何巍巍
【摘 要】本文研究了在蒸汽养护条件下,掺加不同掺量矿渣后混凝土的力学性能和耐久性.试验结果表明,矿渣的掺入改善了蒸养混凝土的力学性能,同时使混凝土的力学性能在后期具有较高的增长率.掺加矿渣的混凝土经蒸汽养护后,其耐久性能够满足相关标准的要求. 【期刊名称】《低温建筑技术》
【年(卷),期】2018(040)005
【总页数】3页(P9-11)
【关键词】蒸汽养护;混凝土;力学性能
【作 者】何巍巍
【作者单位】中铁二十三局第二工程有限公司齐齐哈尔富铁轨枕有限公司, 黑龙江 齐齐哈尔 161000
【正文语种】中 文
【中图分类】TU528.79
0 引言
近年来我国高速铁路建设项目越来越多，高速铁路的通车里程逐年增加。在高铁建设过程中，轨枕是铁路平稳安全运输的关键配件，既要支撑和固定钢轨，又要把压力传递给道床，因此轨枕的性能至关重要。混凝土是高铁轨枕使用较多的一种材料，且混凝土轨枕通常需进行蒸汽养护。在蒸汽养护对混凝土性能的影响方面，学者们进行了较多的研究。Mehta等[1]人调查了旧金山湾San Mateo桥被腐蚀的梁体发现，经过17年的使用，采用蒸汽养护的梁均需进行修补，而自然养护的梁未出现任何腐蚀迹象。Detwiler的研究显示高温养护会降低波特兰水泥混凝土抵抗氯离子渗透的能力，而使用掺合料后可以有效地解决这一问题[2，3]。刘宝举等[4]研究了蒸汽养护对掺粉煤灰-矿渣复合超细粉混凝土性能的影响，结果表明粉煤灰-矿渣复合超细粉可改善蒸汽养护混凝土的力学性能并降低干缩。何智海[5]等研究了蒸养混凝土的抗氯离子渗透能力，结果表明蒸养混凝土抗氯离子渗透性能低于标养混凝土，而掺加粉煤灰后可改善蒸养混凝土的抗氯离子渗透性。潘冬冬等[6]的研究
结果表明，自然养护条件下矿渣微粉提高水泥基材料固化氯离子的效果大于蒸养条件下。本文主要研究蒸汽养护对掺加矿渣的轨枕混凝土力学性能和耐久性能的影响。
1 试验
1.1 原材料与配合比
试验用水泥为齐齐哈尔蒙西水泥有限公司P·O 42.5水泥，其主要物理力学性能指标见表1。试验用矿物掺合料为哈尔滨广易建材有限公司S95级粒化高炉矿渣粉。
表1 水泥的物理力学性能用水量/%/min /min 28.5 195 265抗折强度/MPa抗压强度/MPa 3d 4.728d 7.03d 22.628d 46.2
试验所用细集料为富拉尔基满博鑫采砂场河砂，细度模数为2.70；粗集料选用齐齐哈尔市宏鑫源采石场生产的级配为5～20mm碎石；试验选用江苏尼高科技有限公司生产的减水率为30%的CS-10型聚羧酸高性能减水剂，调整混凝土拌合物的和易性。混凝土配合比见表2。
表2 混凝土配合比k g/m3水水泥 矿渣 砂 石130 475 0 663 1287130 427 48 663 1287130 380 95 663 1287130 309 166 663 1287
1.2 试验方法
试验所采用的养护制度为Ⅲ型铁路预应力混凝土轨枕的养护制度：常温下静停2h，升温2h，恒温8h，降温1h，恒温温度（60±5）℃。养护至规定龄期后进行力学性能和耐久性能测试。混凝土力学性能试验按照GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》中的相关规定进行。混凝土氯离子扩散系数试验，电通量试验和快速冻融试验按照GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的相关规定进行。
2 结果与讨论pbo纤维
2.1 蒸汽养护对混凝土力学性能的影响多少次我回回头看看走过的路
混凝土抗压强度随龄期的变化情况见图1。由图1可知，掺加矿渣的混凝土经过蒸汽养护后，其脱模抗压强度均在55MPa以上。矿渣掺量为10%、20%和35%时，脱模时混凝土的抗压强度较基准混凝土分别提高了14.6%、15.8%和19.7%。随着龄期的增长，各组混凝土ceo薪酬
的强度均有所增长，掺加矿渣的混凝土在各龄期的增长幅度均高于基准组，表明矿渣的活性成分参与二次水化反应的生成物填充了水泥石的微孔，使结构更为密实，从而使混凝土的后期强度得到大幅度提高。随着矿渣掺量的增加，各龄期的抗压强度增大，说明矿渣的掺入，有利于提高蒸汽养护混凝土的抗压强度。但当矿渣掺量超过20%后，抗压强度的增长趋于平缓，各龄期抗压强度值与矿渣掺量为20%时基本相当。
九龙入海
图1 蒸汽养护对混凝土抗压强度的影响
图2 蒸汽养护对混凝土抗折强度的影响
