水利水电技术（中英文）第52卷2021年第S 1期
J ］.水利水电技术（中英文），2021，52（S1）：312-315.HUANG Haizhen ，WU Liqiang ，．The study on the influence of temperature path on concrete strength and chloride ion permeability ［J ］.Water Ｒesources and Hydropower Engineering ，2021，52（S1）：312-315.
温度路径对混凝土强度及氯离子渗透性影响研究
黄海珍，武利强
（浙江省水利河口研究院（浙江省海洋规划设计研究院），浙江杭州
310020）
收稿日期：2021-02-28基金项目：浙江省水利厅科技计划项目（ＲC2059）；浙江省水利河口研究院院长基金项目（质检A20003）作者简介：黄海珍（1974－），男，高级工程师，硕士，研究方向为水工材料试验。E-
mail ：309027933@qq 摘
cd9
要：为研究温度路径对混凝土强度及氯离子渗透性影响，设置了可反映温度较高季节时混凝土浇
筑后养护前期不同时间点温度变化情况的养护条件。通过强度试验和电通量试验，测定了不同龄期混 凝土抗压强度及氯离子渗透性。试验结果表明：温度对混凝土的强度和氯离子渗透性均有不可忽视的影响，不同温度路径下，即使温度变化值相同，强度和氯离子渗透性也不同，但这种差别会随着龄期
增长呈现逐渐降低的趋势。
关键词：温度路径；混凝土；氯离子渗透性；养护条件；成熟度
博乐封城doi ：10.13928/jki.wrahe.2021.S1.059中图分类号：TU528
文献标志码：A
文章编号：1000-0860（2021）S1-0312-04
The study on the influence of temperature path on concrete strength and chloride ion permeability
HUANG Haizhen ，WU Liqiang
（Zhejiang Institute of Hydraulics and Estuary （Zhejiang Institute of Marine
Planning and Design ），H angzhou
310020，Zhejiang ，China ）
Abstract ：To make clear the influence of temperature path on concrete strength and chloride ion permeability ，specific curing conditons which can represent the changes of different times in early curing period were made．A series of strength tests and electric flux tests were made in different ages．The following conclusion was made ：the influence of temperature on concrete strength and chloride ion permeability wasn ’t ignored．Under different temperature paths ，even though the changing values are the same ，the stength and chloride ion permeability are different ，but the degree of differences will decrease with the increasing the ages．国庆50周年
Keywords ：temperature path ；concrete ；chloride ion permeability ；curing condition ；maturity
0引言
养护条件对混凝土性能有重要影响，是混凝土质
量控制环节中不可或缺的一环，实践证明，混凝土养
护不到位，将使混凝土性能受到较大影响，严重者将
出现裂缝、强度达不到预期目标等后果。温度和湿度是养护条件的两个关键因素，研究者们对此进行了系
列研究
［1－2］
。于韵和蒋正武［3－4］研究了不养护和水养
28d 条件下混凝土内部相对湿度的情况，发现湿养
对延迟混凝土内部湿度下降有十分重要的作用。程智清等
［5］
研究了低温养护条件下粉煤灰混凝土的早期
强度，认为低温对早期强度十分不利。ALDEAA 等［6］
