水工混凝土抗凍試驗的養護齡期研究

張 濤

（山東新匯建設集團有限公司，山東 東營 257000）

混凝土的抗凍性是混凝土耐久性的一項重要指標，直接影響混凝土的使用壽命。我國北方地區，混凝土建筑物經常受到凍融剝蝕的破壞，所以對混凝土結構的抗凍性檢測顯得尤為重要。

針對不同行業的特點，各部門對混凝土抗凍性能試驗制定的標準也不同，其中對養護齡期的規定就有28 d、90 d的差別?！端せ炷猎囼炓幊獭罚⊿L352-2006）規定混凝土養護齡期為90 d，而《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》（GB/T50082-2009）、《水運工程混凝土試驗規程》（JTJ 270-1998）規定的養護齡期為28 d；因為目前絕大多數工程項目的施工工期較短，即便是一個普通的配合比也要到施工原材料進場后28 d才能出具，正常試驗得出的抗凍配合比從時間上算無法滿足工程需要。本文對養護齡期對混凝土抗凍性是否有影響，進行了試驗比較。

1 試驗簡介

1.1 原材料

1）水泥。采用山東鋁廠生產的山鋁牌42.5 MPa普通硅酸鹽水泥。

2）砂子。采用產地青州，細度模數2.7，含泥量2.1%的中砂。

3）石子。采用產地青州碎石，各項試驗合格，規格5～31.5 mm，連續級配。

4）外加劑。采用東營瑞源新型材料有限公司生產的引氣劑。各項指標合格，引氣性能較好，摻量2.5%。

5）粉煤灰。采用勝利發電廠的粉煤灰，符合II級粉煤灰要求。

6）水。采用飲用自來水，各項指標合格。

1.2 試驗方法

本試驗按照《水工混凝土試驗規程》（SL352-2006）的規定要求，采用工程中常用的C30、C35、C40三種強度等級的抗凍混凝土分別進行養護齡期為28 d、90 d的凍融試驗。試驗模塊尺寸為100 mm×100 mm×400 mm，試驗中心溫度為8±2℃，最低溫度為-17±2℃，試件中心與表面的溫差＜28℃，一次循環歷時不超過4h，試驗盒120mm×120 mm×500 mm橡皮盒。

1.3 配合比的設計

根據規范及施工條件的要求，分別采用摻加粉煤灰與不摻粉煤灰2種形式。針對3種強度等級確定了6種配合比進行試驗，其中，C30混凝土按抗凍等級F200設計，C35、C40混凝土按抗凍等級F300設計。具體混凝土配合比見表1。

2 結果分析

2.1 混凝土抗壓強度試驗結果

混凝土抗壓強度試驗結果見表2。

由表2可以看出，在標準養護下，隨著齡期的增長，混凝土抗壓強度增長趨勢越來越??；摻

表1 混凝土配合比

表2 混凝土抗壓強度試驗結果

加粉煤灰的混凝土早期強度偏低，后期對混凝土抗壓強度影響不大。

2.2 混凝土凍融試驗結果

1）養護齡期對混凝土重量損失率的影響。養護齡期對不同配比下的混凝土重量損失率的影響如表3所示。

表3 重量損失率與養護齡期的關系 %

由表3可以看出，在相同的凍融次數下，養護齡期為28 d的混凝土比養護齡期為90 d的混凝土重量損失要高一些，但是最終抵抗凍融循環破壞次數相差不大，另外從工程實際出發，在其他條件不變的情況下，若采用混凝土28 d性能，工程偏于安全。

2）養護齡期對混凝土相對動彈性模量的影響。本次試驗采用天津惠達實驗儀器廠生產的DT-16型混凝土動彈儀，檢測抗凍混凝土試件的相對動彈性模量。養護齡期對混凝土相對動彈性模量的影響如表4所示。

表4 相對動彈性模量與養護齡期的關系 %

由表4可以看出，不同試件不同養護齡期下相對動彈性模量雖然有些波動，但是其變化趨勢一致。相同凍融次數時，不同養護齡期的各試件相對動彈性模量相差不大，且無明顯的規律可循。

2.3 氣泡結構對混凝土抗凍性影響

混凝土的抗滲性與抗凍性有著密切的關系?；炷林袚饺胍龤鈩┖竽軌蚓鶆虻胤植細馀?，從而有效地阻隔水分及有害離子進入混凝土內部，造成混凝土的損傷破壞。因此混凝土中氣泡的形狀和空間分布是影響混凝土抗凍性的重要因素。范沈撫通過試驗發現摻引氣劑的混凝土齡期對其抗凍性沒有明顯的影響，且引氣劑引入的氣泡結構性質不隨齡期的延長而變化；洪定海通過試驗研究發現混凝土水灰比分別為 0.7、0.6、0.45時，其抗滲性達到穩定的養護時間分別為90 d、28 d、7 d。

由于本次試驗沒有考慮減水劑對混凝土抗凍性能的影響，而絕大多數普通抗凍混凝土通過摻加適量的減水劑將水灰比控制在0.45以下，經標準養護28 d后，抗凍性能已比較穩定。

3 建議

對于絕大多數的普通抗凍混凝土其水灰比小于0.45，標準養護28 d時，混凝土的抗凍性能已比較穩定，與90 d的混凝土抗凍性能相差不大。目前多數工程項目的施工工期較短，采用28 d的養護齡期可以縮短凍融試驗的循環周期，提高工作效率。故建議，建設周期短的水利工程，混凝土抗凍標準養護齡期參照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》（GB/T50082-2009）或《水運工程混凝土試驗規程》（JTJ 270-1998）采用28 d；大體積混凝土及建設周期較長的項目仍依照《水工混凝土試驗規程》（SL352-2006），養護齡期采用90 d。