图2为混凝土抗折强度随龄期的变化情况，由图可知，掺加矿渣的混凝土经过蒸汽养护后，其脱模抗折强度均在5.5MPa以上。矿渣掺量为10%、20%和35%时，脱模时混凝土的抗折强度较基准混凝土分别提高了30.9%、45.2%和40.5%。随着龄期的增长，各组混凝土的抗折强度增大；在同一龄期时，随着矿渣掺量的增加，混凝土的抗折强度增大，90d龄期时，矿渣掺量为10%、20%和35%时，混凝土的抗折强度较基准混凝土分别提高了12.0%、31.3%和42.2%，表明蒸汽养护更有利于混凝土抗折强度的增长。
图3 蒸汽养护对混凝土劈裂强度的影响
图4 蒸汽养护对混凝土轴心抗压强度的影响
图3为混凝土劈裂抗拉强度随龄期的变化情况，由图可知，矿渣掺量为10%、20%和35%时，脱模时混凝土的抗折强度较基准混凝土分别提高了37.5%、75.0%和91.6%。90d龄期时，矿渣掺量为10%、20%和35%时，混凝土的抗折强度较基准混凝土分别提高了38.2%、55.8%和64.7%，表明蒸汽养护更有利于混凝土早期劈裂抗拉强度的增长。
混凝土轴心抗压强度随龄期的变化情况如图4所示，由图4可知，掺加矿渣的混凝土经过蒸汽养护后，其脱模轴心抗压强度均在40MPa以上。矿渣掺量为10%、20%和35%时，脱模时混凝土的抗压强度较基准混凝土分别提高了9.0%、13.5%和15.3%。掺加矿渣的混凝土在各龄期的增长幅度均高于基准组；但当矿渣掺量超过20%后，抗压强度的增长趋于平缓，各龄期轴心抗压强度值与矿渣掺量为20%时基本相当。
2.2 蒸汽养护混凝土耐久性研究
选择矿渣掺量为20%的混凝土试件进行了抗渗性和抗冻性测试，其中抗渗性分别采用NEL法和RCM法，抗冻性测试采用快速冻融法，所得测试结果见表3。
表3 混凝土耐久性试验结果抗冻性（56d，300次）28d 56d 28d 56d 质量损失/%相对动弹模/%结果 890 570 3.2 2.4 0.3 89.7项目电通量/C氯离子扩散系数/（×10-12m2·s-1）
由表3的数据可知，此组混凝土在蒸汽养护条件下表现出了较好的耐久性能。根据TB10424-2010《铁路混凝土工程施工质量验收标准》中的规定，该混凝土电通量试验结果表明其满足强度等级大于等于C50，设计年限为100年的要求；氯离子扩散系数测试结果表明，该混凝土满足L3环境等级下100设计年限的要求。快速冻融试验结果表明，该混凝土至少满足D2环境等级下，60年设计年限的要求。这是因为矿渣颗粒比水泥颗粒更细，这些微细颗粒均匀分散在水泥浆体中，成为大量水化物沉积的核心，随着水化的进展，这些细微颗粒及其水化反应产物填充在水泥石的孔隙当中，改善了混凝土结构，逐渐降低混凝土的渗透性，有效阻碍了侵蚀性介质的浸入。
3 结语
（1） 经蒸汽养护后，掺矿渣的混凝土力学性能得到改善，各龄期的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和轴心抗压强度均高于基准混凝土，且后期强度的增长幅度均大于基准混凝土。
（2） 经蒸汽养护后，掺矿渣的混凝土耐久性能达到了TB 10424-2010《铁路混凝土工程施工质量验收标准》中的规定要求。
水泥预制u型槽排水沟参考文献
［1］ Mehta P K，Gerwick B C.Cracking Corrosion Interaction in Concrete Exposed to Marine Environment ［J］.Concrete International，1981，45（3）：101-112.
［2］ Detwiler Rachel J，Kjellsen Knut O，GjorvOdde.Resistance to Chloride Intrusion of Concrete Cured at Different Temperatures［J］.ACI Materials Journal，1991，88（1）：19-24.
2008年北京奥运会会徽［3］ Detwiler Rachel J.Use of Supplementary Cementing Materials to Increase the Resistance to Chloride Ion Penetration of Concretes Cured at Elevated Temperatures［J］.ACI Materials Journal，1994，91（1）：63-66.
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