养护剂对 C60 混凝土养护的性能影响

shizheng_123 发表于 2024-5-24 04:53:57

<a style="color: red;"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/aWRXOSGECtZ6mvmZBT7cFYXClE71HIa3H8IPWayA7Vc3d6dicN2Kl8zg6FLIQP8yTPXkjmSRSpTatZ0yQlYC0PQ/640?wx_fmt=png&from=appmsg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></a>
摘要：为探究养护剂对 C60 混凝土基本性能的影响，通过对比试验，探究了 C60 高强度混凝土在自然养护、水溶液养护和喷涂养护剂养护条件下的保水性能、力学性能、收缩性能、抗渗性能和耐久性能。结果表明养护剂养护可提升混凝土抗压强度、劈拉强度、氯离子扩散系数、电通量、硬化气泡等性能，对养护剂在隧道衬砌管片上的推广应用具有很好的参考价值。
关键词：C60 混凝土；衬砌管片；养护剂；性能水泥混凝土的养护过程是水泥混凝土内部发生化学 - 物理反应的重要阶段,对混凝土的性能有着重要的影响，而传统的隧道衬砌管片设计要求的养护方式为 7 d 水养护，造成土地资源和水资源的大量浪费。水泥混凝土养护剂是一种喷洒或者刷涂于混凝土表面，能够在表面形成一层连续的不透水的密闭养护薄膜的乳液或者高分子溶液，可阻止混凝土或砂浆中的水份蒸发，减少混凝土收缩和龟裂。同时，可以提高混凝土抗碳化和抗氯离子侵蚀能力，减少混凝土体积收缩，提高混凝土抗压强度。
1 试验设计方案
1.1 混凝土配合比本试验采用 C60 配合比，配料表见表 1；PII52.5 水泥、粉煤灰、矿粉作为胶凝材料，其性能参数见表 2~ 表 4；粗骨料选用 5~25 mm 连续粒径石灰石、细骨料选用细度模数为 2.7 的河砂，减水剂为聚羧酸减水剂，养护剂为乳液状高分子养护剂。
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1.2 实验步骤
1.2.1 养护剂对保水性能的影响参照 JC 901- 2002《水泥混凝土养护剂》标准，分别将拌和好的混凝土放到底部被胶带密封的150 mm×150 mm×150 mm 的模子中。空白样表面用抹刀抹平，涂抹养护剂的试样在上表面周围开深3 mm、宽不到 3 mm 的 v 行槽，用蜡封好后，表面抹平。待当刷不出来或用手指轻擦过无水迹时，对空白样立即进行称重，记录称量时间和质量，随后放入常温环境（20 ℃），对涂养护剂的试件先称重，后涂抹 6 g 左右养护剂，记录称重，记录准确的养护剂涂抹量，之后也置于常温环境（20 ℃），间隔一段时间对其质量进行称重（每组试件共 8 个，即 4 个空白试验，4 个涂刷养护剂试验）。放入高温（30 ℃）环境步骤同上。
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1.2.2 养护剂对力学性能的影响100 mm×100 mm×100 mm和 150 mm×150 mm×150 mm的成型试块各 3 组并拆模，分别取 100 mm×100 mm×100 mm 和 150 mm×150 mm×150 mm的试块各 1 组，6 面涂抹养护剂后置于 20 ℃自然条件中养护，1 组直接置于 20 ℃自然条件中养护，1 组放在 20 ℃恒温水中养护，分别测试 7 d、28 d 和56 d 龄期的抗压和劈拉强度。
1.2.3 养护剂对混凝土收缩性能的影响成型 2 组尺寸为 550 mm×100 mm×100 mm试块，拆模后将其中 1 组试件涂上养护剂，1 组自然养护，2 d 后开始进行干燥收缩实验。
1.2.4 养护剂对混凝土耐久性能的影响成型 1 组 φ100 mm×200 mm 氯离子扩散试块，1 组 φ100 mm×50 mm 的电通量试块，脱模后每种类型各取 1 个，每面都涂上养护剂，然后放到自然环境中养护，其余的试块按要求进行 20℃恒温水养或者自然养护，到龄期后进行混凝土氯离子扩散系数和电通量的测试。
