性能与设计值相差巨大。随着水胶比的降低，混凝土对湿养护时间的敏感性降低，这是因为水胶比越低，混凝土的密实度越高，水分散失的速率越小。因此，在工程中确实难以保证湿养护时间的情况下，尽量在混凝土的配合比设计时，降低混凝土的水胶比。

本文的主要目的在于对早期湿养护时间对不同胶凝体系的混凝土的后期性能和耐久性的影响进行了一个总结。

1对力学性能的影响

混凝土的力学性能主要包括抗压强度、抗折强度和弹性模量等。混凝土在连续不断的湿润养护下，其强度会随着龄期而不断增长。大量的研究表明，混凝土的强度发展与养护有很大的相关性。

研究均表明，仅1d湿养护时间对掺与不掺矿渣的混凝土的抗压强度均有很大的不利影响。而在湿养护天数大于等于7d时，掺矿渣的混凝土后期强度（90d和180d）相对于28d强度的增幅比纯水泥混凝土大。这是由于纯水泥在干燥28d后水化就基本终止了，而掺矿渣后在干燥时仍在继续水化。同时，在相同龄期下，混凝土在湿养护大于7d时，随着湿养护天数增加，强度增幅不高，但相对1d湿养护的增幅明显，特别是对于掺矿渣的混凝土。这表明，前7d的湿养护对胶凝体系的水化很重要，且矿渣对湿养护的需求更大。研究表明，在矿渣掺量超过30%时，混凝土早期养护时间至少为7d才能保证其强度。此外，矿渣掺量不宜过高，在掺量75%时，其后期强度出现下降之势。研究还表明，掺矿渣的混凝土在保湿养护小于等于7d时，混凝土的早期和后期强度均有损失，且180d的弹性模量也有明显损失，这充分显示出早期养护时间不足时混凝土内部微裂纹的存在。

研究结果表明，在早期湿养护时间为7d时，含20%粉煤灰的混凝土可以达到最高的28d抗压强度和抗折强度。研究结果表明，随着粉煤灰掺量的增加，混凝土的抗压强度有先增加再降低的趋势。因此，粉煤灰的掺量不宜超过50%。研究表明，粉煤灰的掺入会使得混凝土的抗压强度降低，且纯水泥混凝土和掺粉煤灰的混凝土的28d抗压强度均随着早期水养护时间的减少而降低。

研究早期养护时间对低品质水泥制备的混凝土后期性能的影响结果表明：对于各组混凝土，缩短湿养护时间对90d抗压强度的不利影响大于对28d抗压强度的不利影响；缩短养护时间对掺石灰石粉混凝土的抗压强度的不利影响明显小于对纯水泥混凝土的不利影响。这是因为，石灰石粉在水泥水化的过程中起到了成核的作用，促进水泥的早期水化，使混凝土的早期微结构更密实；另外，石灰石粉在混凝土中起到了微集料填充的作用，使混凝土的整体微结构更加密实，另一方面对水分迁移的通道起到了一定的阻断作用。

2对收缩性能的影响

混凝土的收缩甚至开裂不仅影响了强度的整体性发展和后期性能及耐久性的发展，它也是影响混凝土体积稳定性的主要原因。对于高强度的混凝土而言，导致其开裂的原因不是其承载力不够，而是由于早期的自收缩和干燥收缩。

混凝土的自收缩是指在恒温、与外界无水分交换条件下产生的收缩。混凝土的自收缩不仅在混凝土表面发生，而且在混凝土内部均匀的发生。混凝土自收缩主要是由水泥水化引起的混凝土内部自干燥产生的毛细管张力造成的。所谓自干燥，是指在外界无水供应时水泥水化消耗毛细孔水导致饱和蒸气压亦即内部湿度降低的现象。由于混凝土的自收缩与水泥水化密切相关，所以混凝土中水泥基材料的组成成份、矿物掺合料的种类与掺量等对自收缩有重要影响。此外，水灰比对自收缩也有很大影响：当水灰比较低时，毛细孔中普遍发生的自干燥现象表现为宏观上的自收缩；而当水灰比较高时，自干燥现象仅在局部毛细孔中发生，宏观上可以忽略。

干燥收缩，是指置于未饱和空气中的混凝土因水分散失而引起的体积缩小变形。随着干燥收缩研究的不断深入，形成了很多干燥收缩的机理：毛细管张力（Capillary?Tension）机理、分离压力（Disjoining?Pressure）机理、表面张力（Surface?Tension）机理、层间水移动（Movementor?Removal?of?Interla