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        不同養(yǎng)護(hù)方式下的機(jī)制砂混凝土性能研究

        2022-08-05 03:06:54孫建斌李士宣李凱龍冉德欽
        山東交通科技 2022年3期
        關(guān)鍵詞:混凝土

        孫建斌,李士宣,李凱龍,冉德欽*

        (1.山東省交通科學(xué)研究院,山東 濟(jì)南 250031;2.濟(jì)寧市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心有限公司,山東 濟(jì)寧 272000)

        引言

        砂是混凝土中重要的細(xì)骨料,但是河砂數(shù)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了需求。通過(guò)學(xué)者的調(diào)查與研究,使用機(jī)制砂配制的混凝土不僅在性能上符合要求,而且在數(shù)量上也表現(xiàn)了自身的優(yōu)越性[1-3]。養(yǎng)護(hù)方式和養(yǎng)護(hù)條件的不同,混凝土硬化后的各種性能也就不同[4-5]。內(nèi)養(yǎng)護(hù)以超吸水樹(shù)脂和輕集料等為代表,外養(yǎng)護(hù)以自然養(yǎng)護(hù)、養(yǎng)護(hù)膜養(yǎng)護(hù)、養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)等為代表。周昕等[6]通過(guò)模擬不同施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境,設(shè)計(jì)了覆蓋薄膜養(yǎng)護(hù)、澆水養(yǎng)護(hù)、低溫養(yǎng)護(hù)三種不同的養(yǎng)護(hù)方式,以考察不同養(yǎng)護(hù)方式對(duì)混凝土強(qiáng)度和滲透性的影響。曹健等[7]通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、自然養(yǎng)護(hù)、覆蓋塑料薄膜、噴涂表面養(yǎng)護(hù)劑四種養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行研究,得出了標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)效果是最佳的結(jié)論。李強(qiáng)等[8]對(duì)養(yǎng)護(hù)劑、橡塑板和土工布三種材料養(yǎng)護(hù)下混凝土的強(qiáng)度、抗裂性以及細(xì)觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,并與自然養(yǎng)護(hù)進(jìn)行了對(duì)比。以上研究均圍繞著以天然砂為原料配制而成的混凝土,而機(jī)制砂與天然砂在形貌特征和成份含量上都有一定差別。

        1 原材料與試驗(yàn)方法

        1.1 原材料

        采用P.O 42.5 水泥,物理性能指標(biāo)見(jiàn)表1。粉煤灰和礦渣粉分別采用I 級(jí)粉煤灰和S95 礦渣粉,物理性能指標(biāo)見(jiàn)表2 和表3。粗骨料為5~20 mm 的連續(xù)級(jí)配碎石。采用減水率為29%的非引氣型聚羧酸減水劑。蠟質(zhì)養(yǎng)護(hù)劑。養(yǎng)護(hù)膜、塑料薄膜、土工布、棉絮均采用普通類(lèi)型。

        表1 水泥物理性能指標(biāo)

        表2 粉煤灰性能指標(biāo)

        表3 礦渣粉性能指標(biāo)

        1.2 試驗(yàn)方法

        (1)坍落度、擴(kuò)展度、含氣量試驗(yàn)按照《普通混凝土拌合物性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50080—2016)進(jìn)行,混凝土構(gòu)件尺寸為500 mm×500 mm×500 mm。(2)力學(xué)性能按照《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50081—2019)進(jìn)行,混凝土構(gòu)件尺寸為500 mm×500 mm×500 mm。

        2 混凝土試驗(yàn)配合比及拌合物性能

        混凝土試驗(yàn)配合比以及拌合物的坍落度、擴(kuò)展度、含氣量等性能的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4,均滿(mǎn)足《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T 3650—2020)。

        表4 混凝土試驗(yàn)配合比及拌合物性能

        3 不同養(yǎng)護(hù)方式的養(yǎng)護(hù)過(guò)程對(duì)比

        混凝土構(gòu)件的幾種保濕養(yǎng)護(hù)方式的各自保濕效果和維持保濕能力所需水量有較大差別。養(yǎng)護(hù)膜經(jīng)第一次飽水后,在剩余養(yǎng)護(hù)時(shí)間里無(wú)需再進(jìn)行補(bǔ)水;棉絮養(yǎng)護(hù)、土工布養(yǎng)護(hù)則需要每天進(jìn)行灑水補(bǔ)充保濕。三種養(yǎng)護(hù)措施的補(bǔ)水方式:養(yǎng)護(hù)膜在初次包裹混凝土構(gòu)件和試件前,用2 kg 水進(jìn)行充分保水潤(rùn)濕,以后養(yǎng)護(hù)期間不再補(bǔ)充水分;對(duì)棉絮和土工布,則在初次包裹混凝土構(gòu)件和試件前,分別用4 kg 水進(jìn)行保水潤(rùn)濕,在以后養(yǎng)護(hù)期間每天定時(shí)灑水2 kg 進(jìn)行補(bǔ)水,持續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14 d。

