漢生，郝挺宇，文俊強(qiáng)，韓宇棟，鄒振華，葉朝衛(wèi)

（1. 北京正華混凝土有限責(zé)任公司，北京 100076，2. 中冶建筑研究總院有限公司，北京 100088）

冬期養(yǎng)護(hù)方法對(duì)混凝土豎向結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度的影響

（1. 北京正華混凝土有限責(zé)任公司，北京 100076，2. 中冶建筑研究總院有限公司，北京 100088）

本文研究使用不同養(yǎng)護(hù)方法對(duì)冬季施工的 C40 混凝土試驗(yàn)墻體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)，對(duì)比了不同方法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明諸多養(yǎng)護(hù)方法中最優(yōu)養(yǎng)護(hù)為“薄膜＋棉氈覆蓋”，其強(qiáng)度值比完全不養(yǎng)護(hù)的強(qiáng)度高 16%～20%。

養(yǎng)護(hù)方法；混凝土豎向結(jié)構(gòu)；實(shí)體強(qiáng)度

0 引言

混凝土結(jié)構(gòu)的早期養(yǎng)護(hù)方式對(duì)其強(qiáng)度增長(zhǎng)有著至關(guān)重要的影響。膠凝材料只有水化到一定程度才能形成有利于混凝土強(qiáng)度和耐久性的組成與結(jié)構(gòu)。一定的溫度和濕度條件是水泥水化硬化及強(qiáng)度增長(zhǎng)的重要保證[1]。當(dāng)原材料一定，材料配合比相同，施工方法一致時(shí)，混凝土的性能就取決于養(yǎng)護(hù)條件的好壞?？箟簭?qiáng)度是混凝土各項(xiàng)性能指標(biāo)的綜合反映，也是建筑工程質(zhì)量監(jiān)督中最普遍最重要的檢測(cè)項(xiàng)目。長(zhǎng)期以來(lái)，由于對(duì)建設(shè)速度與建設(shè)成本的片面追求，施工規(guī)范得不到很好的重視與執(zhí)行，造成混凝土工程質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求（如強(qiáng)度低、碳化嚴(yán)重等），或者在養(yǎng)護(hù)條件不能很好保證下為了達(dá)到混凝土的強(qiáng)度性能而大幅度增加混凝土中的水泥用量或提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，造成資源能源大量消耗[2]。這些做法一方面不符合混凝土材料技術(shù)進(jìn)步的要求，另一方面也增加了成本，且與全球節(jié)能減排的時(shí)代要求不相稱。尤其是商品混凝土普遍應(yīng)用后，若不注重施工養(yǎng)護(hù)技術(shù)的配合，混凝土工程出現(xiàn)強(qiáng)度低、強(qiáng)度發(fā)展慢及耐久性差的問(wèn)題將更加突出[3]。

1 試驗(yàn)

為了闡述不同養(yǎng)護(hù)條件對(duì)同條件下配制的、同工作性能、同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土抗壓強(qiáng)度的影響，揭示早期養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的重要性，本文對(duì)冬季施工不同養(yǎng)護(hù)方式的C40 混凝土剪力墻試驗(yàn)墻體，以及同條件下養(yǎng)護(hù)試塊和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)研究。

1.1 原材料

（1）水泥：采用河北唐山燕東水泥廠生產(chǎn)的 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥；

（2）粉煤灰：采用北京誠(chéng)興泰建筑材料公司生產(chǎn)的Ⅰ級(jí)粉煤灰；

（3）礦粉：采用唐山市豐潤(rùn)區(qū)宏景建材加工有限公司生產(chǎn)的 S95 級(jí)礦粉；

（4）砂：采用淶水縣興旺砂石料廠生產(chǎn)的規(guī)格為Ⅱ區(qū)的中砂；

（5）碎石：采用淶水縣興旺砂石料廠生產(chǎn)的 5～25mm規(guī)格連續(xù)級(jí)配碎石；

（6）外加劑：采用北京鈺仕興建材有限公司生產(chǎn)的PAD-3 型防凍型減水劑；

（7）水：自來(lái)水。

1.2 混凝土配合比

本試驗(yàn)研究中冬施混凝土剪力墻試驗(yàn)墻體所用混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C40?；炷僚浜媳热绫? 所示，拌合物性能如表2所示。

表1 混凝土配合比 kg/m3

表2 混凝土拌合物性能

1.3 養(yǎng)護(hù)方法

本次試驗(yàn)研究中，針對(duì)冬施混凝土施工混凝土剪力墻試驗(yàn)墻體分別采用六種不同的養(yǎng)護(hù)方式，現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆六面試驗(yàn)段混凝土墻體。試驗(yàn)墻體編號(hào)為 1～6，分別為：拆模時(shí)間為18h 不加養(yǎng)護(hù)措施、拆模時(shí)間為 48h 拆模后覆蓋棉氈至 7 天、拆模時(shí)間為 18h 拆模后覆蓋節(jié)水養(yǎng)護(hù)膜加棉氈至 7 天、拆模時(shí)間為 18h 拆模后覆蓋塑料薄膜加棉氈至 7 天、拆模時(shí)間為18h 拆模后涂刷養(yǎng)護(hù)劑加棉氈至 7 天、拆模時(shí)間為 18h 拆模后覆蓋棉氈至 7 天。此外，還澆筑了同條件養(yǎng)護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊。