采用高温高压养护、高温蒸汽养护的方式，重点研究高温作用下矿渣混凝土的抗压强度、抗拉强
黄海珍，等//温度路径对混凝土强度及氯离子渗透性影响研究
图1
养护温度变化历程
表1
水泥性能指标
测试项目比表面积
洪醒华/m 2·kg －
相对标准偏差1性标准稠度用水量/%凝结时间/min
抗折强度/MPa 抗压强度/MPa 初凝终凝
3d 28d 3d 28d 国家标准≥300必须合格/≥45≤600≥3.5≥6.5≥17.0≥42.5试验结果
396
合格
27.8
176366
5.4
8.4
28.0
48.2
度、氯离子渗透性等指标，认为高温养护不利于混凝土长期强度发展，对耐久性也不利。
已有的研究成果中，养护条件研究较多的为湿度变化的影响，且温度方面多为恒温研究，对温度变化
历程的研究较少。本文基于温度对混凝土性能的重要影响，结合工程现场情况，设置了特定的温度路径，重点研究不同龄期时间点，温度对混凝土强度和氯离子渗透性影响，为工程设计和施工提供技术参考。
1
试验方案设计
1.1
混凝土原材料及配合比
水泥采用普通硅酸盐水泥，性能如表1所列，砂石料来自某大坝料场，砂为天然砂和人工砂混合砂，
石子为人工碎石，粒径5 20mm ，品质符合规范要求，采用HQ －3型缓凝高效减水剂，性能如表2所列，配合比如表3所列。
表2
减水剂性能指标
序号
试验项目控制指标试验结果外加剂掺量/%
1密度/g ·mL －1
1.16ʃ0.02 1.1442固体含量/%30ʃ2
28.7
3PH 值
9ʃ18.024砂浆减水率/%
≥12
16.9
2.0
表3
混凝土配合比
水灰比水泥/kg
水/kg
砂/kg
5 20mm /kg
砂率/%
外加剂/%
容重/kg ·m －3
0.50
40020076193045 2.52258
1.2温度路径设计
混凝土标准养护要求为温度20ʃ2ħ，相对湿度95%以上，然而，实际工程中，混凝土养护措施多为洒水、覆膜等保湿措施，温度的有效控制措施较少。
混凝土浇筑振捣完毕后，外界气温通常不是稳定的，会出现一定程度的波动，这种波动是否对混凝土性能产生影响，目前尚存疑惑。本文针对此种情况，设计了不同温度路径养护条件，模拟不同时间节点温度变化情况（见图1）。养护条件采用人工气候模拟室实现，根据图1的温度路径来设置相应的温度和湿度，养护温度30ħ，持续48h ，相对湿度100%，其余时间为标准养护（见图2）。
图2人工气候模拟室
2
试验结果及分析
2.1
抗压强度
抗压强度试验龄期分别为7d 、28d 、56d 和90d ，目的是研究不同龄期温度路径对混凝土强度影响程度，试验结果如表4所列。
表4
不同龄期、不同温度路径混凝土抗压强度
MPa
编号
龄期/d
7285690备
注
1#28.642.043.141.2图1（a ）2
#
27.037.639.137.9图1（b ）3#
24.0
34.1
38.7
37.3
图1（c ）
2.2氯离子渗透性
采用通电量作为反映氯离子渗透性的指标，原理
黄海珍，等//温度路径对混凝土强度及氯离子渗透性影响研究
图4强度、
氯离子渗透性随龄期变化
图5
温度路径影响随龄期变化
为通过施加稳定电压，使氯离子快速通过混凝土试件，根据各时间节点的电流，可计算在固定时间内（6h ）通过试件的总电量，根据电量来评价混凝土抗氯离子渗透性，如图3所示。试验龄期分别为24
d 、43d 、56d 、101d ，与强度龄期稍有区别，主要原因是电通量试验过程比较繁琐，混凝土试件较多，使得试验龄期无法完全按照设计方案进行，但并不影响本文的研究过程，依然可以研究不同龄期温度路径对混凝土氯离子渗透性影响程度，试验结果如表5所列
。
图3
电量法试验
表5
不同龄期、不同温度路径混凝土氯离子渗透性
C
编号
龄期/d
244356101备
注
1#5757551743293257图1（a ）2
#
5560533842163192图1（b ）3#
5214
5063
3854
3064
图1（c ）
2.3
试验结果分析2.3.1强度、氯离
子渗透性随龄期变化由图4（a ）可知，
对于1#、2#、3#
三种温度路径，抗压强度均
表现出随着龄期增长而增长的规律，当龄期达到7d 时，强度分别占28d 强度的68%、72%和70%；28d 强度基本稳定；56d 时，增长较小，分别占28d 强度的103%、104%和113%；90d 龄期时，强度反而有一定幅度下降，分别占28d 强度的98%、101%和109%。长期强度有所下降的原因是早龄期采取了
高温养护，虽然早期强度增长较快，但不利于长期强度
发展，这与Corina-Maria Aldeaa 等［6］研究结论是一致的。由图4（b ）可知，对于1#、2#、3#
三种温度路径，通电量均表现出随龄期增长而降低的规律，即氯离子
