蒸養(yǎng)條件下大摻量礦物摻合料混凝土的性能研究

周醒

摘 要：作為生產(chǎn)混凝土預(yù)制構(gòu)件的重要工藝技術(shù)，蒸汽高溫養(yǎng)護(hù)在提升混凝土早期強(qiáng)度方面具有重要的作用，間接地提高生產(chǎn)效率。為了更好地探究蒸養(yǎng)條件下大摻量礦物摻合料混凝土的性能，本文首先闡述了預(yù)制構(gòu)件及蒸養(yǎng)混凝土，然后分析了礦物摻合料在混凝土中的應(yīng)用，最后著重探討了復(fù)合礦物摻雜料對蒸養(yǎng)混凝土性能的影響，希望能夠?yàn)榻窈蟮南嚓P(guān)研究提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：蒸養(yǎng)；復(fù)合礦物摻合料；混凝土；性能

中圖分類號：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）18-0077-02

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工程建筑水平的不斷提升，建筑行業(yè)在近些年中已經(jīng)取得了顯著的成績，建筑行業(yè)已經(jīng)成為了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)之一。但是，我們必須承認(rèn)的是，就當(dāng)前的全國整體的建筑行業(yè)發(fā)展情況來看，仍然存在一定的不足之處，預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場澆筑就比較具有代表性，該種方式不僅能耗高、效率低，對生態(tài)環(huán)境造成的污染也非常嚴(yán)重。要想改變這些存在的問題，促進(jìn)建筑行業(yè)的卡快速發(fā)展，提高建筑構(gòu)件的生產(chǎn)效率成為了必然趨勢，使用者蒸汽對混凝土進(jìn)行早期養(yǎng)護(hù)，是當(dāng)前預(yù)制混凝土構(gòu)件中比較推崇的養(yǎng)護(hù)方式，應(yīng)當(dāng)廣泛地應(yīng)用于建筑行業(yè)當(dāng)中。

1 預(yù)制構(gòu)件及蒸養(yǎng)混凝土

1.1 預(yù)制構(gòu)件

在建筑行業(yè)不斷發(fā)展的大背景下，傳統(tǒng)的現(xiàn)場澆筑方式已經(jīng)無法滿足建筑行業(yè)發(fā)展的需要，特別是在當(dāng)前房地產(chǎn)市場碰蓬勃發(fā)展的情況下，提高現(xiàn)場澆筑效率，降低澆筑成本，減少環(huán)境污染已經(jīng)成為了眾多企業(yè)追求的目標(biāo)。建筑工程的施工建設(shè)，與預(yù)制構(gòu)件有著不可磨滅的關(guān)系。現(xiàn)階段，混凝土材料是建筑行業(yè)中使用率最高、使用范圍最廣的材料之一，預(yù)制混凝土構(gòu)件是實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)現(xiàn)代化的重要手段，預(yù)制混凝土構(gòu)件的水平如何直接關(guān)系到建筑行業(yè)今后的發(fā)展。

1.2 蒸養(yǎng)混凝土

在生產(chǎn)預(yù)制混凝土構(gòu)件的時候，通常需要花費(fèi)大量的時間去養(yǎng)護(hù)?，F(xiàn)階段，預(yù)制混凝土構(gòu)件養(yǎng)護(hù)中，常見的有蒸汽養(yǎng)護(hù)、熱模養(yǎng)護(hù)、電熱養(yǎng)護(hù)等。不同的養(yǎng)護(hù)方式的作用機(jī)理不同，但是其目的均是為了減少預(yù)制混凝土構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)時間，提高養(yǎng)護(hù)效率，降低養(yǎng)護(hù)成本。蒸汽養(yǎng)護(hù)的方式，在預(yù)制混凝土構(gòu)件中十分常見，應(yīng)當(dāng)算是混凝土預(yù)制技術(shù)的核心工藝。相比于熱模養(yǎng)護(hù)、電熱養(yǎng)護(hù)、紅外養(yǎng)護(hù)等養(yǎng)護(hù)方式，蒸汽養(yǎng)護(hù)操作起來相對比較簡單，價格也更加便宜，可以保證構(gòu)件隨處環(huán)境的相對濕度，自然環(huán)境因素的變化不會對其造成影響[1]。一般而言，蒸汽養(yǎng)護(hù)可以具體分為三個類別：無壓、高壓以及常壓。為了更好地進(jìn)行探究，本文選取的常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)方式。

