蒸压养护对固硫灰渣膨胀性能的影响研究
高钙固硫灰制备蒸压加气混凝土及其影响因素研究
，
唇
硫灰加气混凝土水料比较大，达到Ｏ．５６时铝粉发气时间与 生石灰稠化时间匹配最优，加气混凝土的性能最好。
参考文献： ［１】陈滨，刘恒波，万军．利用高钙固硫灰生产蒸压砖的研究田．砖 瓦，２０１２（７）：５－６．
水料比
瓷 岜 、 趟 期
Ｈ．
［２】陈滨，钟继，王冬．高钙固硫粉煤灰在生产蒸压加气混凝土中的 应用【Ｊ】．中国科技信息，２０１２（１６）：１１３—１１３． 【３】裴亚利，魏存弟，杨殿范，等．循环流化床灰的特征及综合利用 研究阴．粉煤灰综合利用，２００６（５）：１４～１６． 作者简介：万军（１９６３一），男，高级工程师。 联系地址：贵州省贵阳市沙冲南路１３号（５５０００７）
万方数据
气不够高等问题。反之，则料浆稠化慢，长时间不能切割， 造成切割时塌坯、裂纹和切割后的黏连。 本试验选用Ｃ组配合比作为研究对象，通过调节水料 比研究铝粉发气与生石灰稠化时间的匹配，试验方案及结 果见表６。
表６发气时间与生石灰稠化时间匹配 水料比浇筑温度／。Ｃ料浆稠化时间／ｍｉｎ现象
５ ５４ ４ ４ ４ ４
加气混凝土料浆的水料比１７ｐ，｜］Ｎ气混凝土料浆的稠度，
干密度、抗压强度、干燥收缩、冻融循环、导热系数
１
１９６９－－２００Ｓ（蒸压加气混凝土性能试验方法》
其控制的大小直接影响着料浆的稠化与铝粉发气是否同
步，同时也对制品坯体的强度发展、以及制品的最终性能
指标有着非常重要的影响。混合料浆的水料比随石灰、水
１ １
Ｍ９０ ＦｅＤ３ Ａ１２０３
Ｏ．８ｌ
１．２３ ０．１８
Ｓ０３
Ｌｏｓｓ
ｆ－ＣａＯ
２
高钙固硫灰３２．３３ 普通粉煤灰４４．６４ 改性剂
９２．６８
蒸汽养护对混凝土性能的影响分析
蒸汽养护对混凝土性能的影响分析杨昆（石家庄市公路桥梁建设集团，河北石家庄050000）摘要：蒸汽养护在缩短混凝土养护时间、加快施工进度等方面具有积极作用，但也会对混凝土性能产生不利影响。
分析蒸汽养护过程中静置时间等参数对混凝土强度的影响机理，探讨蒸汽养护混凝土耐久性下降的原因以及通过添加矿物掺合料等方式提高其耐久性的方法，对合理使用蒸汽养护制度、积极发挥蒸养混凝土优势具有借鉴意义。
关键词：蒸汽养护；混凝土；抗压强度；耐久性0 引言混凝土是土木工程中最重要的建筑材料之一，具有原料丰富、成本低、抗压强度高、使用广泛等显著特点，特别是随着我国基础建设和城市化建设的快速发展，对混凝土的需求量也与日俱增。
但混凝土对养护条件、养护时间等方面的要求较为严格，这在一定程度上会导致工期延长、生产效率降低。
因此，通过改善传统养护条件，在满足工程要求的基础上尽可能地降低混凝土养护时间，对提高模具周转、缩短生产周期、加快施工进度等具有重要意义。
蒸汽养护通过升温可以加快混凝土中水泥的水化速度，并使混凝土早期强度显著提高，同时蒸汽本身又具有生产运输成本低、含热量高、湿度大等优势。
因此，蒸汽养护作为一种常用的加速养护方法，已被广泛应用于混凝土预制构件生产等领域。
但在快速水化的同时，蒸汽养护往往会对混凝土的后期强度和耐久性等产生不利影响[2]。
因此，有必要分析蒸汽养护对混凝土性能的影响因素，为合理选择蒸汽养护参数、提高混凝土质量等提供参考依据。
1 混凝土的蒸汽养护混凝土的蒸汽养护过程主要包括以下阶段：（1）静置期。
即混凝土浇筑完毕至混凝土初凝之前的阶段。
在此期间，混凝土中的水泥开始发生水化反应，混凝土得到初始硬化并获得一定的初始结构强度，这将有助于其抵抗升温期的膨胀变形。
通常静置时间越长，混凝土抵抗升温期破坏的能力越强，但这不利于提高生产效率。
（2）升温期。
即按照一定速率将混凝土原始温度上升至养护温度的阶段。
在此期间，升温速率不易太慢，否则养护周期长；但也不易过快，否则容易导致混凝土因体积膨胀太快而产生温度变形和裂缝。
蒸压养护加气混凝土的力学性能及其应用研究
蒸压养护加气混凝土的力学性能及其应用研究一、引言蒸压养护加气混凝土是一种轻质、高强、绝热、耐火、隔音、节能的新型建筑材料，近年来在建筑领域得到了广泛应用。
本文旨在探究蒸压养护加气混凝土的力学性能及其应用研究，为工程实践提供参考。
二、蒸压养护加气混凝土的制备方法蒸压养护加气混凝土的制备方法主要包括原材料的配比、搅拌、浇注、养护、切割等环节。
其中，原材料的配比是影响混凝土性能的关键因素，一般采用水泥、石灰、石膏、砂、加气剂等原材料，按一定比例混合制成混凝土。
三、蒸压养护加气混凝土的力学性能1. 压缩强度蒸压养护加气混凝土的压缩强度主要受原材料的配比和加气剂的控制影响。
研究发现，压缩强度随水泥用量的增加而增加，但过高的水泥用量会导致混凝土的收缩和开裂。
同时，加气剂的使用也对压缩强度有着重要影响，适量的加气剂可使混凝土的压缩强度提高。
2. 抗折强度蒸压养护加气混凝土的抗折强度受原材料的配比和养护条件的影响较大。
研究表明，适当增加石膏的用量可提高混凝土的抗折强度。
此外，充分养护也是保证混凝土抗折强度的重要条件。
3. 热稳定性蒸压养护加气混凝土的热稳定性主要受原材料的配比和加气剂的控制影响。
研究表明，合理的原材料配比和加气剂的使用可使混凝土的热稳定性得到提高。
四、蒸压养护加气混凝土的应用研究1. 建筑领域蒸压养护加气混凝土在建筑领域的应用越来越广泛，主要用于隔墙、隔音、保温、隔烟等方面。
其轻质、高强、绝热、隔音、隔烟等特性，使其成为一种理想的建筑材料。
2. 道路领域蒸压养护加气混凝土在道路领域的应用也有所涉及，主要用于道路基础、路面铺装等方面。
研究表明，蒸压养护加气混凝土铺装的道路具有良好的耐久性和承载能力。
3. 桥梁领域蒸压养护加气混凝土在桥梁领域的应用也逐渐增多，主要用于桥梁的墩、台、桥面板等部位。
其高强、轻质、耐久等特性，使其成为一种理想的桥梁材料。
五、结论蒸压养护加气混凝土具有良好的力学性能和广泛的应用前景，其在建筑、道路、桥梁等领域的应用将得到进一步的发展。
蒸养条件下水泥_脱硫石膏_矿粉复合胶凝体系研究_廖高宇
的现象， 证明其安定性良好。
（ a） 1 号配比试样
（ b） 3 号配比试样
的使用， 混凝土中的硫含量也有所提高， 钙矾石相也可 能稳定存在。钙矾石相向 AFm 相转变取决于原料中 Al2 O3 和 SO3 含量。根据钙矾石形成的化学过程， 要生 那么 SO4 成 AFt 相，
2－ 2－ 2－ 和 AlO 离子的摩尔比为： SO4 ：
表2
试样编号 1# 2# 3# 4# 5# 6#（ 对比样）
水泥 － 脱硫石膏 － 矿粉复合胶凝体系配合比
水泥 /g 360 360 360 360 360 360 360 360 矿粉 /g 45 63 81 90 45 63 81 90 脱硫石膏 /g 45 27 9 0 45 27 9 0 脱硫石膏占复合矿物 掺合料百分比 / % 50 30 10 0 50 30 10 0
2 2． 1
试验结果与讨论 复合胶凝体系蒸汽养护制度的研究
2． 1． 1
表3
蒸汽养护制度表
不同蒸养制度下胶砂试样抗压强度比分析 胶砂试验结果见图 1 ： 当脱硫石膏 － 矿粉复合矿物掺
静停 升温 恒温 降温 蒸养制 度代号温度 / ℃ 时间 / h 温度 / ℃ 时间 / h 温度 / ℃ 时间 / h 温度 / ℃ 时间 / h A 40 2 40 ～ 70 1． 5 70 4． 5 70 ～ 40 1 B C D 40 40 40 2 2 2 40 ～ 90 40 ～ 70 40 ～ 90 1． 5 1． 5 1． 5 90 70 90 4． 5 6． 5 6． 5 90 ～ 40 70 ～ 40 90 ～ 40 1 1 1
+ 中图分类号： TQ177． 3 75
文献标识码： A
固硫灰渣与蒸压加气混凝土特性及其应用研究进展
关键词 ： 固硫灰 渣 ； 蒸 压加气 混凝 土 ； 资 源化利 用
中 图分 类 号 ￣ ＴＵ ５ ２ ２ ． ０ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ６ ９ ４ ５ （ ２ ０ １ ３） ０ ６ — ０ ０ ３ ４ — ０ ３
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ＦＢＣ ａ ｓ ｈ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｕ ｔ ｏ ｃ ｌ ａ ｖ ｅ ｄ
