养护条件对混凝土强度的影响
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[摘要]在工程建设迅速发展的今天，混凝土与钢筋混凝土在各项工程建设中得到广泛的应用。做好混凝土的养护工作，有利于挖掘混凝土强度的潜力，提高混凝土质量。因为混凝土养护与混凝土强度密切相关， 混凝土在连续不间断地湿润养护下，其强度将随着龄期的增长而增长。混凝土的硬化源于水泥的水化作用.影响水化和强度的因素也影响混凝土强度。环境温度和湿度对水泥的水化作用也具有显著影响，因此为保证混凝土强度需要从混凝土成型后一定的时间以内对混凝土开始养护。
[关键词]水泥 混凝土强度 养护 温度 湿度 混凝土硬化
混凝土结构中混凝土由水泥、砂、石和水组成。在混凝土中砂石起骨架作用，水泥和水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充空隙，骨料与水泥石粘结牢固程度对于提高混凝土抗压强度非常重要，在压缩作用下，由于碎石强度较大，破坏发生在水泥石与骨料的结合面上，因此，水泥石与骨料的粘结强度是混凝土强度的关键。养护条件（温度、湿度）是通过对水泥水化过程所产生的影响而起作用的。混凝土的硬化，原因在于水泥的水化作用。养护温度高可以增大初期水化速度，混凝土初期强度也高。在养护温度较低的情况下，由于水化速度缓慢，具有充分的扩散时间，从而使水化物在水泥石中均匀的分布，有利于后期强度的发展。当温度降至零度以下时，由于混凝土中的水分大部分结冰，水泥颗粒不能和冰发生化学反应混凝土强度停止发展。周围环境的湿度对水泥的水化作用能否正常进行有显著影响：湿度适中，水泥水化能顺利进行，使混凝土强度得到充分发展。如果湿度不够，混凝土会失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行，甚至停止水化，降低混凝土的强度。所以，为了使混凝土正常硬化，必须在成型后一定的时间内维持周围环境有一定的温度和湿度。混凝土在正常养护条件下，起强度将随着龄期的增加而增长。最初7-14天内，强度增长较快，28天以后增长缓慢但龄期延续很久其强度仍有所增长。
一、温度影响
水泥在不同温度下使用。影响其水化反应的速率。温度升高，反应加速，凝结和强度发展加快，但是初期强度高时。随后则发展减慢，甚至当温度超过65℃以后，强度还会收缩；温度低时相反，强度发展缓慢，但增长率增大。由于水泥水化后毛细孔中的水含有各种离子，使冰点下降，即使在o'C以下反应仍会继续，直到孔隙水达到冰点。
二、湿度影响
干湿变形取决于周围环境的湿度变化。混凝土“干缩”的原因是由于混凝士内部吸附水分蒸发而引起凝胶体失水产生紧缩，以及游离水分蒸发而使混凝土内的体积压缩。浇注后的混凝土暴露于空气中，水分蒸发后得不到补充，混凝土会失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行，甚至停止水化。只要相对湿度低于100%，混凝土就开始干缩。因此为了使混凝土正常硬化，必须在成型后一定时间内有足够的湿度进行养护，混凝土结构工程施下质苣验收规范要求混凝土浇注完成后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护。对于暴露面积大的构件应尽早开始养护尤为重要，因为混凝土凝结前或刚凝结时表面水分蒸发的速率是最大的，由于没有足够的水分，限制了混凝土强度的增长。在内部水分不足的情况下，内部水泥不断吸收自身毛细孔中的水进行水化，会使毛细孔内蒸汽压下降而产生自身收缩。对于环境与混凝土的温度较高的情况，对于表面的覆盖和保湿养护越要及早开始，以避免塑性收缩裂纹。因而为减少混凝土的收缩量。应该保证湿度并且加强早期混凝土成型养护。
三、蒸汽养护
蒸汽养护是将混凝土放在温度低于100度的常压蒸汽中进行养护。一般混凝土经过16～20小时蒸汽养护后.其强度即可达到正常条件下养护28天强度的70～80%。蒸汽养护的最适宜温度随水泥品种而不同。用普通水泥时，最适宜的养护温度为80度左右，而用矿渣水泥及火山灰水泥时，则为90度左右。普通水泥混凝土经蒸汽养护后，再在正常条件下硬化至28天的抗压强度，与一直在正常条件下养护硬化至28天的抗压强度相比，一般约降低lo～15%。这是因为，高温养护同然水泥水化反应速度快些.但在水泥颗粒的外表过早形成水化产物凝胶体膜层，阻碍水分深入内部，所以经过一定时间后，强度增长反而下降。
四、大体积混凝土养护
混凝土与其它材料一样，也具有热胀冷缩的性质。温度变形对大体积混凝土及大面积混凝土工程极为不利。在混凝土硬化初期，水泥水化放出较多的热量。混凝土又是热的不良导体，散热较慢，因此在大体积混凝土内部的温度较外部高，有时可达50～70"C。这将使内部混凝土的体积产生较大的膨胀。而外部混凝土却随气温降低而收缩。内部膨胀和外部收缩，在外表混凝土中将产生很大拉应力，严重时使混凝土产生裂纹。因此，对大体积混凝土工程，必须尽昔设法减少混凝土发热量。大体积混凝土的施工技术要求较高，特别在施1=中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择、技术措施等有关环节做好充分的准备工作。如采用低热水泥矿渣硅酸盐水泥，减少水泥用量；选择合适的浇筑方案，如采用全面分层、分段分层、斜面分层；采取人工降温等措施。大体积混凝土养护时要注意温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。
（作者单位：郑州大学水利与环境学院）
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