早期振动对混凝土耐久性影响试验研究*

2021-02-07宋儒霖王东恒杨泽文

南方农机 2021年3期

宋儒霖，赵悟，王东恒，杨泽文，陈阳

（长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室，陕西西安 710064）

0 引言

水泥混凝土在早期凝结硬化过程中，内部会有复杂的物理和化学反应，并且混凝土本身在早期处于流态，各项物理化学性能易受外界环境的影响。混凝土在浇筑成型过程中进行振捣、挤压等使混凝土充满模型，同时排除内部多余的水分、参杂的空气以及形成的孔洞来对混凝土进行密实，以此提高混凝土质量[1-2]。成型后，再次振动会对混凝土内部材料的均匀性、粘聚性产生影响，进一步会影响混凝土后期的耐久性能。

前人对混凝土的抗压强度、抗折强度已经做了大量试验研究，结论几乎都是统一的，早期振动（包括搅拌过程中的振动）有利于混凝土强度的提高，并且在工作性方面振动搅拌比普通强制搅拌更有优势。但耐久性也是评价混凝土好坏的一项重要指标，工程实际中对混凝土的各种性能要求也越来越高，比如：抗冻融性、耐久性、抗侵蚀性和抗渗性等。这些性能很大一部分都属于耐久性的范畴[3]。因此，本文从二次振动对新浇筑混凝土耐久性能方面入手进行试验研究。目的是为了找到早期振动对混凝土耐久性能影响的变化规律，为工程实际提供依据。

1 原材料、仪器设备和方案

1.1 原材料

试验中采用的水泥为P·042.5（低碱）硅酸盐水泥，性能指标如表1 所示；细骨料为武功县金铁砂石厂的天然中砂，含泥量2.2%，细度模数2.6；粗骨料公称粒径为5mm～10mm、10mm～20mm、16mm～31.5mm 连续级配的粗骨料，含水率0.62%；外加减水剂为BTC-106 型聚羧酸，含固率15%，减水率35%；塌落度设计为120mm。

表1 水泥性能指标Table 1 Cement performance index

1.2 仪器设备

采用DT60ZBW 型试验用双卧轴振动搅拌机，混凝土标准振动台，北京三信伟业科技有限公司生产的SX-RCM氯离子渗透性测定仪（又名氯离子扩散系数测定仪），标准养护室为恒温20±2℃，试验仪器如图1 所示。

图1 试验仪器Fig.1 test instrument

1.3 试验内容和方法

混凝土的工作性 (坍落度)、凝结时间等按照GB／T50080-2016 《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》测试[4]，力学性能(抗压强度和抗折强度)等按照GB／T 50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》测试[5]。

1)试件成型。制作 φ100mm × 50mm 的 C50 混凝土试块，采用DT60ZBW 型试验用双卧轴振动搅拌机拌合，振动台振动成型，混凝土拌合物流动性满足设计要求，粘聚性、保水性良好。

2)二次振动。第一组试块振动成型后，放入养护室等待拆模养护；第二组试件120min 以后进行第二次振动（从加水搅拌开始计时）；第三组试件在150min 后振动，后面几组试件间隔相同时间做二次振动（如表2 所示），振动时间统一为30s。

3) 试件养护。在混凝土标准养护室养护，24h 后脱模并浸没于水槽中；养护至规定龄期后进行试块真空保水，并清洁试块表面，养护龄期设计为两组，一组28d，一组56d。

2 早期振动混凝土抗氯离子渗透特性

2.1 早期振动混凝土扩散系数结果

每个龄期的混凝土试块均为三块，抗氯离子渗透性能的测定结果采用三个试块的算数平均数。如表2 所示。

表2 早期振动抗氯离子渗透性能Table 2 Resistance of early vibration to chloride penetration

2.2 早期振动混凝土扩散系数变化特性

从图2 中可以看出，早期振动的混凝土28d 扩散系数相较56d 变化比较大。两种龄期都是在210min 左右（初凝时间之前）振动效果比较好，其中，28d 抗氯离子渗透性能提高了26%，56d 抗氯离子渗透性能提高了29.3%，终凝时期以后进行振动的混凝土扩散系数基本都没有大变化，初凝到终凝时间段内数据变化较大，扩散系数有较大增加，28d 抗氯离子渗透性能降低了21.7%，56d 抗氯离子渗透性能提高了30.1%。