相比， 其 化学 成 分 的差 异 主要 表现 在 固硫 灰渣 Ｃ ａ Ｏ含 ２ Ｏ１ ３ 。
日
量较 高 ， 并且 含有 一定量 的 Ｓ Ｏ 。
表 ２ 固硫 灰 渣 与 粉 煤 灰 的 化 学 成 分 比较 １
展， 预计 到 ２ ０ １ ５ 年， 全 国加气 混 凝 土年 产 量达 到 ５ ０ ０ ０ 万ｍ 。加 气混 凝 土按 主要 原 材料 可 以分 为蒸 压粉 煤 灰加气 混凝 土 和蒸压 砂加气 混凝 土 。
固硫 灰渣与蒸压加气混凝土 特性及其应用研究进展
别安涛 （ 江西省建 筑材料工业科 学研 究设计院 ， 江西 南昌 ３ ３ ０ ０ ０ １ ）
摘要 ： 结合 循环 流化 床燃 煤 固硫 灰 渣 （ 以 下简称 固硫灰 渣 ） 的研 究应 用成 果 与蒸压 加 气混凝 土 生产的 工
艺技 术 和原材 料要 求等特 点 ， 通 过分析 固硫 灰渣 的物理性 质和矿 物组 成 ， 综 述 固硫灰 渣在 蒸压加 气混 ５ ０℃ ～９ ０ ０℃燃 烧 固硫 后 排 出 的 固体 废 弃 物 。从 流化 床锅 炉 烟 道 中收 集 的
项目
层燃 炉 鼓泡流化床 循环流化床 煤粉炉
转炉渣膨胀性的实验研究
第16卷第6期2006年6月中国冶金China M etallurg yV ol.16,No.6June 2006作者简介:徐红江(1972 ),男,硕士生,工程师; E mail:xuh ong jiang823@; 修订日期:2006 03 06转炉渣膨胀性的实验研究徐红江, 付贵勤, 朱苗勇(东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110004)摘 要:转炉渣具有高碱度的特点,当碱度R >2时转炉渣中的氧化钙将有一部分以游离氧化钙的形式存在。
游离氧化钙是造成转炉渣膨胀的主要因素。
实验采用压蒸法测定了转炉渣的膨胀性,分析了粒度和陈化时间对转炉渣膨胀性的影响,为转炉渣的应用提供依据。
关键词:钢渣;游离氧化钙;压蒸;膨胀性中图分类号:T F703.6 文献标识码:A 文章编号:1006 9356(2006)06 0032 02Experimental Study on Distensibility of BOF SlagXU H o ng jiang , FU Gui qin, ZH U M iao yong(Schoo l o f M ateria ls and M etallurg y,N ort heastern U niv ersity ,Sheny ang 110004,L iao ning ,China)Abstract:BOF slag has hig h alkalinity.When the alkalinit y is ov er t wo ,par t o f CaO are free in BO F slag.Free CaO is the main factor affect ing the distensibilit y o f slag.T he distensibility of BO F slag was measured by steam test method and the effect o f size and ageing time on the distensibility was inv est igated.T hese g ive ev idence fo r applicatio n o f BO F slag.Key words:steel slag ;f ree CaO :steam test;distensibility转炉炼钢过程中产生大量的高碱度转炉渣且难以处理。
蒸压养护工艺对加气混凝土性能影响分析
恒温 时 间 ／ ｋ ｇ・ ｍ ）
６ ７ ８ ９ ５ ９ ５ ５ ７ ６ ５ ７ ８ ５ ４ ３
１ 不 同蒸 压 养 护 制 度 的试 验 研 究
升温时间 ／ ｈ 出釜密度 ／ 绝十 苗发 ／ 抗压强度 ／ Ｍ Ｐ ａ
（ ｋ ｇ・ ｍ － ３ ）
２ ． Ｏ
２ ． ５ ３． Ｏ
组 成材 料 之 间进行 的一系 列 物理 、化学 反 应 生成 多种
水化产 物 ，这 个过 程 既要 科 学合 理 地利 用 蒸压 养 护 的 湿 热 条 件 能 加 气 混凝 土 内部 的水热 反应 进 行 充 分 ， 达
水率、 配合 比、 密度 、 热 交 换 等 因素 来 决 定 最 适 宜 的 蒸
压 养护 制度 蒸 压周 期 。事 实上 各 种 水化 产 物 的形 成均 有 一 定 的条件 ，在 配 合 比一 定 的情 况下 影 响制 品质 量 的主 要 因素 是蒸养 制 度 ， 因 为它 不仅 关 系 到产 品性 能 、 质量， 而且 也关 系到 工厂 的生产 效率 和热 能 消耗 。
强度 只增加 了 ０ ． ０ ５ Ｍ Ｐ ａ ， 增加 幅度 仅为 １ ． ６ ％ 。 根据 所得 结 果结合 实 际综 合考 虑 ，为尽 量 缩 短制 品在 蒸压 釜 中
的 时问 ， 提 高 产 品生产效 率 ， 选 定升温 时 间为 ３ ｈ最佳 。 １ ． ２恒 温 阶段 的影 响 恒温 阶 段 是硅 酸 盐混 凝 土进 行 水 热合 成 反应 的阶
第２ ４卷 第 ３ 期 ２ ０ １ ４年 ６月
天 津 建 设 科 技
建 筑 工 程
蒸 压 养护 工艺对 加气 混凝 土性 能影 响分 析
蒸汽养护对混凝土力学性能影响的试验研究
试验根据北赵灌 区预制混凝土 ｕ型渠 的设计要 求 Ｃ２５／Ｃ３０，ＦＩＯ０，Ｗ６，且满足 以下几点 ：１）拌制成的
混 凝 土 要 有 良好 的和 易 性 满 足预 制 混 凝 土加 工 工 艺 要求 ；２）满足强度要求 ；３）混凝土要有 良好的耐久性 ； ４）满足蒸养工艺要求 。根据以上要求设计出预制混凝 土 ｕ型渠配合比的基本参数 。
根据预制混凝 土 ｕ型渠的生产特点 以及设计要 求 ，初步选定混凝土 的蒸养工艺试验 的恒温温度在 ５Ｏ～８０ 之间进行试验筛选 ，静养时间在 ２～７ ｈ之间试 验 ，升温速率 １Ｏ～３０℃／ｈ，降温速率 １０～２５℃／ｈ。通过 多组次试验 ，对不同试验条件下的混凝土试件 的脱膜 强度进行 比对 以确定 能满足设计要求且经济合理的 蒸养 工 序 。
强 度
／％ ／｝ｌ ／｝ｌ ／℃
／｝ｌ
／ｈ ／ＭＰａ ／ＭＰａ
／ＭＰａ
Ｚ１
Ｃ２５ ０．４２
１５
２．５
２．５
７９
６．０
２．Ｏ
１８＿３
２８．７
３９．４
Ｚ２
Ｃ３０ Ｏ＿３６
１５
２．０
２．０
７９
５．０
２．０
２１．９
３２．２
４０．５
Ｚ３
Ｃ２５ ０．４０
、
掺 早 强 高 效 减
水 剂
Ｚ９
Ｃ２５ ０．４２
２０
２．０
２．０
６５
６．０
２．Ｏ
２１．１
２９．９
３６．５
Ｚ１０ Ｃ３０ ０．３４ ２０
蒸压养护加气混凝土的力学性能及其应用研究
蒸压养护加气混凝土的力学性能及其应用研究一、前言蒸压养护加气混凝土（Autoclaved Aerated Concrete, AAC）是一种轻质、多孔、保温、隔音、环保的新型建筑材料，因其具有优良的力学性能、施工方便等优点，在建筑领域和水利工程中得到广泛应用。
本文将从力学性能及应用两个方面对蒸压养护加气混凝土进行研究。
二、力学性能1. 基本特性蒸压养护加气混凝土是由硅酸盐、水泥、铝粉、石膏等原材料组成，通过蒸压养护工艺制成。
其密度在400-800kg/m³之间，抗压强度在3-10MPa之间，抗弯强度在0.5-3.5MPa之间，拉伸强度在0.2-0.5MPa之间。
同时，蒸压养护加气混凝土还具有优良的保温性能和隔音性能。
2. 抗压强度蒸压养护加气混凝土的抗压强度是其最重要的力学性能之一。
研究表明，蒸压养护加气混凝土的抗压强度与其密度密切相关，密度越高，抗压强度越大。
同时，加气剂的用量、固化温度、固化时间等因素也会影响其抗压强度。
在实际应用中，蒸压养护加气混凝土的抗压强度一般在3-10MPa之间。
3. 抗弯强度蒸压养护加气混凝土的抗弯强度是其另一个重要的力学性能。
研究表明，蒸压养护加气混凝土的抗弯强度与其抗压强度密切相关，同时也受其密度、加气剂的用量等因素影响。
在实际应用中，蒸压养护加气混凝土的抗弯强度一般在0.5-3.5MPa之间。
4. 拉伸强度蒸压养护加气混凝土的拉伸强度相对较低，一般在0.2-0.5MPa之间，这是由于其多孔的结构和低密度造成的。