1.4 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)研究測(cè)試的主要內(nèi)容有不同養(yǎng)護(hù)方式試驗(yàn)墻體的取芯強(qiáng)度值以及回彈值，所依據(jù)的主要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）CECS 03: 2007《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》；

（2）JGJ/T 23—2011《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》；

（3）GB/T 50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

測(cè)定 7 天、14 天、28 天、60 天、90 天試驗(yàn)?zāi)M墻結(jié)構(gòu)實(shí)體的回彈強(qiáng)度并計(jì)算出回彈推定值、芯樣抗壓強(qiáng)度及其對(duì)應(yīng)的試塊標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度、同條件強(qiáng)度。強(qiáng)度數(shù)據(jù)見(jiàn)表3～5。

表3 混凝土試驗(yàn)墻回彈推定值 MPa

圖1 混凝土試驗(yàn)墻回彈推定值與養(yǎng)護(hù)條件的關(guān)系

通過(guò)六段試驗(yàn)墻體的回彈推定值可以看出：各種養(yǎng)護(hù)方式的墻體回彈強(qiáng)度推定值隨著齡期的增長(zhǎng)而逐漸增加，28 天齡期之后增長(zhǎng)勢(shì)頭趨于緩和；六種養(yǎng)護(hù)方式之中，晚拆模、養(yǎng)護(hù)膜＋棉氈和薄膜＋棉氈的養(yǎng)護(hù)方式相對(duì)較好，而養(yǎng)護(hù)劑＋棉氈、棉氈和完全不養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)方式則效果較差；以 60 天養(yǎng)護(hù)齡期數(shù)據(jù)為例，最優(yōu)的養(yǎng)護(hù)方式為薄膜＋棉氈，其回彈推定值為 40.2MPa，剛好達(dá)到強(qiáng)度設(shè)定值的 100%，而最差的養(yǎng)護(hù)方式為完全不養(yǎng)護(hù)，其回彈推定值為 33.5MPa，只有強(qiáng)度設(shè)定值的 84%，兩種養(yǎng)護(hù)方式對(duì)混凝土強(qiáng)度影響為 16%。

表4 混凝土試驗(yàn)墻鉆芯強(qiáng)度值 MPa

通過(guò)六段試驗(yàn)墻體的鉆芯強(qiáng)度值可以看出：與回彈推定值的規(guī)律類似，各種養(yǎng)護(hù)方式的墻體鉆芯強(qiáng)度值隨著齡期的增長(zhǎng)而逐漸增加，28 天齡期之后增長(zhǎng)勢(shì)頭趨于緩和；六種養(yǎng)護(hù)方式之中，晚拆模、養(yǎng)護(hù)膜＋棉氈、薄膜＋棉氈和養(yǎng)護(hù)劑＋棉氈的養(yǎng)護(hù)方式相對(duì)較好，而棉氈和完全不養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)方式則效果較差；以 60 天養(yǎng)護(hù)齡期數(shù)據(jù)為例，最優(yōu)的養(yǎng)護(hù)方式為薄膜＋棉氈，其回彈推定值為 48.0MPa，達(dá)到強(qiáng)度設(shè)定值的 120%，而最差的養(yǎng)護(hù)方式為完全不養(yǎng)護(hù)，其回彈推定值為40.2MPa，剛好達(dá)到強(qiáng)度設(shè)定值的 100%，兩種養(yǎng)護(hù)方式對(duì)混凝土強(qiáng)度影響為 20%。

圖2 混凝土試驗(yàn)墻鉆芯強(qiáng)度值與養(yǎng)護(hù)條件的關(guān)系

表5 混凝土試塊強(qiáng)度值 MPa

通過(guò)試塊強(qiáng)度值可以看出：試塊強(qiáng)度值隨著齡期的增長(zhǎng)而逐漸增加；各個(gè)齡期標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的強(qiáng)度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同條件養(yǎng)護(hù)的強(qiáng)度；以 60 天養(yǎng)護(hù)齡期數(shù)據(jù)為例，標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度值為69.2MPa，達(dá)到強(qiáng)度設(shè)定值的 173%，而同條件養(yǎng)護(hù)的強(qiáng)度值為 47.4MPa，剛好達(dá)到強(qiáng)度設(shè)定值的 119%，兩種養(yǎng)護(hù)方式對(duì)混凝土強(qiáng)度影響為 54%。

