劉紅兵

（陽翼高速公路管理處，山西 晉城048000）

1 概述

1.1 普通混凝土試件養(yǎng)護標準

現(xiàn)階段我國對普通混凝土試件標準養(yǎng)護規(guī)定：

試件在20℃±5℃環(huán)境靜置一晝夜，編號拆模后即放入溫度20℃±2℃，相對濕度RH 95%以上標準養(yǎng)護室養(yǎng)護。或在溫度20℃±2℃的不流動Ca(OH)2飽和溶液中養(yǎng)護[1]。

1.2 養(yǎng)護方式

混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件養(yǎng)護方式主要有：

a）塑料薄膜密封養(yǎng)護。

b）土工布灑水潤濕覆蓋養(yǎng)護。

c）間斷灑水自然養(yǎng)護[2]。

混凝土結(jié)構(gòu)實體強度通常由同條件養(yǎng)護試件達到等效養(yǎng)護齡期600度·d的強度表征。混凝土標準養(yǎng)護強度表征混凝土材料可以達到的性能標準，用作混凝土配合比設(shè)計及質(zhì)量評定的依據(jù)。

1.3 高性能混凝土具有的特征

高性能混凝土是在傳統(tǒng)四組分基礎(chǔ)上，增加超細礦物摻和料和化學(xué)外加劑形成六組分體系。由于新組分的超疊加效應(yīng)，使得材料具有以下特征：

a）摻和料填充效應(yīng)使微觀結(jié)構(gòu)更密實。

b）外加劑引入使新拌合材料的工作性大幅提高。

c）低水膠比使硬化結(jié)構(gòu)宏觀體積穩(wěn)定性更好，微觀孔隙率增加，孔徑減小。

d）混凝土內(nèi)部孔隙中二次水化反應(yīng)使混凝土中骨料與水泥石界面改善，強度更高，力學(xué)性能更趨優(yōu)良。

e）填充與二次水化疊加使混凝土微觀結(jié)構(gòu)更加密實，抗?jié)B透、抗侵蝕等耐久性能顯著提高[3]。

抗壓強度是混凝土力學(xué)性能中最基本、最重要指標，它為確定混凝土強度等級依據(jù)，并決定其他力學(xué)性能。靜態(tài)彈性模量是混凝土重要力學(xué)性能指標之一，它反映了混凝土彈性范圍所受應(yīng)力與所產(chǎn)生應(yīng)變之間的關(guān)系，是控制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變形、裂縫開展和大體積混凝土溫度應(yīng)力必須的參數(shù)之一[4]。

試驗通過標準試件在溫度、齡期相同，濕度不小于95%環(huán)境和飽和石灰水兩種介質(zhì)中抗壓強度演化結(jié)果，揭示飽和石灰水做為標準養(yǎng)護條件的差異性；通過同條件養(yǎng)護試件與標準條件養(yǎng)護試件的抗壓強度、彈性模量主要力學(xué)性能指標隨齡期變化比較，驗證了現(xiàn)行混凝土質(zhì)量評定方法對高性能混凝土結(jié)構(gòu)適用性。

2 試驗方案

2.1 試驗分工

依托實體工程項目，結(jié)合試驗室小型拌合標準試驗。某C55特大橋工程項目，工地試驗室現(xiàn)場，進行溫度20℃±2℃，濕度RH≥95%環(huán)境標準養(yǎng)護和同條件養(yǎng)護試件試驗；某科研機構(gòu)，進行相同材料，相同配合比，試驗室小型拌和機拌料制件，用飽和石灰水，溫度20℃±2℃標準養(yǎng)護試件對比試驗。

2.2 試驗用配合比

表1 試驗用配合比kg

2.3 原材料主要技術(shù)指標

水泥P.O52.5，比表面積338 m2/kg，28 d抗壓強度58.8 MPa，28 d抗折強度8.3 MPa；Ⅰ級粉煤灰，S105磨細礦渣粉；KDSP-1聚羧高效減水劑，減水率26%；細集料，細度模數(shù)2.88，Ⅱ區(qū)中砂；粗集料，壓碎值18.6%，5～20石灰?guī)r連續(xù)級配。