在应用中需要考虑其受力情况，避免出现跨度过大、支承不均等情况，以保证其安全性能。
三、应用研究1. 建筑领域蒸压养护加气混凝土在建筑领域中应用广泛，主要用于墙体、隔墙、隔音墙、保温层、屋面板等方面。
其优点在于具有轻质、高强度、保温、隔音、防火等多种性能，可以大大提高建筑物的整体性能和使用寿命。
同时，蒸压养护加气混凝土的施工方便，能够提高施工效率和质量。
蒸压加气混凝土养护中膨胀的探讨
2017年第1期墙材网2017.1蒸压加气混凝土养护中膨胀的探讨王刘方（江苏宿迁，泗洪223900）摘要：加气混凝土在蒸压养护后出现体积发生变化，困扰着很多工艺员，通过介绍水化反应过程解释这一现象，并得出，坯体硬化后，石灰进行剧烈的水化反应，导致膨胀。
关键词：蒸压加气混凝土；膨胀；水化反应；尺寸变化Abstract ：Aerated concrete dimension changes in the autoclave curing which plagued by many technicians.This pa⁃per draws the hydration process to explain this phenomenon,and concludes that after the body is hardened,lime re⁃acts hydration,resulting in expansionKey Words ：autoclaved aerated concrete,expansion,hydration reaction,dimensional changeWANG Liu-fang加气混凝土在蒸压养护之后，发生膨胀，甚至长度增长2cm ，尤其是砖的两端和坯体的顶部，膨胀幅度最大。
阎志光在《对制品在蒸压养护中发生膨胀的理解》一文中，提到过如下两个现象：例一：石灰偏老，在料浆已经稠化之后，却突然剧烈冒泡、下陷、又膨胀。
有的还能恢复到切割高度，但坯体表面出裂纹。
蒸压养护后制品在60cm 方向上增长2mm~3mm ；例二：消解时间25min~27min 的石灰，在釜外停留期间，不膨胀。
如果切割完毕后立刻进釜，膨胀就多些，大于10mm ，进入蒸压釜预养时间长些，膨胀就少些，小于10mm 。
阎志光的见解和笔者不同。
对于这个现象，我们可以从袁润章的《胶凝材料学》找到答案。
1石灰造成试件体积膨胀的原理分析某条件下测试，石灰和水进行化学反应时，其固相的绝对体积反应后比反应前增加了97.92％。
养护条件对MgO膨胀剂膨胀性能的影响
养护条件对MgO 膨胀剂膨胀性能的影响周龙龙,王舜,苗苗,冯竟竟,李思琪,孙传珍(山东农业大学水利土木工程学院,山东泰安271018)摘要:对水养、水养转干养和干湿循环养护条件下不同活性MgO 膨胀剂(MEA )膨胀性能及水养条件下不同龄期膨胀净浆微观孔结构进行了研究。
结果表明:MEA 活性越高,其早期膨胀率增速越大,但后期膨胀率增速越慢;水养转干养条件下,干空膨胀落差与MEA 活性成正比;干湿循环养护条件下,高活性MgO 的补偿收缩效能高于低活性MgO 。
掺MEA 浆体中大于50nm 孔隙的增加可能是砂浆产生膨胀的原因之一;28~180d 时,MEA 主要细化的孔区间为20~200nm 。
关键词:MgO 膨胀剂;限制膨胀率;膨胀性能;孔隙率中图分类号:TU528文献标识码:Adoi:10.19761/j.1000-4637.2021.01.034.05The Effect of Different Curing Conditions on the Expansive Properties of MgOExpansive AgentZHOU Long-long ,WANG Shun ,MIA O Miao ,FENG Jing-jing ,LI Si-qi ,SUN Chuan-zhen(College of Water Conservancy and Civil Engineering,Shandong Agricultural University,Taian 271018,China)Abstract:The expansion properties of different active MgO expansive agent (MEA)under the conditions of watercuring,water curing to dry curing and dry and wet cycle curing and micro pore structure of different age expansive paste under water condition were studied.The results show that the higher the activity of MEA,the higher the early expansion rate,but the slower the later expansion rate.Under the condition of water curing to dry curing,dry air expansion drop is directly proportional to MEA activity.Under the condition of dry and wet cycle curing,the compensation contraction efficiency of high active MgO is higher than that of low active MgO.The addition of MEA promotes the increase of poreslarger than 50nm in the paste,which may be one of the reasons for the expansion of the mortar.At the age of 28to 180days,the main refining pores of MEA are between 20nm and 200nm.Key words:Magnesium oxide expansive agent;Restrained expansion rate;Expansive property;Porosity基金项目:国家自然科学基金资助项目(51878400、51678344)。
高温蒸汽养护复掺混凝土力学性能时变特性与模型研究
第43卷第1期2024年1月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETYVol.43㊀No.1January,2024高温蒸汽养护复掺混凝土力学性能时变特性与模型研究刘㊀浩1,胡㊀娟2,金清平3,李㊀帆3,张新胜1,杨㊀曌3,廖宜顺3(1.湖北交投建设集团有限公司,武汉㊀430081;2.湖北交投高速公路发展有限公司,武汉㊀430050;3.武汉科技大学城市建设学院,武汉㊀430065)摘要:为研究高温蒸汽养护下粉煤灰-矿粉机制砂混凝土(简称复掺混凝土)力学性能时变特性与模型,本文结合某高速公路高温蒸汽养护复掺混凝土预制梁项目,设计了蒸汽-标准养护㊁蒸汽-自然养护和标准养护三种养护方式,测试了不同阶段复掺混凝土的抗压强度㊁劈裂抗拉强度和弹性模量,探究了抗压强度与劈裂抗拉强度㊁弹性模量的关系㊂结果表明:合适的蒸汽养护方式能促进复掺混凝土抗压强度㊁劈裂抗拉强度和弹性模量更快增长,其中对抗压强度形成作用最显著,后期的力学性能不倒缩;蒸汽养护恒温阶段复掺混凝土的力学性能具有最大的增长率,其次是升温阶段,降温阶段力学性能增长率最小;蒸汽-标准养护方式下复掺混凝土的抗压强度时变模型可取对数或对数与幂函数复合函数,劈裂抗拉强度㊁弹性模量时变模型可取幂函数㊂关键词:高温蒸汽养护;粉煤灰-矿渣复掺混凝土;抗压强度;劈裂抗拉强度;弹性模量;时变特性;模型中图分类号:TU528㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1001-1625(2024)01-0227-09 Time-Varying Characteristics and Models of Mechanical Properties of High-Temperature Steam Curing