        4 試驗(yàn)結(jié)果與分析

        4.1 抗壓強(qiáng)度的影響

        不同養(yǎng)護(hù)方式混凝土試件抗壓強(qiáng)度見(jiàn)表5。

        表5 養(yǎng)護(hù)方式對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

        在測(cè)試齡期內(nèi),采用養(yǎng)護(hù)膜、塑料薄膜和棉絮養(yǎng)護(hù)方法的混凝土強(qiáng)度相對(duì)較高,混凝土各齡期強(qiáng)度非常接近;采用土工布養(yǎng)護(hù)的混凝土強(qiáng)度略高于自然養(yǎng)護(hù)下混凝土的強(qiáng)度。五種養(yǎng)護(hù)方式下混凝土試件各齡期強(qiáng)度均高于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下混凝土的強(qiáng)度;而在表5 的七種養(yǎng)護(hù)方式中,以涂蠟質(zhì)養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)的混凝土強(qiáng)度最低,其各齡期抗壓強(qiáng)度較其他養(yǎng)護(hù)方式低30%左右。

        養(yǎng)護(hù)膜和棉絮養(yǎng)護(hù)能夠?yàn)榛炷羶?nèi)部水泥水化提供充足有效的水分,保證其強(qiáng)度快速發(fā)展,說(shuō)明其保水養(yǎng)護(hù)能力強(qiáng)。塑料薄膜養(yǎng)護(hù),雖然不能給混凝土提供額外水分,但由于其密封性好,能夠保證混凝土自身水分不散失,在混凝土構(gòu)件養(yǎng)護(hù)14 d 時(shí),塑料薄膜內(nèi)表面仍積聚有大量水滴,即能保證混凝土構(gòu)件表面有一定濕度。土工布養(yǎng)護(hù)混凝土的強(qiáng)度發(fā)展跟自然養(yǎng)護(hù)條件相當(dāng),主要是由于土工布的水分保持性差。在炎熱環(huán)境中,其水分流失速度很快,即便每天定時(shí)補(bǔ)充水分,其在大部分時(shí)段也處于較干燥狀態(tài)。

        4.2 抗壓強(qiáng)度的發(fā)展

        不同養(yǎng)護(hù)條件下混凝土試件抗壓強(qiáng)度發(fā)展見(jiàn)圖1。

        圖1 不同養(yǎng)護(hù)條件下混凝土抗壓強(qiáng)度發(fā)展

        標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)混凝土試件的強(qiáng)度發(fā)展比采用養(yǎng)護(hù)膜、棉絮、土工布、塑料薄膜和自然養(yǎng)護(hù)等方式混凝土的強(qiáng)度低,其原因是內(nèi)部相對(duì)更多的層間水將增加混凝土的層間拆分壓力,減小水化產(chǎn)物間的黏結(jié)力,而降低混凝土的抗壓強(qiáng)度。采用涂刷蠟質(zhì)養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)的混凝土試件強(qiáng)度在七種養(yǎng)護(hù)方式中最低,主要由于養(yǎng)護(hù)劑涂刷于混凝土表面,阻斷了混凝土試件內(nèi)部與外部環(huán)境濕度的交換,由于無(wú)外界水分的補(bǔ)充,混凝土內(nèi)部水化反應(yīng)不充分,因而造成其強(qiáng)度發(fā)展很低。而其余六種養(yǎng)護(hù)方式在一定程度上都可以為混凝土試件提供一定的潮濕環(huán)境,因而強(qiáng)度發(fā)展相對(duì)較高。

        5 結(jié)語(yǔ)

        測(cè)試齡期內(nèi),測(cè)得的七種養(yǎng)護(hù)方式下機(jī)制砂混凝土構(gòu)件所表現(xiàn)出的抗壓強(qiáng)度以棉絮養(yǎng)護(hù)、塑料薄膜養(yǎng)護(hù)和養(yǎng)護(hù)膜養(yǎng)護(hù)最優(yōu),涂蠟制養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)最差,其他三種養(yǎng)護(hù)方式相差不大。

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