不同掺合料取代率及龄期对混凝土强度的影响

赵永名

(中铁一局集团有限公司广州分公司，广东广州510000)

0 引言

普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥是建筑施工混凝土拌制过程中比较常见的掺合物质，它们掺入混凝土中能够极大的改善混凝土的物理及力学相关性能，缩减成本，同时能够利用矿渣等废弃材料，合理利用资源，符合环境保护，绿色可持续发展的要求[1]。混凝土在拌和过程中，不同的掺加剂其表现出来的力学性能不同[2]，而养护温度、龄期及因控制坍落度等要求所添加的添加剂对混凝土的强度增长率有着至关重要的影响[3]。本文研究了普通硅酸盐水泥拌制混凝土和矿渣硅酸盐水泥拌制混凝土在不同温度、掺入早强减水剂和采用负温混凝土工艺条件下的强度增长规律，为实际工程应用提供参考依据。

1 研究方案

采用两种混凝土试样，即普通硅酸盐水泥拌制的混凝土和用矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土。对不同掺料的混凝土的强度增长率进行研究，从混凝土养护龄期，掺有早强减水剂和掺有防冻剂的混凝土在不同温度情况下的强度增长规律进行了论述。解决了混凝土在施工过程中不同养护温度的强度增长特性，为实际的工程应用提供参考依据。具体研究方案见图1。

2 研究结果及讨论

2.1 不同养护龄期下混凝土的强度增长规律

用普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，在各种养护龄期，即在养护28 d和96 h后的强度增长率，从图2和图3可以看出，温度越高，用普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土强度增长率均增大，在养护温度为20 ℃，龄期28 d时，混凝土强度均可达到100%。而养护龄期96 h时，同样20 ℃强度增长率却不能达到100%。

2.2 掺入早强剂的混凝土的强度增长规律

用普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥拌制并掺有早强减水剂的混凝土，在各种养护温度下的强度增长率分别如图4，图5所示。养护龄期为28 d时，温度为20 ℃，两种掺料拌和的混凝土强度增长率均可以达到100%，矿渣水泥拌制并掺有早强减水剂的混凝土早期强度增长率较普通水泥拌制并掺有早强减水剂的混凝土早期强度增长率高，但温度为30 ℃时，其强度增长率不能达到100%。

2.3 掺入防冻剂的混凝土的强度增长规律

采用负温混凝土工艺，用普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥拌制，掺有适量防冻剂的混凝土，在负温条件下的强度增长率分别如图6，图7所示。温度越低混凝土的水化反应越慢，因此混凝土强度增长率越低。相同龄期，普通硅酸盐水泥拌制并掺有防冻剂的混凝土强度增长率较矿渣硅酸盐水泥拌制并掺有防冻剂的混凝土强度增长率大幅提升，因此实际工程中可根据实际环境温度，合理选用相对应的混凝土掺合料。

2.4 结果讨论

1)由图2，图3可以看出，混凝土强度与温度和龄期增长曲线图可知，随着混凝土龄期的增加，温度越高，水泥水化反应速率和水分蒸发速率加快，普通硅酸盐水泥拌制的混凝土和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土强度增长率增大。用矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土早期强度增长率较高。

2)对比图4，图5，在养护龄期都为28 d的情况下，掺有早强减水剂的混凝土随温度的增大其强度增长率增大，20 ℃为合理的养护温度值，在养护温度30 ℃时矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土强度增长率不能达到100%。

3)采用负温混凝土工艺，掺入一定量的防冻剂，普通硅酸盐水泥拌制的混凝土强度增长率较矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土高。

3 建议

1)混凝土道路在养护时若保温措施不到位，混凝土表面温度过低，则会造成表面起沙，因此混凝土养护时严格执行规范要求，保温准备工作做好，施工时严格要求,在必要时需测定混凝土温度，保证冻结前达到临界强度。2)采用蓄热养护工艺时，混凝土冷却至0 ℃前务必已达到抗冻临界强度。普通硅酸盐水泥配制的混凝土和矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土临界强度不同。3)为了减少冻害，应将配合比中的用水量降低至最低限度。控制坍落度，加入减水剂，优先选用高效减水剂。