Multi-Mixed Concrete LIU Hao1,HU Juan2,JIN Qingping3,LI Fan3,ZHANG Xinsheng1,YANG Zhao3,LIAO Yishun3(1.Hubei Communication Investment Construction Group Co.,Ltd.,Wuhan430081,China;2.HBCI Expressway Development Co.,Ltd.,Wuhan430050,China;3.School of Urban Construction,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan430065,China)Abstract:To study the time-varying characteristics and models of mechanical properties of mechanism sand concrete mixed with the fly ash and the slag(referred to as multi-mixed concrete)under high-temperature steam curing,combined with a high-temperature steam curing multi-mixed concrete precast beams of a highway project,steam curing-standard curing, steam curing-natural curing and standard curing modes were designed to test compressive strength,splitting tensile strength and elastic modulus of multi-mixed concrete at different periods.The relationship between compressive strength and splitting tensile strength,elastic modulus were explored.The results show that a suitable steam curing method can accelerate the growth of compressive strength,splitting tensile strength and elastic modulus of multi-mixed concrete,with the most significant effect on the development of compressive strength,and the mechanical properties don t retract in the later stage. During the constant temperature stage of steam curing,the mechanical properties of concrete have the highest growth rate, followed by the heating stage,and the mechanical properties have the lowest growth rate during the cooling stage.Under steam-standard curing mode,time-varying model of compressive strength of multi-mixed concrete can take logarithm or logarithm and power function composite function,and the time-varying model of splitting tensile strength and elastic modulus can take power function.Key words:high-temperature steam curing;fly ash-slag multi-mixed concrete;compressive strength;splitting tensile strength;elastic modulus;time-varying characteristic;model收稿日期:2023-07-19;修订日期:2023-09-18基金项目:国家自然科学基金(52178158);湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划(T2022002);湖北交投建设集团有限公司科研计划(RD202206)作者简介:刘㊀浩(1989 ),男,工程师㊂主要从事道路与桥梁㊁建筑材料方面的研究㊂E-mail:610002795@通信作者:金清平,博士,教授㊂E-mail:jinqingping@228㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷0㊀引㊀言桥梁预制构件施工具有能耗低㊁效率高和绿色环保等优点[1],在高速公路中小型桥梁甚至大型桥梁上得到广泛应用㊂高温蒸汽养护能有效促进混凝土水化,提高混凝土梁的早期强度和提前预应力张拉龄期,实现梁场的快速运转,提高施工效率,确保梁板施工质量,因此具有较好的经济效益[2]㊂依据‘公路桥涵施工技术规程“(JTG/T3650 2020)规定[3],在预应力混凝土梁板张拉施工中,张拉控制指标为梁板混凝土强度和弹性模量㊂在预制梁施工过程中,需要精准掌握混凝土的强度和弹性模量,为施工提供保障㊂测试混凝土强度时常采用同养试块法或回弹法,测试过程相对简单;而测试弹性模量时复杂耗时,特别是在施工条件较严苛的环境下㊂探究混凝土强度与弹性模量之间的关系,以及利用混凝土强度测试值推测结构或构件中混凝土的弹性模量能大大减少现场测试工作,提高工作效率,具有较好的工程应用价值和理论意义㊂为解决河砂的短缺和满足环保要求,在一些工程项目中开始采用机制砂代替河砂㊂与河砂相比,机制砂表面更粗糙,其中含有的非活性粉体提高了混凝土的密实度,相较于同配合比的河砂混凝土,机制砂混凝土具有更高的强度[4]㊂有研究[5]指出,蒸汽养护会增大机制砂混凝土的毛细吸水能力,这主要是由于蒸汽养护混凝土的热损伤效应[6]加快了水泥水化,但也增大了混凝土的孔隙结构,最终降低了混凝土的后期强度和耐久性能㊂一些研究[7]表明,普通混凝土中掺入矿渣粉和粉煤灰能改善蒸汽养护混凝土后期强度和耐久性能㊂勾煜[8]㊁Liu等[9]和周岳等[10]研究指出,粉煤灰和矿粉的掺入能有效提高蒸汽养护混凝土的长期性能㊂预应力混凝土梁的张拉施工一般是基于混凝土的抗压强度和弹性模量两项指标确定的,目前,对预应力复掺混凝土梁同种养护条件及标准养护条件下复掺混凝土力学参数的时变和相关性研究相对匮乏,尽管已经有学者[11-12]对混凝土力学参数的相关性开展了一些研究,提出了基于抗压强度的弹性模量预测公式,且国内外一些规范如ACI-318㊁CEB-90㊁GB50010 2010等也提出了相应的公式,但面向的对象主要是普通混凝土,对于掺入粉煤灰-矿粉的机制砂混凝土研究较少,而复掺混凝土强度的形成与普通混凝土存在一定的差异,随着复掺材料的变化,甚至会出现非常显著的区别,相关的研究或规范中弹性模量预测公式对复掺混凝土适用性有待验证㊂本文结合某高速公路高温蒸汽养护复掺混凝土预制梁板项目,针对蒸汽养护下粉煤灰-矿粉复掺混凝土力学性能时变特性开展研究,基于三种不同的养护条件,得到复掺混凝土抗压强度㊁劈裂抗拉强度和弹性模量随龄期增长规律,分析抗压强度与弹性模量统计相关性,建立蒸汽养护复掺混凝土弹性模量预测模型,为蒸汽养护复掺混凝土性能监测评估提供参考㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料水泥为湖北京兰水泥集团有限公司生产的P㊃O42.5级水泥,详细参数如表1所示(表中均为质量分数,下同)㊂粗集料为京山阜储工贸实业有限公司生产的规格为(5,10]mm和(10,20]mm两种碎石,按质量比15%ʒ85%掺配成(5,20]mm连续级配碎石㊂细集料为拌合站机制砂厂产的机制砂,规格为中砂,详细指标参数如表2所示㊂外加剂购自山西黄恒科技有限公司,PC-A20(缓凝型)聚羧酸系高性能减水剂㊂粉煤灰购自国电汉川发电有限公司,F类I级粉煤灰,详细参数如表3所示㊂矿渣粉购自武汉武新新型建材股份有限公司,S95级,详细参数见表4所示㊂水为自来水㊂表1㊀水泥的参数Table1㊀Parameters