渗透性降低，以24d 龄期通电量为参照，43d 龄期时通电量分别为96%、96%和97%；56d 龄期通电量分别为75%、76%和74%，101d 龄期通电量则下降到57%、57%和59%。可见，氯离子渗透性的发展规律与强度有较大区别，28d 龄期后仍有较大程度降低，100d 龄期左右时仍未稳定，因此，对于混凝土耐久性，需给予更长龄期的养护和观察。2.3.2温度路径影响随龄期变化
以3#温度路径强度和通电量为参照，1#
温度
路径和2#
温度路径在各龄期强度和通电量偏差如
图5所示。总体上，无论是强度，还是通电量，温度路径的影响均不可忽略，早龄期影响较大，随着龄期增长呈现出逐渐减小的趋势。相比2#
温
度路径，1#
温度路径影响更大，强度偏差最大达到23.2%，即使龄期达到90d ，强度偏差仍有10.5%；通电量偏差也在10%左右，且并没有随着龄期增长而出现较大幅度的降低，龄期101d 时，偏差仍有6.3%。
黄海珍，等//温度路径对混凝土强度及氯离子渗透性影响研究表6各龄期成熟度计算结果
编号
二硫化碳毒性
7d28d56d90d
强度/MPa成熟度/（ħ·h）强度/MPa成熟度/（ħ·h）强度/MPa成熟度/（ħ·h）强度/MPa成熟度/（ħ·h）
1#28.6636042.02400043.14752041.276080 2#27.0636037.62400039.14752037.976080 3#24.0636034.12400038.74752037.376080
3混凝土成熟度理论适用性分析
混凝土的强度与养护温度、龄期有关，因此混凝土强度可表示为时间ˑ温度的函数，时间与温度相乘即为成熟度，按下式计算
M=∑（T+15）Δt（1）式中，T为时间段Δt内的平均温度（ħ）；Δt为时间（h）。
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204—2015）中第10.1.2条“混凝土强度检验时的等效养护龄期应达到600ħ·d”原理就是根据成熟度理论来确定的，主要是反映非标准温度养护时的等效龄期问题。研究表明，混凝土的抗压强度与成熟度对数值呈直线关系［7］，因此可通过成熟度理论来推算非标准养护条件下的混凝土强度。
然而，传统的成熟度理论并不适用于本文中的养护条件（相应成熟度计算值如表6所列）。由表6可见，
在不同龄期点，3中温度路径的成熟度是相同的，但强度却不一致，即强度和成熟度之间不再是一一对应关系，这点应引起工程人员高度重视。
4结论
本文设置的养护条件可反映温度较高季节时混凝土浇筑后养护前期不同时间点温度变化的情况，通过研究得到以下结论：
（1）混凝土抗压强度早期高温养护后，强度在28d基本达到稳定值，龄期达到90d后，强度反而有所下降；
（2）相比强度发展情况，混凝土氯离子渗透性在28d龄期并没有达到稳定状态，即使龄期达到100d 时仍未稳定；
（3）温度对混凝土的强度和氯离子渗透性均有不可忽视的影响，不同温度路径下温度变化值相同，强度和氯离子渗透性也不同，但这种差别会随着龄期增长呈现逐渐降低的趋势；
（4）传统成熟度理论在本文中并不适用，在通过成熟度来推定强度时应引起注意。
参考文献：
［1］薛文，金伟良，横田弘．养护条件与暴露环境对氯离子传输的耦合作用［J］．浙江大学学报（工学版），2011，45（8）：1416-1422．
［2］田悦，李瑶．不同养护条件下掺合料对低温混凝土强度发展的影响［J］．混凝土，2014，（7）：102-104．
［3］于韵，蒋正武．不同养护条件下混凝土早期内部相对湿度变化的研究（一）［J］．建材技术与应用，2003（5）：3-4．
［4］于韵，蒋正武．不同养护条件下混凝土早期内部相对湿度变化的研究（二）［J］．建材技术与应用，2003，（6）：6-7．
［5］程智清，刘宝举，杨元霞，等．低温养护条件下粉煤灰混凝土早期强度研究［J］．粉煤灰，2006，（5）：7-10．
［6］COＲINAMAＲIA ALDEAA，FＲANCIS YOUNG，KEJIN WANG，et al．Effects of curing conditions on properties of concrete using slag re-placement［J］．Cement and ConcreteＲesearch，2000，30（3）：465-472．
［7］LEW H，ＲEICHAＲD T．Mechanical properties of concrete at early ages［J］．Materials Sc
ience，1978，（10）533－542．
（责任编辑郭利娜）
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议