為了對(duì)比最優(yōu)養(yǎng)護(hù)與最差養(yǎng)護(hù)的強(qiáng)度差異，將薄膜＋棉氈、完全不養(yǎng)護(hù)的回彈推定值與鉆芯強(qiáng)度值與標(biāo)養(yǎng)試塊同條件試塊的各齡期強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如圖3 所示。

圖3 養(yǎng)護(hù)方法對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

從中可以看出，同批成型的試塊強(qiáng)度高于試驗(yàn)墻的鉆芯強(qiáng)度，而試驗(yàn)墻的鉆芯強(qiáng)度又高于試驗(yàn)墻回彈推定值。具體來(lái)看，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)比各種養(yǎng)護(hù)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)均高出許多，若以 60 天強(qiáng)度計(jì)，其數(shù)值可達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 173%；其次為最優(yōu)養(yǎng)護(hù)的鉆芯強(qiáng)度值和同條件養(yǎng)護(hù)的試塊強(qiáng)度值，這兩者的強(qiáng)度數(shù)值比較接近，冬施按照 60 天齡期，可達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 120%；再次為最優(yōu)養(yǎng)護(hù)的回彈推定值和最差養(yǎng)護(hù)的鉆芯強(qiáng)度值，這兩者的強(qiáng)度數(shù)值也較為接近，冬施按照 60 天齡期，可達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 100%；最后為最差養(yǎng)護(hù)的回彈推定值，冬施按照 60 天齡期，只可達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 84%。

完全不養(yǎng)護(hù)狀態(tài)或者養(yǎng)護(hù)不到位的情況下混凝土墻體回彈推定值和鉆芯強(qiáng)度均低，這是由于這樣的養(yǎng)護(hù)措施混凝土表面的濕養(yǎng)護(hù)條件明顯不足，導(dǎo)致混凝土水化不充分，造成混凝土“缺鈣”，不能提供混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的動(dòng)力，若有風(fēng)吹導(dǎo)致墻面表面干燥，則會(huì)影響水化反應(yīng)，進(jìn)而影響其強(qiáng)度增長(zhǎng)[4]。此外冬施環(huán)境下，過(guò)低的氣溫同樣不利用混凝土的水化，北京12月份氣溫經(jīng)常位于零度以下，完全不養(yǎng)護(hù)狀態(tài)的混凝土若不施加保溫措施，可能導(dǎo)致其混凝土內(nèi)部停止水化，影響其強(qiáng)度增長(zhǎng)。而薄膜＋棉氈的養(yǎng)護(hù)方式中，薄膜覆蓋可以保障混凝土墻體表面的濕度，覆蓋棉氈又可提供一定程度的溫度，這樣的溫濕度環(huán)境下，可以保證其強(qiáng)度增長(zhǎng)。因此，目前為止冬施過(guò)程中比較好的養(yǎng)護(hù)措施便是“薄膜+棉氈”覆蓋的養(yǎng)護(hù)方式。

3 結(jié)論

（1）混凝土豎向結(jié)構(gòu)的冬施諸多養(yǎng)護(hù)方式中“薄膜＋棉氈”覆蓋的方式為最優(yōu)養(yǎng)護(hù)方法；

（2）“薄膜＋棉氈”覆蓋的最優(yōu)養(yǎng)護(hù)方法比之完全不養(yǎng)護(hù)的方法，以 C40 混凝土為例，其鉆芯強(qiáng)度和回彈推定值相差 16%～20%；

（3）對(duì)比“薄膜＋棉氈”覆蓋養(yǎng)護(hù)方法的鉆芯強(qiáng)度和回彈強(qiáng)度的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)：以 C40 混凝土為例，混凝土 60d 其鉆芯強(qiáng)度值較回彈推定值高 16%～20%。

[1] 齊立劍．養(yǎng)護(hù)方式與水膠比對(duì)粉煤灰混凝土抗碳化性能的影響[D]．燕山大學(xué)[A]，2013．

[2] 王楠．養(yǎng)護(hù)方式對(duì)水泥膠砂及混凝土強(qiáng)度影響試驗(yàn)研究[D]．內(nèi)蒙古科技大學(xué)，2012．

[3] 林鵬，嚴(yán)玉梅．養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度及孔結(jié)構(gòu)的影響[C]．全國(guó)混凝土新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)及工程應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)[A]．2010．

[4] 李建兵．結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)與評(píng)定的試驗(yàn)研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)[A]，2014．

［通訊地址］北京市大興區(qū)西紅門(mén)鎮(zhèn)振亞莊村西 100 米正華商砼（100076）

卻漢生（1974—），北京正華混凝土有限責(zé)任公司常務(wù)副總，主要從事混凝土新技術(shù)開(kāi)發(fā)、企業(yè)管理方面研究。