of cementParameter Specific surfacearea/(m2㊃kg-1)Standardconsistency/%Setting time/min Flexural strength/MPa Compressive strength/MPaInitialsettingFinalsetting3d28d3d28dValue31826.6212299 5.27.133.051.9第1期刘㊀浩等:高温蒸汽养护复掺混凝土力学性能时变特性与模型研究229㊀表2㊀机制砂的指标参数Table2㊀Parameters of mechanism sandParameter Fineness modulus/%Stone powder content/%Bulk density/(g㊃cm-3)Density/(g㊃cm-3) Value 3.0 6.0 1.614 2.801表3㊀粉煤灰的参数Table3㊀Parameters of fly ashParameter Fineness/%Loss on ignition/%Moisture content/%28d activity index/%Value7.1 4.140.282表4㊀矿渣粉的参数Table4㊀Parameters of slag powderParameter Density/(g㊃cm-3)Specific surface area/(m2㊃kg-1)7d activity index/%28d activity index/% Value 2.8742182981.2㊀复掺混凝土配合比在当前的复掺混凝土配合比中,胶凝材料总质量为490kg/m3,粉煤灰和矿渣粉质量占比为15.9%,详细配合比如表5所示㊂表5㊀复掺混凝土的配合比Table5㊀Mix proportion of multi-mixed concreteParameter Water/cement ratioMix proportion/(kg㊃m-3)Cement Sand Stone Water Fly ash Slag powder AdmixtureValue0.3141269811401523939 5.88 1.3㊀试件制备及试验方案试验所需的复掺混凝土由现场搅拌站统一制备,和蒸养箱梁同步浇筑试块,复掺混凝土脱模后开始养护,试验设置三种养护方式,分别为A㊁B㊁C,A为先蒸汽养护后标准养护,B为先蒸汽养护后与蒸养箱梁同条件自然养护,C为全程标准养护㊂现场的蒸汽养护制度为:恒温45ħ,静停6h,恒温时间8h,升温和降温速率均不超过10ħ/h㊂试验采用标准混凝土试块,到达所需龄期后开展抗压强度㊁劈裂抗拉强度和弹性模量试验测试㊂1.4㊀测试方法混凝土力学试验依据‘公路工程水泥及水泥混凝土试验规程“(JTG3420 2020)[13]进行测试,抗压试验在3000kN的数显压力试验机上进行,加载速度控制在约15kN/s,劈裂抗拉试验在数显万能材料试验机上进行,加载速度控制在0.4kN/s左右㊂抗压弹性模量在全自动电液伺服压力试验机上进行,加载速度控制在1.5MPa/s㊂2㊀结果与讨论2.1㊀复掺混凝土力学性能时变特性对高温蒸汽养护条件下的复掺混凝土开展抗压强度㊁劈裂抗拉强度和弹性模量测试,图1为复掺混凝土的抗压强度与劈裂抗拉强度时变曲线,图2为复掺混凝土的抗压强度与弹性模量时变曲线㊂由图1和图2可知,在蒸汽养护过程中,复掺混凝土在升温阶段(0~6h)㊁恒温阶段(6~14h)和降温阶段(14~18h)的强度和弹性模量都持续增长㊂在这三个阶段中,抗压强度增长率分别为0.81㊁1.06和0.7MPa/h,劈裂抗拉强度增长率分别为0.06㊁0.09和0.03MPa/h,弹性模量增长率分别为0.38㊁0.44和0.2GPa/h㊂可以发现在恒温阶段,复掺混凝土的抗压强度㊁劈裂抗拉强度和弹性模量增长率最大,因此恒温阶段是力学性能增长的主要阶段,其次是升温阶段,而降温阶段力学性能增长率最小㊂蒸汽养护复掺混凝土是通过高温热蒸汽提供水分和升温,在热蒸气充足的条件下,湿度达到95%以上,保证了水泥混凝土强度形230㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷成过程中水化所需的水分,升高养护温度则有利于促进混凝土中水泥的水化反应㊂在蒸汽养护过程中,升温阶段和恒温阶段供应热蒸汽,两阶段湿度一致,但在升温阶段时,混凝土养护温度逐渐由较低温度(室温)上升到恒定温度(45ħ),恒温阶段中混凝土养护温度始终维持在45ħ左右,恒温阶段的养护条件要优于升温阶段,因而混凝土抗压强度增长率(1.06MPa /h)要高于升温阶段(0.81MPa /h)㊂在降温阶段,采用间断输入热蒸汽,甚至停止供应热蒸汽,混凝土周围的水蒸气要较前两阶段少,温度也在逐渐降低,该阶段养护条件相较前两阶段要差,水泥水化进程相对较慢,因而复掺混凝土抗压强度增长率(0.7MPa /h)比前两阶段低㊂恒温阶段是复掺混凝土抗压强度的主要增长区间,当进入降温阶段后,混凝土中大部分水泥已经参与了水化反应,同时环境温度的降低导致水泥水化速率也明显降低,降温阶段强度增长率最低[14]㊂劈裂抗拉强度和弹性模量与抗压强度之间有一定的关联,其发展规律均类似于抗压强度,但在具体数值上存在差异㊂当蒸汽养护14h 时,抗压强度㊁劈裂抗拉强度和弹性模量分别达到43.90㊁3.19和39.70GPa㊂进入降温阶段后,复掺混凝土强度和模量增长明显放缓,当蒸汽养护结束时,复掺混凝土抗压强度㊁劈裂抗拉强度和弹性模量分别为46.70㊁3.31和40.50GPa㊂图1㊀复掺混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度时变曲线Fig.1㊀Time-varying curves of compressive strength and splitting tensile strength of multi-mixedconcrete 图2㊀复掺混凝土抗压强度与弹性模量时变曲线Fig.2㊀Time-varying curves of compressive strength and elastic modulus of multi-mixed concrete 2.2㊀不同养护方式下复掺混凝土后期力学性能对比三种养护方式下,复掺混凝土抗压强度㊁劈裂抗拉强度和弹性模量在7㊁14㊁28d 的增长规律,测试结果如表6所示㊂表6㊀三种养护方式下复掺混凝土的力学性能Table 6㊀Mechanical properties of multi-mixed concrete under three curing methodsCuring wayAge /d Compressive strength /MPa Splitting tensile strength /MPa Elastic modulus /GPa Tensile compressive ratio A 246.70 3.3140.500.071351.20 3.7541.200.073754.70 4.0543.800.0741463.40 4.3348.200.0682868.50 4.4549.800.065B 246.70 3.3140.500.071352.30 3.7742.000.072758.20 4.1247.500.0711465.10 4.3249.700.0662871.00 4.4750.200.063C 2 349.00 3.5041.500.071755.00 4.0744.700.0741459.00 4.1445.800.0702864.70 4.3148.400.067㊀㊀注:以养护方式C 养护2d 