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试论混凝土养护对混凝土强度的影响

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摘要：混凝土之所以会出现硬化现象，主要是因为水泥的水化反应，唯有控制好水泥的强度与水化反应，方能保证混凝土的强度。湿度与温度均是影响水泥强度和水化反应的主要因素，所以，在混凝土成型之后对其进行养护就显得非常有必要。

关键词：混凝土养护；混凝土强度；影响

1导言

混凝土的宏观组织是处于堆聚状态的，其是由水泥与各种大不不同、形状各异的集料颗粒混合而成的，而水泥浆凝结固化形成的“水泥石”在其中发挥着重要的粘合作用。可将混凝土视为由粗细集料和“水泥石”混合而成的复合材料，对混凝土进行养护就是为了确保水泥的水化反应在形成“水泥石”的过程中能正常进行。

2养护温度对混凝土强度的影响

养护温度会在很大程度上影响混凝土强度的发展。曾有研究指出，混凝土养护温度越低，其初期强度越差，而后期养护温度在32~49℃的混凝土强度却远远低于4~23℃后期养护温度下的混凝土强度，这说明初期养护温度越低，其混凝土后期强度的衰减越小。这主要是因为急促的初期水化反应会影响水化产物的均匀排布，那些分布着较少水化产物位置的强度相对较差，这样便会大大削弱混凝土的整体强度；而那些分布着大量水化产物的位置则会将牢牢裹住水泥粒子，影响水泥水化反应的进一步进行，水化产物便会随之逐渐减少。当养护温度不高时，因为水泥水化反应较为缓慢，这样水分便有充足的时间进行扩散，所形成的水化产物便有均匀地排布于水泥石中。然而，当养护温度低于4℃时，尽管可能提升混凝土后期强度，然而因为水泥水化反应比较缓慢，这样便会大大影响其早期强度，尤其是28d前强度的增长，从而无法达到施工要求。因此，在具体的施工过程中，应将混凝土的养护温度控制在5℃以上。P.Klieger在其研究中提到，在混凝土的早期养护存在一个最佳养护温度，在最佳养护温度下，混凝土在某个龄期的强度可达到最大值，通过实验发现，快硬硅酸盐水泥的最佳养护温度是4℃左右，而硅酸盐水泥则是13℃左右。

3湿热养护对混凝土强度的影响

在混凝土的凝结过程中，温度会在很大程度上影响混凝土的后期强度。据相关调查证实，如果从搅拌直至温度上升到99℃的时间不超过6~7h，或者从搅拌直至温度上升至49℃的时间不超过2~3h，则必定会严重影响后期混凝土强度的增长。倘若温度上升速度过快，则必定会大大降低混凝土的后期强度，其降低幅度甚至高达标准条件下混凝土养护的1/3，而且此种影响与水灰比呈正相关性，即水灰比越小，对其造成的影响越小，这一影响对于快硬硅酸盐水泥更加显著。曾有报道指出，对混凝土进行湿热养护可以有效地降低温度的上升速度，从搅拌混凝土开始，直至达到标准养护温度，当推迟时间足够时，温度的快速上升并不会造成不良影响，然而，倘若推迟时间不足，那么必定会大大影响混凝土的后期强度增长，而且此种影响与养护温度呈正相关性，即养护温度越低，影响越小。因此，在对混凝土进行湿热养护的过程中，可遵循推迟升温养护原理，以便最大限度地降低早期高温对混凝土强度造成的影响。目前，推迟升温养护原理已经被广泛使用于混凝土的蒸汽养护之中。据相关研究指出，对混凝土进行长达16~20h的蒸汽养护干预，其强度可提升至正常情况下养护28d强度的70%~80%。这说明蒸汽养护不仅可以大大减少养护时间，而且有助于增强混凝土的强度。另外，针对不同的水泥类型，蒸汽养护的最佳温度也是有所差别，例如，由火山灰水泥和矿渣水泥配制而成的混凝土的最佳蒸汽养护温度约为90℃；而由普通水泥配制而成的混凝土的最佳蒸汽养护温度约为80℃。而且对于普通水泥混凝土而言，经过蒸汽养护后再在正常条件下硬化至28d的强度要比一直在正常条件下养护感化至28d的强度低10%~15%左右。这主要是因为高温养护虽然可以加快水泥水化反应速率，然而在水泥颗粒的外表过早形成的水化产物凝胶体膜层会抑制水分注入混凝土内部，经过一定的时间，强度增长反而下降。

4大体积混凝土养护对混凝土强度的影响

大体积混凝土养护也是影响混凝土强度的一个主要因素，若想有效地控制好混凝土的强度，则必须做好大体积混凝土的养护工作。据相关研究显示，大体积混凝土的峰温会出现在浇筑后的1~2d，最大相对温升往往出现在浇筑后的26h，温度约为30℃；其最大里表温差往往出现在浇筑后的34h，温差约为28℃；而最大大气温差往往出现在浇筑后的36h，温差约为29℃。这主要是因为在混凝土硬化初期，水泥水化反应会释放出大量的热量，而混凝土的导热性能较差，无法快速散热。所以，在浇筑后的1~3d内，大体积混凝土内部温度均会高于外部，此时，内部混凝土会出现膨胀，而外部混凝土随着气温的下降会出现收缩。因此，在进行大体积混凝土养护时，应尽量减少混凝土表面的热扩散和温度梯度，避免出现裂缝；同时还应尽量延长散热时间，将材料的松弛特点及混凝土强度的潜力充