溫度匹配養護對大摻量礦物摻合料混凝土抗壓強度及早期水化性能的影響

孫曉強

北京城建集團有限責任公司

1 實驗

1.1 原材料

（1）水泥：P·O42.5水泥，膠砂抗壓強度3d為25.7MPa，28d為47.1MPa。

（2）粉煤灰：F 類Ⅰ級粉煤灰，45μm 篩余4.2%，需水量比90%，燒失量2.92%，SO3含量1.87%，28d膠砂活性指數76%。

（3）礦粉：S95級，比表面積422m2/kg，流動度比98%，燒失量0.91%，SO3含量1.43%，7d、28d膠砂活性指數分別為76%、97%。

（4）碎石：5mm～31.5mm 的連續級配石灰巖碎石，4.75mm～9.5mm、9.5mm～19mm 與16mm～31.5mm 碎石按2：6：2 搭配，壓碎值18.4%，針片狀顆粒含量4.0%，含泥量0.4%，泥塊含量0%。

（5）砂：河砂，Ⅱ區級配，細度模數2.9，含泥量1.3%，泥塊含量0.1%。

（6）減水劑：緩凝型聚羧酸系高性能減水劑，含固量20.32%，減水率27%。

1.2 混凝土配合比

在混凝土的配制中，采用大量的礦物摻和料來替代水泥，能夠降低混凝土的水化熱。所以，在本次研究中大摻量礦物摻和料混凝土的配合比為礦粉50%、粉煤灰40%、粉煤灰30%+礦粉20%三種C40 強度的混凝土。并且為了能夠更好的進行對比，還設計了兩種不同的普通混凝土，分別是純水泥還有加入了20%粉煤灰的混凝土，詳細配合比數據見表1。為了能夠確保這5中不同配合比的混凝土在標準養護條件下28d齡期時，混凝土的強度能夠同處一個水平線，將三種大摻量混凝土的水膠比值設定為0.35，而純水泥水膠比設定為0.40，還有20%的粉煤灰混凝土水膠比設定為0.38。

1.3 實驗方法

1.3.1 溫度匹配養護方法

在混凝土試件成型之后，將其放置在20℃左右的溫度下，靜置2～3個小時，然后將其帶膜并且表面覆蓋上一層塑料薄膜，放入到高低溫交變濕熱試驗箱當中，實現變溫養護，對于養護溫度的變化則依據實際某工程混凝土實測內部的溫度監測數據來進行調控，在混凝土的內部，最高的溫度能夠達到56.9℃。在完成變溫養護之后，要將試驗箱關閉，然后等待自然降溫，然后再將其放入至標準養護是當中，進行標準養護，一直到預定的齡期。在實驗中，混凝土試件其尺寸都相同，將三個試件作為一組。強度試驗齡期分別為1d、3d、7d、28d 和56d，對應的變溫養護齡期分別為1d、3d、7d、7d、7d。

表1 混凝土配合比及養護方式

4.2 5.04 5.04 5.04 F20 F40 K50 F30K20 TMCSC TMCSC TMCSC TMCSC 336 252 210 210 84 168 0 126 0 0 210 84 159 147 147 147 763 768 768 768 1098 1105 1105 1105

1.3.2 標準養護方法

這兩種試樣都是同時完成的，并且在它們的表面都進行覆蓋塑料薄膜，然后將這兩種試件放在溫度20℃的環境當中，等待24 小時，然后拆模，接著在放到濕度為95%、溫度為20℃的標準養護室當中，一直到預定的齡期。

1.3.3 SEM與化學結合水測試

依據表1的配合比進行制定混凝土，然后在采用上述兩種不同的養護方法進行養護，接著利用無水乙醇進行分別浸泡，中止水化，最后利用JSM-IT300 型掃描電子顯微鏡實現SEM 測試以及使用高溫灼燒法進行測定它們的化學結合水含量。

2 結果與討論

2.1 不同礦物摻合料混凝土在溫度匹配養護與標準養護條件下抗壓強度對比

集中不同礦物摻和料混凝土其在不同的養護方法下，抗壓強度的差別對比。結果如下：（1）在這幾組混凝土的配合比都相同的條件下，采用溫度匹配的養護方法，這幾種混凝土的3d抗壓強度均高于采用標準養護方法的強度高。還有就是在其他條件不變的情況下，他們的28d強度只有純水泥混凝土的強度要高于溫度匹配養護方法。（2）這幾種混凝土的試樣在采用標準養護方法的養護下，他們的28d強度沒有較大的差別，但是因為這幾種混凝土的礦物摻和料不同，所以在采用溫度匹配的養護方法下，他們的強度就會出現較大的差別。尤其是F40、F30K20、K50 這幾種礦物摻和量較大的混凝土，在采用溫度匹配的養護方式下，他們的強度要明顯的高于C0、F20這兩種混凝土，他們的強度順序為F40＞F30K20＞K50＞F20＞C0。

2.2 不同礦物摻合料混凝土在溫度匹配養護與標準養護條件下早期化學結合水含量的對比

膠凝材料的漿體其化學結合含水量的大小，能夠間接性的反映出其反應發生的情況，到了什么樣的程度，要是化學結合含水量越大，則說明反應的程度越高。在下圖1、2中，就分別表現出了C0、F40、K50、F30K20 這幾種凝膠材料的漿體其在兩種不同的養護方法下水化1d、3d的化學結合水含量。通過比對下面這兩張圖可知，不同的凝膠材料，要是采用標準養護的方式，則他們的化學結合含水量如下：C0＞K50＞F40＞F30K20，而要是采用溫度匹配的養護方式，則為C0＞K50＞F30K20＞F40，由此可以看出采用溫度匹配的養護方法，F30K20 的水化程度要比F40高。

圖1 標準養護條件下膠凝材料漿體化學結合水含量

圖2 溫度匹配養護條件下膠凝材料漿體化學結合水含量

3 結論

（1）要是采用的養護方式為溫度匹配，那么就能夠將混凝土內部的水化溫度極早的揮發出去，從而促使混凝土其水化的進程加快，從而讓混凝土當中粉煤灰還有礦粉的化學活性能夠較早的揮發，從而使得漿體的結構比較緊密，這洋酒導致大摻量混凝土的3d、7d抗壓強度更高。在進行設計大摻量混凝土的配合比的時候，應當對于混凝土內部的水化熱溫升對于混凝土強度的影響，因此，在進行設計配合比之前，應當依據實際情況，做到全面的考慮。