的复掺混凝土力学性能值较低,故未测试㊂第1期刘㊀浩等:高温蒸汽养护复掺混凝土力学性能时变特性与模型研究231㊀在三种养护方式中,蒸汽养护的复掺混凝土抗压强度和弹性模量均高于标准养护,蒸汽养护有效提高了复掺混凝土早期抗压强度,且经过蒸汽养护的复掺混凝土28d抗压强度明显高于标准养护的抗压强度,相比于标准养护方式下复掺混凝土的28d抗压强度,养护方式A和B下的抗压强度分别提高了5.87%和9.74%,后期抗压强度不倒缩㊂复掺混凝土强度和弹性模量均随着龄期增加而增加,但后期强度增长会放缓,这种情况在蒸汽养护复掺混凝土中更为明显㊂先蒸汽养护后自然养护下复掺混凝土强度和弹性模量增长最大,标准养护室设置的温度为(20ʃ2)ħ,自然养护方式下的平均温度高于标准养护的温度,在保证湿度的前提下,更高的养护温度会促使水泥更快水化,自然养护方式下水泥水化速率高于标准养护,因而具有更高的强度增长率㊂对于养护方式A和B,当蒸汽养护结束时,复掺混凝土抗压强度分别达到自身28d的68.2%㊁65.8%,劈裂抗拉强度分别达到28d的74.4%㊁74.0%,弹性模量分别达到28d的81.3%㊁80.7%㊂从3~28d复掺混凝土抗压强度分别增长了28d抗压强度的25.3%㊁26.3%㊁24.3%,劈裂抗拉强度分别增长了28d劈裂抗拉强度的15.7%㊁15.6%㊁18.8%,弹性模量分别增长了28d弹性模量的17.3%㊁16.3%㊁14.3%,从上述分析中可以发现复掺混凝土抗压强度增长率明显高于劈裂抗拉强度和弹性模量㊂混凝土的微结构由骨料㊁胶凝材料浆体㊁骨料-胶凝材料浆体之间的界面三相组成,其中水泥浆和过渡区是随时间㊁环境温度和湿度而变化的,过渡区是混凝土的薄弱环节,对混凝土的力学性能有重要影响㊂蒸汽养护促进了水泥与掺合料的水化,使混凝土微观结构更加密实,从而显著提高了混凝土抗压强度形成速率,从混凝土的抗拉强度和弹性模量形成机理来看,蒸汽养护导致水化反应加速,反应生成物均匀性受到影响,界面过渡区中大量存在的原始裂纹和孔隙,导致抗拉强度和弹性模量性能提高有限[15]㊂3㊀力学性能模型研究3.1㊀抗压强度时变模型对于普通水泥配制的中等强度混凝土,标准条件养护下,当龄期不小于3d时,混凝土抗压强度fτ与28d抗压强度f28的关系如式(1)所示[16]㊂fτ=fτlgτlg f28(1)式中:τ为龄期,fτ为τ龄期时混凝土抗压强度,f28为28d龄期时混凝土的抗压强度㊂以标准条件养护下抗压强度的关系式为参照,对比分析不同养护方式下抗压强度的时变规律,三种养护方式下复掺混凝土抗压强度拟合曲线如图3所示㊂非线性回归函数的优劣采用决定系数R2和ReducedChi-Sqr来评价㊂决定系数R2越大,说明残差越小,回归曲线拟合越好,R2从总体上给出一个拟合好坏程度的度量,一般大于常用的决定系数值0.8㊂Reduced Chi-Sqr指简化的卡方检验,相当于ANOVA里面的Mean Square of Residual,即RSS/dof残差均方,越小拟合效果越好,一般没有给定的限制值㊂按照式(1)计算标准养护下复掺混凝土的抗压强度,所得结果与本文A㊁B㊁C三种养护方式下复掺混凝土的抗压强度差别较大,不适合作为复掺混凝土抗压强度的时变模型函数㊂图3㊀三种养护方式下复掺混凝土抗压强度的拟合曲线Fig.3㊀Fitting curves of compressive strength of multi-mixed concrete under three curing methods232㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷根据A㊁B㊁C 三种养护方式下的实测抗压强度,以式(1)中的对数函数模型为基础进行回归分析,对三种养护方式的拟合曲线对比分析可知:Reduced Chi-Sqr 均较小,分别为2.95087㊁1.00156和0.42310,决定系数R 2较大,分别为0.96290㊁0.98939和0.99033,均超过一般常用取值0.8,采用式(2)拟合时效果较好,如图3(a)所示㊂f τ=a -b ln(τ+c )(2)式中:a ㊁b ㊁c 为参数㊂朱伯芳[17]提出混凝土力学性能与龄期之间关系式如式(3)所示㊂f τ=d ln(τe +1)(3)式中:d ㊁e 为参数㊂以式(3)中的对数㊁幂函数组成的复合函数模型为基础进行回归分析,拟合效果也较好,如图3(b)所示㊂对比图3中(a)和(b)拟合曲线,对于养护方式A 和C,两种函数模型拟合精度相差不大,均能较好拟合㊂在养护方式B 拟合中,2~14d 的混凝土抗压强度图3(b)中模型拟合精度优,14~28d 的混凝土抗压强度图3(a)中模型拟合精度优,图3(b)比图3(a)中模型的Reduced Chi-Sqr 小,两个模型的决定系数R 2相差不大,说明对于养护方式B 而言,用对数㊁幂函数组成的复合函数模型拟合精度更高㊂蒸汽养护复掺混凝土的抗压强度时变模型如式(4)㊁(5)所示(其中B 为常数)㊂f τ=34.347+10.172ln(τ+1.588)(4)或f τ=60.803ln(τ0.221B +1)(5)3.2㊀劈裂抗拉强度预测模型在抗裂要求较高的预应力混凝土梁体中,混凝土抗拉强度是判别梁体开裂的主要指标㊂混凝土抗拉强度随抗压强度的提高而提高,且遵循一定的拉压比例关系,低强混凝土㊁中强混凝土和高强混凝土拉压比有所不同㊂根据已有的研究[18-19]和相关规范建议[20],混凝土轴向抗拉强度与抗压强度之间遵循指数函数关系,如式(6)所示㊂f t =mf n τ(6)式中:f t 为混凝土轴向抗拉强度,f τ为τ龄期混凝土抗压强度,m ㊁n 为参数㊂图4㊀复掺混凝土劈裂抗拉强度与抗压强度关系曲线Fig.4㊀Relationship curves between splitting tensile strength and compressive strength of multi-mixed concrete 以式(6)幂函数模型为基础,开展复掺混凝土劈裂抗拉强度与抗压强度之间的回归分析,复掺混凝土劈裂抗拉强度与抗压强度关系曲线如图4所示㊂对三种养护方式的拟合曲线对比分析可知:Reduced Chi-Sqr 均较小,分别为0.02228㊁0.01525和0.02147;决定系数R 2相差不大,分别为0.89516㊁0.92960和0.82618,均超过一般常用取值0.8㊂相比较而言,在养护方式B 的拟合中,Reduced Chi-Sqr最小,决定系数R 2最大,对养护方式B 的拟合精度最高㊂蒸汽养护复掺混凝土的抗压强度时变模型如式(7)所示㊂f t =0.233f ㊀0.703τ(7)3.3㊀弹性模量预测模型弹性模量对于混凝土结构的变形㊁裂缝以及温度应力分析等具有重要影响,抗压强度通常也与混凝土抗压弹性模量具有相关性㊂鉴于施工现场测试成品梁板弹性模量较困难,可以利用抗压强度推算出抗压弹性模量,能够方便获得不同时期的混凝土抗压弹性模量,以更有效地指导现场施工㊂选用上述三种养护条件下的复掺混凝土抗压强度和弹性模量测试值,对比分析不同养护条件下两者之间的相关性及其差异㊂目前已有一些规范[20-22]和研究[23]对抗压强度和弹性模量的相关性进行了研究,并给出了预测模型,为了比较不同的预测模型精度,从国内外规范中选取了GB 50010 2010[20]㊁ACI-318[21]㊁CEB-90[22]三种常见的预测模型第1期刘㊀浩等:高温蒸汽养护复掺混凝土力学性能时变特性与模型研究233㊀进行分析,如表7所示㊂表7㊀弹性模量预测模型Table 7㊀Prediction model of elastic modulusSourcePrediction model /GPa Application range of /MPa GB 50010 2010[20]E c =1022.2+34.7f c <80ACI-318[21]E c =4.73(f c )0.5No requirements CEB-90[22]E c =10(f c +8)1/3<80图5为弹性模量预测模型与实测数据对比㊂由图5可知,ACI-318㊁CEB-90和GB 50010 2010预测模型均会明显低估文中蒸汽养护和标准养护复掺混凝土的抗压弹性模量,但CEB-90中的预测模型对于f c 在30~35MPa 的混凝土抗压弹性模量具有较好的预测精度㊂有研究[24]指出,复掺混凝土中水泥水化时会生成水化硅酸钙(C-S-H)等物质,粉煤灰吸附其表面形成晶核,而矿渣中CaO 的水化提高了复掺混凝土碱度,破坏了晶核,使粉煤灰进一步促进水泥水化,生成更多的C-S-H 