2 礦物摻合料在混凝土中的應(yīng)用

何為礦物摻合料？所謂的礦物摻合料是出于改善混凝土性能的目的，在拌合物中摻合具有一定細(xì)度的天然礦物質(zhì)或者人工礦物質(zhì)。礦物摻合料可以根據(jù)其活性度分為活性和非活性摻合料兩種?；钚該胶狭暇哂袧撛诨钚郧掖蟛糠值V物摻合料可以參與火山灰反應(yīng)，生成具有膠凝能力的水化合物。非活性礦物摻合料則不會發(fā)生火山灰反應(yīng)[2]。一般而言，活性礦物摻合料的使用更多，如粉煤灰、粒化高爐煤渣、硅灰等。由于蒸養(yǎng)工藝技術(shù)的出現(xiàn)和使用，混凝土產(chǎn)品的質(zhì)量控制也更加可靠。然而，需要注意的是，現(xiàn)階段蒸養(yǎng)技術(shù)在純水泥混凝土或者低摻量礦物摻料混凝土中的應(yīng)用更高，在大摻量礦物摻料混凝土中的應(yīng)用非常少，這就使得單方混凝土的水泥用量比普通混凝土的水泥用量要大[3]。當(dāng)前，國際社會大力提倡“生態(tài)發(fā)展，綠色環(huán)保”，水泥用量越大，生產(chǎn)也就越多，潛在的能源消耗和環(huán)境污染問題也就更加嚴(yán)重，這違背了當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。所以，綠色高性能的混凝土的使用，降低了能源消耗，減少了環(huán)境污染，而在綠色混凝土中礦物摻合料發(fā)揮著極其重要的作用。

3 蒸養(yǎng)條件下大摻量礦物摻合料對混凝土性能造成的影響

相關(guān)研究表明，在蒸養(yǎng)混凝土中單摻礦物摻合料是切實(shí)可行的，并不會對混凝土的抗氯離子滲透性造成影響。粉煤灰的摻入則會在一定程度上導(dǎo)致混凝土早期強(qiáng)度的降低，在對蒸養(yǎng)溫度進(jìn)行調(diào)整（調(diào)高）之后，混凝土的后期強(qiáng)度也會出現(xiàn)降低。粉煤灰和煤渣聯(lián)合使用，促進(jìn)了不同膠凝材料不同時段功能作用的發(fā)揮，在改善混凝土全生命周期的性能方面表現(xiàn)明顯。為了更好地進(jìn)行本次探究，本文的以粉煤灰和礦渣的混合使用，將溫度為60℃蒸養(yǎng)的純水泥混凝土視為對照組，研究不同配比的大摻量復(fù)合礦物摻合料混凝土經(jīng)過60℃和80℃蒸養(yǎng)的抗壓強(qiáng)度以及抗氯離子滲透性的特性，以期得到復(fù)合摻合料在蒸養(yǎng)混凝土中的合適摻量，混凝土氛圍水灰比為0.36的高強(qiáng)度混凝土和0.46的普通強(qiáng)度混凝土。對于不同強(qiáng)度的混凝土采取不同的養(yǎng)護(hù)方式，所有試件的靜停時間均為3h，升溫時間為1h，降溫時間為5h，對于普通強(qiáng)度的混凝土，設(shè)置一個C-60組作為對照組，高強(qiáng)度混凝土則設(shè)置一個C-60組作為對照組。

3.1 復(fù)合礦物摻合料對普通強(qiáng)度蒸養(yǎng)混凝土性能的影響

3.1.1 對普通強(qiáng)度蒸養(yǎng)混凝土拆模強(qiáng)度的影響

假設(shè)有恒溫溫度為60℃復(fù)摻礦物摻合料普通強(qiáng)度混凝土的拆模強(qiáng)度圖，在礦物場摻合料總量保持一致的條件下，通過實(shí)驗(yàn)展開探究，發(fā)現(xiàn)礦渣摻量較多的拆模強(qiáng)度要明顯高于粉煤灰摻量較多的拆模強(qiáng)度。由此可知，相比于礦渣，粉煤灰對混凝土的拆模強(qiáng)度的不利影響明顯更大。另外，通過實(shí)驗(yàn)得知，在普通強(qiáng)度60℃蒸養(yǎng)混凝土中，通過復(fù)摻的方式摻加礦物摻合料其實(shí)無法限制拆模強(qiáng)度下降的趨勢，但是對粉煤灰引發(fā)的拆模強(qiáng)度下降起到很好和彌補(bǔ)作用，可以在相同的拆模強(qiáng)度下使用更多的礦物摻合料。