2.4 試件尺寸及組批

試驗采用兩種尺寸試件，立方體試件150×150×150，抗壓強度試驗，每組10個，代表值統(tǒng)計分析；棱柱體150×150×300，彈性模量試驗，每組13個，3個確定加荷參數(shù)，10個代表值統(tǒng)計分析。

2.5 養(yǎng)生條件及齡期

采用標準養(yǎng)護和同條件養(yǎng)護兩種方式，每種方式按齡期 3 d、5 d、7 d、28 d、56 d，每一齡期據(jù)抗壓強度和彈性模量兩個參數(shù)制作試驗試件。

3 試驗數(shù)據(jù)匯總（見表2、表3）

表2 項目抗壓強度試驗匯總

4 試驗數(shù)據(jù)分析

a）表2項目抗壓強度增長率 石灰水件5 d前較大，5 d達標準值109%，5 d后強度有所減低，28 d后仍有較大增長，56 d增長9%；標養(yǎng)件28 d后增長較小，趨于穩(wěn)定?？箟簭姸龋菏宜傮w高于標養(yǎng)件，3 d達設(shè)計值100%，強度隨齡期存在波動，5 d達設(shè)計值122%，28 d達設(shè)計值112%，56 d達設(shè)計值122%；同養(yǎng)件3 d達到設(shè)計值90%，28 d達到設(shè)計值110%，28 d以后趨于穩(wěn)定，見圖1。

表3 項目彈性模量試驗匯總

圖1 養(yǎng)生條件對抗壓強度影響

b）表3項目彈性模量增長率 石灰水件5 d前較大，5 d后趨于穩(wěn)定；同養(yǎng)件與標養(yǎng)件接近。彈性模量：石灰水件總體高于標養(yǎng)件，3 d達設(shè)計114%，5 d達到設(shè)計132%，5 d后趨于穩(wěn)定；同養(yǎng)件因環(huán)境條件變化，隨著齡期增加，彈性模量增長出現(xiàn)波動，總體對應(yīng)齡期模量小于標養(yǎng)件，3 d彈性模量達到設(shè)計101%，28 d達設(shè)計120%；標養(yǎng)件28 d后彈性模量略有降低，見圖2。

圖2 養(yǎng)生條件對彈性模量影響

5 結(jié)論

a）高性能混凝土，飽和石灰水養(yǎng)生試件，抗壓強度總體大于標養(yǎng)試件，尤其在早齡期呈現(xiàn)出更高的抗壓強度和彈性模量。一般5 d齡期前大于相同齡期標準養(yǎng)生強度10%以上，28 d齡期時與標準養(yǎng)護接近，一般在5%以內(nèi)。石灰水養(yǎng)生不宜直接作為高性能混凝土標準養(yǎng)護條件。

b）同條件試件抗壓強度，受環(huán)境氣溫及養(yǎng)生濕度影響較大，試驗結(jié)果表明，總體小于對應(yīng)齡期標養(yǎng)強度，等效齡期抗壓強度可以達到標養(yǎng)強度90%以上。

c）高性能混凝土，因內(nèi)部孔隙直徑較小，孔隙密實度較大，其彈性模量比普通混凝土有較大幅度提高[5]。需要抗壓強度、彈性模量雙參數(shù)控制的結(jié)構(gòu)，一般5 d齡期彈性模量即可達到普通混凝土彈性模量的標準值，可做為混凝土預(yù)應(yīng)力張拉時機的定量依據(jù)。

d）高性能混凝土的抗壓強度和彈性模量，相對于標準養(yǎng)護，在石灰水堿性介質(zhì)環(huán)境中，更適宜水泥在混凝土孔隙中進行水化反應(yīng)，尤其混凝土成型早期（3 d）增長較快。28 d齡期后，由于摻和料的二次水化反應(yīng)，后期抗壓強度、彈性模量仍有較大幅度增長。

e）高性能混凝土標養(yǎng)彈性模量，由于摻和料填隙作用，早期彈性模量較大，28 d齡期后，受礦物摻和料二次水化反應(yīng)對孔隙結(jié)構(gòu)影響，造成荷載作用下變形增大，導(dǎo)致彈性模量可能減小。