等胶凝材料,提高了复掺混凝土密实度㊂同时,本试验中机制砂石粉质量分数为6%,与矿渣粉或粉煤灰的掺量相差无几,石粉具有一定的微集料效应和晶核效应[25-26],可以很好地填充水泥㊁矿物掺合料的空隙,改善混凝土的微观结构,增加机制砂混凝土的密实度,而且石粉可作为C-S-H 反应产物的成核位点,降低成核位垒,加速水泥水化,有利于提高混凝土力学性能㊂在后期,石粉中由于含有大量碳酸钙,可与水泥中的铝相发生二次水化反应[27],生成具有一定胶凝能力的碳铝酸盐复合物,使混凝土结构更加密实,混凝土弹性模量增大,因此普通混凝土弹性模量预测模型不适用于复掺混凝土㊂由图5可知,ACI-318中模型与实测值具有相似的增长趋势,但三种养护方式下复掺混凝土的抗压强度和弹性模量的相关性不一致㊂基于三种养护方式A㊁B㊁C 的试验测试数据,以抗压强度为控制参数,参照ACI-318预测模型,建立不同养护方式下的复掺混凝土弹性模量预测模型函数,如式(8)所示㊂E τ=p (f τ)q (8)式中:E τ为混凝土弹性模量;p ㊁q 为参数㊂复掺混凝土抗压强度与弹性模量拟合曲线如图6所示㊂图5㊀复掺混凝土的弹性模量预测模型数据与实测数据对比Fig.5㊀Comparison between prediction model and test data of elastic modulus of multi-mixedconcrete 图6㊀复掺混凝土抗压强度与弹性模量拟合曲线Fig.6㊀Fitting curves of compressive strength and elastic modulus of multi-mixed concrete在三种养护方式下的复掺混凝土抗压强度与弹性模量拟合分析中,决定系数最小约0.972,养护方式A 的Reduced Chi-Sqr 和决定系数介于三者中间,三种养护方式下的拟合精度相差不大,均可采用ACI-318模型函数㊂蒸汽养护复掺混凝土的抗压强度时变模型如式(9)所示㊂E τ=6.363f ㊀0.484τ(9)234㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷4㊀结㊀论1)合适的高温蒸汽养护方式能促进复掺混凝土水化进程,使其具有更好的力学性能,其中对抗压强度形成作用最显著,后期的力学性能不倒缩㊂2)在蒸汽养护的升温㊁恒温和降温阶段,恒温阶段复掺混凝土力学性能具有最大的增长率,其次是升温阶段,降温阶段最小㊂3)蒸汽-标准养护㊁蒸汽-自然养护和标准养护方式下复掺混凝土力学性能时变特性不一致㊂4)GB50010 2010㊁ACI-318㊁CEB-90预测模型均会明显低估蒸汽养护和标准养护复掺混凝土的弹性模量㊂蒸汽-标准养护方式下复掺混凝土的抗压强度时变模型可取对数或对数与幂函数复合函数,劈裂抗拉强度㊁弹性模量时变模型可取幂函数㊂5)有待进一步研究蒸汽养护对复掺混凝土生成物微观形貌㊁均匀性和孔隙结构的影响,进而更好揭示其力学性能时变机理㊂参考文献[1]㊀TAVARES V,SOARES N,RAPOSO N,et al.Prefabricated versus conventional construction:comparing life-cycle impacts of alternativestructural materials[J].Journal of Building Engineering,2021,41:102705.[2]㊀赵顺波,高宇甲,陈记豪,等.C50泵送混凝土抗压强度和弹性模量时变性试验研究与应用[J].混凝土,2015(1):98-101.ZHAO S B,GAO Y J,CHEN J H,et al.Application and study on time-dependent compressive strength and elastic modulus of C50pumping concrete[J].Concrete,2015(1):98-101(in Chinese).[3]㊀中华人民共和国交通运输部.公路桥涵施工技术规范:JTG/T3650 2020[S].北京:人民交通出版社,2020.Ministry of Transport of the People s Republic of China.Technical specification for construction of highway bridges and culverts:JTG/T3650 2020[S].Beijing:People s Traffic Press,2020(in Chinese).[4]㊀DUAN Y,WANG Q C,YANG Z J,et al.Research on the effect of steam curing temperature and duration on the strength of manufactured 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[5]㊀贡鑫茹,李㊀东,耿㊀健.蒸养机制砂混凝土的毛细吸水特性[J].混凝土与水泥制品,2021(1):95-99.GONG X R,LI D,GENG J.Water absorption of steam curing machine-made sand concrete[J].China Concrete and Cement Products, 2021(1):95-99(in Chinese).[6]㊀ZEYAD A M,TAYEH B A,ADESINA A,et al.Review on effect of steam curing on behavior of concrete[J].Cleaner Materials,2022,3:100042.[7]㊀CHEN B,CHEN J L,CHEN X D,et al.Experimental study on compressive strength and frost resistance of steam cured concrete with mineraladmixtures[J].Construction and Building Materials,2022,325:126725.[8]㊀勾㊀煜.粉煤灰对蒸养混凝土抗压强度的影响[J].混凝土,2021(7):86-89.GOU Y.Effect of fly ash on compressive strength of steam cured concrete[J].Concrete,2021(7):86-89(in Chinese).[9]㊀LIU B J,XIE Y J,LI J.Influence of steam curing on the compressive strength of concrete containing supplementary cementing materials[J].Cement and Concrete Research,2005,35(5):994-998.[10]㊀周㊀岳,周㊀健,唐孟雄,等.粉煤灰和矿渣粉对混凝土抗氯离子渗透和抗碳化性能的影响[J].混凝土,2021(7):60-64.ZHOU Y,ZHOU J,TANG M X,et al.Influences of fly ash and slag powder on the chloride penetration resistance and carbonation resistance of concrete[J].Concrete,2021(7):60-64(in Chinese).[11]㊀吕德生,汤㊀骅.高强混凝土弹性模量与抗压强度的相关性试验研究[J].混凝土与水泥制品,2001(6):20-21.LV D S,TANG H.Experimental study on correlation between elastic modulus and compressive strength of high strength concrete[J].China Concrete and Cement Products,2001(6):20-21(in Chinese).[12]㊀欧阳雪,史才军,史金华,等.超高性能混凝土受压力学性能及其弹性模量预测[J].