不同养护温湿度及持续时间对混凝土性能的影响

杜赫男

(中铁十七局集团第五工程有限公司，山西 太原 030032)

1 工程概述

外部环境和混凝土性能之间有着紧密的联系，在所有的外部环境中，温度和湿度对混凝土性能的影响较大[1]。本文涉及项目所在的地区中，昼夜温差较大，另外，该地区属于高原，全年气温差可以达到82℃；年平均降水量不足70 mm，且蒸发量明显高于降水量，属于极度干旱地区，年平均相对湿度低于10%；风速高、风期长。为了控制混凝土裂缝，进而提高混凝土整体性能水平，需要深入研究不同的养护温湿度以及养护持续时间对混凝土性能的影响。

2 混凝土原材料及配合比

在开展项目施工的过程中，混凝土施工所应用到的原材料均取自当地，水泥的28 d胶砂抗压强度和标准稠度用水量分别为57.8 MPa、27.8%；细骨料应用的是取自当地的河砂，细度模数2.9，含泥量<1.2%；粗骨料为连续级配的碎石，粒径在5～20 mm之间，含泥量、孔隙率和吸水率分别为0.5%、45.6%、0.4%；粉煤灰I级灰，细度7.5%；所应用的减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水率27.6%。本项目采用的是C50混凝土，其具体的配合比如表1所示。

表1 C50混凝土配合比

3 环境对混凝土性能的影响

3.1 环境对混凝土力学性能的影响

在不同的地区，不同的月份，温度变化也有所不同，而且温度变化程度也较大，因此，在不同月份开展混凝土养护工作也会给混凝土强度带来不同的影响[2]。为了更加全面、充分地研究这些影响，本文在实验过程中，分别在不同的月份制备了C50混凝土试件，然后对这些混凝土试件的抗压强度进行测试，最终总结出标准养护条件和自然养护条件给混凝土抗压强度所带来的影响。

经过测试发现，7月份温度相对较高，但是7月份的混凝土28 d强度仅仅达到了标准养护的69.9%，仅为46.9 MPa。通常来说，在养护温度持续下降后，混凝土的强度会随着下降，11月时混凝土28 d强度只有40.2 MPa，和设计要求具有较大距离。

在标准养护条件下对混凝土试件进行养护，养护时间为7 d时，混凝土试件的强度达到了养护时间为28 d时混凝土强度的83.3%。之所以出现这种现象，主要是在水化初期，混凝土内部存在一定数量的自由水，这些自由水会以较快的速度进行水化，使得混凝土的抗压强度有所提高，但是随着养护时间的延长，外部的湿度较低，和混凝土表面的湿度形成鲜明的对比，加快了表面水分的蒸发，使得混凝土内部的水化速度有所降低，最终导致7 d以后，混凝土抗压强度的增长速度较为缓慢。

3.2 环境对混凝土耐久性的影响

不同月份，标准养护条件下和自然养护条件下对混凝土性能的影响具体见表2。

表2 自然养护和标准养护对混凝土耐久性的影响

通过对表2的相关数据进行研究发现，自然养护条件不利于混凝土相关性能的保证和提高[3]，之所以出现这种情况，主要原因是本文项目所在地区昼夜温差较大，湿度较低。另外，因为该地区夜间温度极低，所以早期的混凝土十分容易发生冻害，最终导致混凝土内部结构受到较大程度的损伤。通过上述分析也可以得出，如果地区环境较为特殊，那么就会给混凝土结构带来一定的破坏作用，之所以出现这种情况，主要是孔隙内部的水分因为低温影响，出现了结冰现象，结冰后，混凝土内部发生一定程度的膨胀，最终导致混凝土发生胀裂，使得混凝土的耐久性明显降低。

3.3 阴阳面对混凝土性能差异的影响

阴阳面温差也是本文项目所在地区所具有的一个典型气候特征，阳面温度比阴面温度高10℃左右，导致阴阳面的混凝土早期水化程度也有所不同。经过测试得知，7月份因为温度较高，即使阴面的平均温度也可以达到15℃，因此，在该月份，混凝土结构阴阳面强度相差不大；到9月份，阴面混凝土的强度较阳面混凝土的强度降低了3.7%；11月份，阴面混凝土的强度较阳面混凝土的强度降低了8.9%。通过上述分析可以知道，虽然建筑物阴阳面混凝土的强度会有一定的区别，但是总体相差不大。

4 养护对混凝土性能的影响

4.1 不同养护方法的影响

在养护混凝土过程中，养护方法不同，使得混凝土所

处环境的温湿度也有所不同[4]，文本研究模拟了常规的养护方法对混凝土进行养护。

经过养护后对混凝土试件进行测试发现，在自然养护条件下，混凝土所处环境的温度和湿度分别为13℃，38%。如果湿度不变，随着混凝土养护温度的升高，其28 d的养护强度也有所提高；如果保持养护温度不变，随着湿度的升高，混凝土28 d的强度也明显提高。

经过对比相关数据得知，和养护温度相比，湿度的变化会对混凝土的强度产生更为明显的影响。提高混凝土的养护湿度可以有效改善和提高混凝土的抗渗性能。在温湿度相同的环境下，自然养护条件因为会出现早晚温差，不利于混凝土抗渗性能的提升。

4.2 早期养护时间的影响

早期养护时间也会不同程度地影响混凝土的性能[5]。混凝土早期养护时间如果为3 d，经过测试发现，混凝土经过28d的养护时间后，其抗压强度便可以提高19.9%；混凝土早期养护时间如果是5 d时，那么其28 d的抗压强度可以提高约31%。另外，做好混凝土早期的保温保湿工作，也可以明显改善混凝土内部的密实度，对于提高混凝土的抗冻性和抗裂性具有十分积极的意义。综合考虑，为了保证混凝土的性能，需要将混凝土结构的保温保湿时间控制在5 d以上，特别是如果在冬季施工，混凝土保温保湿时间的控制更为重要。

4.3 结果与体会

1)在开展项目施工的过程中，采用自然养护方法会导致混凝土的强度、抗渗性能和抗冻性能明显降低。

2)如果项目工程所处地区湿度较低，而且温差较大，那么必须采取养护效果更好的养护方法对混凝土进行养护，提高混凝土的早期强度，只有这样，才能有效保证混凝土的耐久性以及总体力学性能。

3)在开展项目施工的过程中，为了保证混凝土的整体性能，控制早期保温保湿养护时间必须超过5 d，如果混凝土内添加了相应的掺和料，那么需要适当延长混凝土保温保湿的养护时间。

5 结束语

混凝土作为项目建设过程中最基本的施工原材料，其性能会对项目的整体质量产生重大的影响。而在具体施工的时候，混凝土的性能极易受到施工条件、施工温度、养护时间等因素的影响，本文从不同的角度，深入研究并介绍了提高整体性能的具体方法，旨在为相似工程提供参考。

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