3.1.2 對普通強(qiáng)度蒸養(yǎng)混凝土強(qiáng)度發(fā)展的影響

60℃蒸養(yǎng)條件下，在普通強(qiáng)度混凝土中，大量摻復(fù)合礦物摻合料，同時根據(jù)具體情況，適當(dāng)?shù)貙⒑銣貢r間延長，會在一定程度上降低早期混凝土的強(qiáng)度。通常情況下，如果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)將會得知，到了3d的時候，礦物摻合料對混凝土強(qiáng)度影響非常小，影響幾乎不存在。28d之后，摻加復(fù)合礦物你摻合料，并延長恒溫時間的混凝土強(qiáng)度表現(xiàn)要明顯高于純水泥混凝土。這種情況的出現(xiàn)，很好地證明了上述提及到的水灰比為0.46的普通強(qiáng)度蒸養(yǎng)混凝土，在大量摻合礦物摻合料的情況下，會對拆模強(qiáng)度造成影響，使得拆模強(qiáng)度出現(xiàn)下降的情況；另一方面來看，大量摻合礦物摻合料又能夠使得拆模強(qiáng)度呈現(xiàn)持續(xù)性較長的增長，這對混凝土后期強(qiáng)度的改善意義重大。

3.1.3 對普通強(qiáng)度蒸養(yǎng)混凝土抗氯離子滲透性的影響

實(shí)驗(yàn)證明，礦物摻合料的摻加能夠?qū)φ麴B(yǎng)混凝土的抗氯離子滲透性就有非常明顯的改善作用。圖1是60℃復(fù)合摻礦物摻合料的普通強(qiáng)度混凝土28d和90d的氯離子電通量。通過觀察，可以發(fā)現(xiàn)60℃復(fù)合摻礦物摻合的普通強(qiáng)度混凝土在改善抗氯離子滲透性能方面具有非常明顯的效果，隨著礦物摻合料的增加，通電量呈現(xiàn)出一定的下降趨勢。對28d和90d的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)這種變化趨勢非常相似。

3.2 復(fù)合礦物摻合料對高強(qiáng)度蒸養(yǎng)混凝土性能的影響

3.2.1 對高強(qiáng)度蒸養(yǎng)混凝土拆模強(qiáng)度的影響

實(shí)驗(yàn)表明，恒溫溫度為60℃條件下?lián)郊訌?fù)合礦物摻合料蒸養(yǎng)混凝土的拆模強(qiáng)度中，混凝土的拆模強(qiáng)度和礦物摻合料產(chǎn)量呈現(xiàn)出反相關(guān)性，也就是說混凝土的拆模強(qiáng)度隨著礦物摻合料產(chǎn)量的增加而呈現(xiàn)遞減的趨勢。另外，粉煤灰比例越高，混凝土拆模強(qiáng)度下降的越多。通過粉煤灰和礦渣復(fù)摻的方式，能夠在一定程度上調(diào)整大摻量礦物摻合料混凝土的拆模強(qiáng)度，但是摻量非常大時候，需要控制好粉煤灰的比例，不要太高。

3.2.2 對高強(qiáng)度蒸養(yǎng)混凝土拆模強(qiáng)度發(fā)展的影響

圖2為恒溫溫度60℃條件下HC組和HX組混凝土強(qiáng)度的發(fā)展規(guī)律。從圖中不難看出。延長恒溫時間不能實(shí)現(xiàn)對礦物摻合料引起的早期強(qiáng)度降低的完全彌補(bǔ)，在90d之前所有復(fù)摻礦物摻合料的混凝土強(qiáng)度要明顯低于純水泥組，這是因?yàn)榈V物摻合料活性低于水泥并且整體反應(yīng)程度較低兩個因素所致。通過摻量使用礦渣和粉煤灰，能夠避免混凝土強(qiáng)度大幅下降，并且在中后期的強(qiáng)度發(fā)展情況良好。

3.2.3 對高強(qiáng)度蒸養(yǎng)混凝土抗氯離子滲透性的影響

實(shí)驗(yàn)表明，在復(fù)摻礦物摻合料的高強(qiáng)度混凝土氯離子電通量中，礦物摻合料的摻加對蒸養(yǎng)溫度的抗氯離子滲透性改善作用非常大。

4 結(jié)語

總之，蒸養(yǎng)高溫養(yǎng)護(hù)在提升混凝土早期強(qiáng)度方面作用明顯。通過本次研究得到以了解到了粉煤灰與礦渣的早期活性存在明顯的差異，在慣用的60℃蒸養(yǎng)條件下，大摻量礦渣混凝土在適當(dāng)延長恒溫時間后早期強(qiáng)度即可滿足使用，大摻量粉煤灰混凝土的早期強(qiáng)度要高于純水泥混凝土。同時還認(rèn)識了復(fù)合礦物摻合料可以改善普通強(qiáng)度混凝土的后期強(qiáng)度發(fā)展，但是會在一定程度上降低混凝土的早期強(qiáng)度，在高強(qiáng)度混凝土中會使得混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)小幅度的降低。

參考文獻(xiàn)

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