1.2.5 养护剂对混凝土孔隙结构的影响成型 2 组 100 mm×100 mm×100 mm 试块，待脱模后取 2 个试样六面均匀涂上养护剂后进行自然条件养护，其他分为 2 组，分别进行常温自然养护和 20 ℃恒温水养，满足 7 d 和 28 d 龄期后提前制样，将外表面磨光滑进行硬化气泡测试。
2 结果分析
2.1 保水性能保水性能测试结果见图 1。在 20 ℃和 30 ℃条件下，涂抹养护剂对混凝土试块均有较好的保水性能，且在龄期 20 d 仍然可保持较好的保水性能。同时在 30℃条件下涂抹养护剂的保水性与 20 ℃不涂养护剂的保水性能基本相同，说明涂养护剂可以抵消高温蒸发的影响。与自然养护相比，在 20 d 龄期时涂养护剂可以减少水分蒸发 50.2%（20 ℃）和36.4%（30 ℃）。
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2.2 力学性能劈拉强度测试结果见表 5。从 7d 和 28d 的劈拉强度来看，涂抹养护剂的劈拉强度可分别达到 3.86MPa 和 4.19 MPa，均高于自然养护条件下的试块劈拉强度，但是小于水养中的劈拉强度。表明与自然养护相比，养护剂养护对混凝土劈拉强度增加有一定的促进作用。
<img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/aWRXOSGECtZ6mvmZBT7cFYXClE71HIa3sbwx3wlInyYIKWfT0o4wx0Cpiae3ibMXfmwy4RibRVek7zvHQvSrLHMng/640?wx_fmt=png&from=appmsg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;">抗压强度测试结果见表 6。在养护剂养护条件下，7 d 和 28 d 混凝土试件强度可达到 51.13 MPa和 65.80 MPa，均高于自然养护条件下的试块抗压强度，但是小于水养中的抗压强度。不同养护条件下的抗压强度和劈拉强度的规律一致，养护剂养护条件下，抗压强度介于自然养护和水养之间。表明与自然养护相比，无论是早期还是后期，养护剂对抗压强度均有一定的促进作用。
<img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/aWRXOSGECtZ6mvmZBT7cFYXClE71HIa3exQd5ibTvOCRRppSicyNZSN6nCmgibYvficqppppROOCl8Um9ibxmVMBW1w/640?wx_fmt=png&from=appmsg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;">
2.3 养护剂对混凝土收缩性能的影响混凝土在水化过程中会产生收缩变形，应力约束下混凝土收缩可致混凝土产生裂纹病害。对比混凝土试件在自然养护和养护剂养护条件下的收缩变形（见图 2），可以看出随着龄期的延长，混凝土试件会不断产生收缩变形，基本在 28 d 保持稳定，并且与自然养护相比，养护剂养护混凝土试件的收缩变形较小，表明涂抹养护剂有利于控制混凝土的收缩变形。
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2.4 养护剂对混凝土抗渗性能的影响不同养护条件下电通量试验结果见图 3。电通量越高，混凝土的抗渗性能越差。由图 3 可知，自然养护的混凝土抗氯离子性能较差，28 d 的测试结果达到了 1 600.2 C。通过水养和养护剂养护的方式都能提高混凝土抗渗性能。其中与自然养护相比，水养条件下试件的电通量降低了 672.4 C，涂养护剂降低了 174.5 C。由此可知涂养护剂有利于混凝土电通量的降低，进而提升混凝土的抗渗性能。<img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/aWRXOSGECtZ6mvmZBT7cFYXClE71HIa3Wh3nAd8yRxBSHw2jXiaCYcOK5nibgpHgZ0IXh1GRAGCUXwEzqknrebtA/640?wx_fmt=png&from=appmsg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;">不同养护条件下氯离子迁移系数结果见图 4。相对于自然养护，水养和养护剂养护均有利于混凝土氯离子迁移系数的降低，而水养相对于自然养护氯离子迁移系数降低了 4.38×10- 12 m2/s，养护剂养护相对于自然养护氯离子迁移系数降低了 0.57×10- 12 m2/s。
