不同養護溫濕度及持續時間對混凝土性能的影響

杜赫男

(中鐵十七局集團第五工程有限公司，山西 太原 030032)

1 工程概述

外部環境和混凝土性能之間有著緊密的聯系，在所有的外部環境中，溫度和濕度對混凝土性能的影響較大[1]。本文涉及項目所在的地區中，晝夜溫差較大，另外，該地區屬于高原，全年氣溫差可以達到82℃；年平均降水量不足70 mm，且蒸發量明顯高于降水量，屬于極度干旱地區，年平均相對濕度低于10%；風速高、風期長。為了控制混凝土裂縫，進而提高混凝土整體性能水平，需要深入研究不同的養護溫濕度以及養護持續時間對混凝土性能的影響。

2 混凝土原材料及配合比

在開展項目施工的過程中，混凝土施工所應用到的原材料均取自當地，水泥的28 d膠砂抗壓強度和標準稠度用水量分別為57.8 MPa、27.8%；細骨料應用的是取自當地的河砂，細度模數2.9，含泥量<1.2%；粗骨料為連續級配的碎石，粒徑在5～20 mm之間，含泥量、孔隙率和吸水率分別為0.5%、45.6%、0.4%；粉煤灰I級灰，細度7.5%；所應用的減水劑為聚羧酸高性能減水劑，減水率27.6%。本項目采用的是C50混凝土，其具體的配合比如表1所示。

表1 C50混凝土配合比

3 環境對混凝土性能的影響

3.1 環境對混凝土力學性能的影響

在不同的地區，不同的月份，溫度變化也有所不同，而且溫度變化程度也較大，因此，在不同月份開展混凝土養護工作也會給混凝土強度帶來不同的影響[2]。為了更加全面、充分地研究這些影響，本文在實驗過程中，分別在不同的月份制備了C50混凝土試件，然后對這些混凝土試件的抗壓強度進行測試，最終總結出標準養護條件和自然養護條件給混凝土抗壓強度所帶來的影響。

經過測試發現，7月份溫度相對較高，但是7月份的混凝土28 d強度僅僅達到了標準養護的69.9%，僅為46.9 MPa。通常來說，在養護溫度持續下降后，混凝土的強度會隨著下降，11月時混凝土28 d強度只有40.2 MPa，和設計要求具有較大距離。

在標準養護條件下對混凝土試件進行養護，養護時間為7 d時，混凝土試件的強度達到了養護時間為28 d時混凝土強度的83.3%。之所以出現這種現象，主要是在水化初期，混凝土內部存在一定數量的自由水，這些自由水會以較快的速度進行水化，使得混凝土的抗壓強度有所提高，但是隨著養護時間的延長，外部的濕度較低，和混凝土表面的濕度形成鮮明的對比，加快了表面水分的蒸發，使得混凝土內部的水化速度有所降低，最終導致7 d以后，混凝土抗壓強度的增長速度較為緩慢。

3.2 環境對混凝土耐久性的影響

不同月份，標準養護條件下和自然養護條件下對混凝土性能的影響具體見表2。

表2 自然養護和標準養護對混凝土耐久性的影響

通過對表2的相關數據進行研究發現，自然養護條件不利于混凝土相關性能的保證和提高[3]，之所以出現這種情況，主要原因是本文項目所在地區晝夜溫差較大，濕度較低。另外，因為該地區夜間溫度極低，所以早期的混凝土十分容易發生凍害，最終導致混凝土內部結構受到較大程度的損傷。通過上述分析也可以得出，如果地區環境較為特殊，那么就會給混凝土結構帶來一定的破壞作用，之所以出現這種情況，主要是孔隙內部的水分因為低溫影響，出現了結冰現象，結冰后，混凝土內部發生一定程度的膨脹，最終導致混凝土發生脹裂，使得混凝土的耐久性明顯降低。

3.3 陰陽面對混凝土性能差異的影響

陰陽面溫差也是本文項目所在地區所具有的一個典型氣候特征，陽面溫度比陰面溫度高10℃左右，導致陰陽面的混凝土早期水化程度也有所不同。經過測試得知，7月份因為溫度較高，即使陰面的平均溫度也可以達到15℃，因此，在該月份，混凝土結構陰陽面強度相差不大；到9月份，陰面混凝土的強度較陽面混凝土的強度降低了3.7%；11月份，陰面混凝土的強度較陽面混凝土的強度降低了8.9%。通過上述分析可以知道，雖然建筑物陰陽面混凝土的強度會有一定的區別，但是總體相差不大。

4 養護對混凝土性能的影響

4.1 不同養護方法的影響

在養護混凝土過程中，養護方法不同，使得混凝土所

處環境的溫濕度也有所不同[4]，文本研究模擬了常規的養護方法對混凝土進行養護。

經過養護后對混凝土試件進行測試發現，在自然養護條件下，混凝土所處環境的溫度和濕度分別為13℃，38%。如果濕度不變，隨著混凝土養護溫度的升高，其28 d的養護強度也有所提高；如果保持養護溫度不變，隨著濕度的升高，混凝土28 d的強度也明顯提高。

經過對比相關數據得知，和養護溫度相比，濕度的變化會對混凝土的強度產生更為明顯的影響。提高混凝土的養護濕度可以有效改善和提高混凝土的抗滲性能。在溫濕度相同的環境下，自然養護條件因為會出現早晚溫差，不利于混凝土抗滲性能的提升。

4.2 早期養護時間的影響

早期養護時間也會不同程度地影響混凝土的性能[5]。混凝土早期養護時間如果為3 d，經過測試發現，混凝土經過28d的養護時間后，其抗壓強度便可以提高19.9%；混凝土早期養護時間如果是5 d時，那么其28 d的抗壓強度可以提高約31%。另外，做好混凝土早期的保溫保濕工作，也可以明顯改善混凝土內部的密實度，對于提高混凝土的抗凍性和抗裂性具有十分積極的意義。綜合考慮，為了保證混凝土的性能，需要將混凝土結構的保溫保濕時間控制在5 d以上，特別是如果在冬季施工，混凝土保溫保濕時間的控制更為重要。

4.3 結果與體會

1)在開展項目施工的過程中，采用自然養護方法會導致混凝土的強度、抗滲性能和抗凍性能明顯降低。

2)如果項目工程所處地區濕度較低，而且溫差較大，那么必須采取養護效果更好的養護方法對混凝土進行養護，提高混凝土的早期強度，只有這樣，才能有效保證混凝土的耐久性以及總體力學性能。

3)在開展項目施工的過程中，為了保證混凝土的整體性能，控制早期保溫保濕養護時間必須超過5 d，如果混凝土內添加了相應的摻和料，那么需要適當延長混凝土保溫保濕的養護時間。

5 結束語

混凝土作為項目建設過程中最基本的施工原材料，其性能會對項目的整體質量產生重大的影響。而在具體施工的時候，混凝土的性能極易受到施工條件、施工溫度、養護時間等因素的影響，本文從不同的角度，深入研究并介紹了提高整體性能的具體方法，旨在為相似工程提供參考。

[ID:009604]