<img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/aWRXOSGECtZ6mvmZBT7cFYXClE71HIa3j3NVd9JImuibFSx7PQEf2q2ypEndOmFrniaIEFTfFbAZyQ7gQZ4jE4QA/640?wx_fmt=png&from=appmsg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;">
2.5 养护剂对混凝土硬化气泡参数的影响混凝土内部的空隙结构会对其抗压强度及抗渗性能等指标产生影响。28 d 不同养护环境下的气泡尺寸见图 5。28 d 自然养护下 4 个气泡尺寸范围的比例分别为 50%、13%、17%、20%，水养 4 个等级所占比例为 67%、12%、9%、12%，养护剂养护 4 个等级所占比例为 66%、21%、7%、5%。由此可知，相比自然条件养护，养护剂养护优化了混凝土气泡比例，降低了有害的大尺寸气泡比例。一般认为含气量越高，强度越低。间距系数越小，弦长越小，说明气泡尺寸越小，气泡越稳定。28 d 混凝土感化气泡相关参数见表 7。由表 7 可知，涂刷养护剂养护相对于自然养护的气泡的平均弦长和间距系数变小了，说明与自然养护条件相比，涂养护剂养护有利于小尺寸的气泡的形成，优化了混凝土内部空隙结构。
3 结语本文通过对比试验，对自然养护、水养护、养护剂养护 3 种养护方式对 C60 混凝土的保水性能、力学性能、收缩性能、抗渗性能和耐久性能影响进行研究，得出主要结论如下：
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关注我们关于征集《混凝土养护剂应用技术规程》团体标准参编工作的通知
各有关单位：根据中国散装水泥推广发展协会“关于《混凝土养护剂应用技术规程》团体标准立项通知”，由中国散装水泥推广发展协会混凝土专委会、建筑材料工业技术情报研究所共同负责组织《混凝土养护剂应用技术规程》（计划号：2020CBCAJH003）协会标准的编制工作。混凝土是现代建筑中不可缺少的最主要建筑材料之一,而混凝土在施工过程中,由于各种原因产生裂缝是非常普遍的现象,给工程质量带来严重的隐患。混凝土中产生裂缝有多种原因,主要有温度应力、干燥收缩、原材料不合格、以及结构设计不合理、模板变形、基础不均匀沉降等，其中由温度和湿度变化所形成的收缩裂缝占到裂缝产生总数的约80%以上，因此通过加强养护就显得尤为重要。目前养护方式有很多种，比如洒水养护、覆盖养护、喷洒养护剂养护，对于一些特殊结构，洒水养护和覆盖养护很难实施且耗费较大人力物力，采用喷洒养护剂的养护方式无疑是一种很好的选择。为了规范混凝土养护剂的正确应用，推动混凝土质量的提升，统一管理混凝土养护剂的技术要求、施工应用和验收，做到技术先进、经济合理、安全适用、统一规范，确保混凝土养护剂产品质量和应用效果，亟须制定《混凝土养护剂应用技术规程》，来指导混凝土养护剂的生产与应用。为使制定标准的内容更加科学，具有广泛的适用性和代表性，保证标准的按时完成，将由中国散协混凝土专委会组织成立“标准起草组”。现向全国征集参编单位，参编单位包括：混凝土养护剂生产及原材料企业、混凝土企业、外加剂生产企业、施工单位、管理单位、科研院所、设计、质检等单位。
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二零二三年九月
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