硅酸盐学报,2021,49(2):296-304.OUYANG X,SHI C J,SHI J H,et pressive mechanical properties and prediction for elastic modulus of ultra-high performance concrete[J].Journal of the Chinese Ceramic Society,2021,49(2):296-304(in Chinese).[13]㊀中华人民共和国交通运输部.公路工程水泥及水泥混凝土试验规程:JTG3420 2020[S].北京:人民交通出版社,2020.Ministry of Transport of the People s Republic of China.Test procedures for cement and cement concrete for highway engineering: JTG3420 2020[S].Beijing:People s Transportation Publishing House,2020(in Chinese).[14]㊀贺炯煌,马昆林,龙广成,等.蒸汽养护过程中混凝土力学性能的演变[J].硅酸盐学报,2018,46(11):1584-1592.HE J H,MA K L,LONG G C,et al.Mechanical properties evolution of concrete in steam-curing process[J].Journal of the Chinese Ceramic Society,2018,46(11):1584-1592(in Chinese).。
混凝土中蒸汽养护的效果研究
混凝土中蒸汽养护的效果研究
一、研究背景
随着建筑工程的不断发展，混凝土在建筑领域中的应用越来越广泛。
而在混凝土的生产和使用过程中，蒸汽养护是一种常用的养护方法，其可以有效地提高混凝土的强度和耐久性。
因此，对于混凝土中蒸汽养护的效果进行研究，对于提高混凝土的性能具有重要的意义。
二、研究目的
本研究旨在探究混凝土中蒸汽养护方法对混凝土性能的影响，为混凝土的生产和使用提供科学依据。
三、研究方法
本研究采用实验研究方法，通过对混凝土中不同时间的蒸汽养护方法进行对比，分析其对混凝土强度和耐久性的影响。
四、实验设计
1. 材料准备：选用水泥、砂、石、水等材料进行配制混凝土。
2. 实验组设计：将混凝土分为四组，分别进行0h、6h、12h、24h的蒸汽养护。
3. 实验方法：分别对四组混凝土进行抗压强度、抗拉强度和耐久性的测试，分析其差异。
五、实验结果
1. 抗压强度测试结果：经过24h的蒸汽养护的混凝土抗压强度明显高于其他组，达到了最大值。
2. 抗拉强度测试结果：经过12h的蒸汽养护的混凝土抗拉强度最高，达到了最大值。
3. 耐久性测试结果：经过24h的蒸汽养护的混凝土耐久性最好，其保持了最高的强度和稳定性。
六、结论
1. 混凝土中蒸汽养护可以显著提高其抗压强度和抗拉强度。
2. 蒸汽养护的时间对混凝土性能有显著的影响，经过24h的蒸汽养护效果最好。
3. 蒸汽养护能够提高混凝土的耐久性，使其具有更好的稳定性。
七、应用价值
本研究结果对于混凝土生产和使用具有重要的指导意义，可以为混凝土的养护提供科学依据，提高混凝土的性能和质量。
219405993_大掺量固硫灰蒸压加气混凝土蒸压养护制度研究
引言固硫灰是采用循环流化床燃煤脱硫技术产生的一类固体废弃物，传统的灰场碾压堆放，不仅浪费了大量的土地，而且运输、灰场维护费用等增加了企业的负担，同时也带来了较为严重的环境问题，在“碳达峰”“碳中和”战略的推进下，我国工业固废资源化利用迫在眉睫[1]。
固硫灰具有一定的自硬性和火山灰活性，可用于制备蒸压加气混凝土，符合我国发展低碳混凝土的要求[2]。
但固硫灰结构疏松多孔，吸水量大、流动性差[3-4]，在固硫灰使用量较大的情况下需水量大，水料比接近1∶1，进入蒸养釜时坯体水分含量很高，蒸压养护时大量水分蒸发引起的坯体收缩问题以及水化产物晶体结构的变化极有可能导致砌块质量下降[5]，因此解决坯体水分含量过高的问题是保障固硫灰蒸压加气混凝土砌块质量的首要任务。
本试验按GB/T 11968—2020《蒸压加气混凝土砌块》B06A3.5标准制备大掺量固硫灰蒸压加气混凝土砌块，同时采取单因素变量试验法和中心设计试验法，探究蒸压养护制度对大掺量固硫灰蒸压加气混凝土砌块绝干容重和抗压强度的影响，优化蒸压养护制度，获得最佳产品制备方案。
1 材料与方法1.1 试验材料固硫灰：百色百矿集团发电厂循环流化床排放。
水泥：海螺牌P·O 42.5级水泥。
铝粉：99%纯。
生石灰：购自某钢厂，粉状。
水：自来水。
其中，固硫灰的化学成分见表1；XRD测试结果如图1大掺量固硫灰蒸压加气混凝土蒸压养护制度研究陈 霏 黎宇平 农玉伯 梁雅倩 李乃意广西建筑材料科学研究设计院有限公司 广西 南宁 530006摘 要：为解决大掺量固硫灰蒸压加气混凝土坯体蒸压养护时，水分含量过高导致砌块产品质量下降的问题，试验以固硫灰为主要原料制备B06A3.5蒸压加气混凝土砌块，优化恒温温度、升温速率、恒温时间等工艺条件。
结果表明：当固硫灰掺量为70%、水料比为0.95时，最优蒸压养护制度为恒温温度179.5℃、升温速率109.6℃/h、恒温时长3.03h。
蒸养对高延性混凝土力学性能的影响
蒸养对高延性混凝土力学性能的影响蒸养对高延性混凝土力学性能的影响引言高延性混凝土是一种具有优异性能的新型建筑材料，具有较高的延展性、韧性和破坏能量吸收能力。
在工程领域得到广泛应用，尤其适用于抗震、抗裂和大跨度结构的设计。
蒸养是一种常见的混凝土养护方式之一，它能够提供有利的环境，改善混凝土的物理和化学特性。
本文将探讨蒸养对高延性混凝土力学性能的影响。
一、蒸养对高延性混凝土强度的影响蒸养有助于提高高延性混凝土的强度。
首先，蒸养能够加速水泥水化反应的进行，有利于胶凝材料形成更多的水化产物。
其次，蒸养能够使得胶凝材料内部的晶体生长得以促进，形成更致密的水化产物。
最后，蒸养能够改善胶凝材料的微观结构，降低孔隙率，提高混凝土的致密性和强度。
因此，蒸养能够有效提高高延性混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度。
二、蒸养对高延性混凝土延展性的影响蒸养也对高延性混凝土的延展性能产生一定影响。
蒸养能够改善混凝土内部的织构，提高胶凝材料的弹性模量。
同时，蒸养有助于改善混凝土的韧性，增加混凝土的变形能力。
研究表明，经过蒸养处理的高延性混凝土在受力过程中具有较好的延展性，能够有效地吸收能量，提高抗震性能和耐久性。
三、蒸养对高延性混凝土的微观结构影响蒸养还能够对高延性混凝土的微观结构产生影响。
首先，蒸养能够改善胶凝材料内部的结晶状态，使得晶体的尺寸和分布更加均匀。
其次，蒸养能够促进水化反应产物的形成，填充孔隙结构，降低孔隙率，提高混凝土的致密性。
最后，蒸养能够改善胶凝材料的界面结合状态，增加界面的黏结力和耐久性。
因此，蒸养能够显著改善高延性混凝土的微观结构，提高其力学性能。
四、蒸养对高延性混凝土的耐久性影响蒸养对高延性混凝土的耐久性也有一定的影响。
蒸养能够提高混凝土的耐久性，主要体现在以下几个方面。
首先，蒸养能够减缓胶凝材料中的碳化反应和氯离子渗透，降低钢筋锈蚀的风险。
其次，蒸养能够提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀和冻融循环性能。
最后，蒸养能够改善胶凝材料的微观结构，减少孔隙率，降低渗透性，提高抗渗性和耐久性。
蒸养温度对高强混凝土抗渗性能影响研究
蒸养温度对高强混凝土抗渗性能影响研究
刘兵
【期刊名称】《铁道建筑技术》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】为进一步掌握蒸养温度对高强混凝土抗渗性能的影响规律,优化蒸养混凝土的养护制度,试验研究了20~80℃温度条件下复掺粉煤灰-矿渣高强混凝土的毛细吸水性及孔隙结构,并以毛细吸附系数为指标,分析了蒸养温度对高强混凝土抗渗性能的影响。
以总孔隙率和不同孔径的孔所占的比例为指标,分析了蒸养温度对混凝土孔隙结构的影响。
结果表明:蒸养混凝土的毛细吸水性、总孔隙率均随着养护温度的增加而明显增大,当养护温度为60~80℃时,混凝土的毛细吸附系数较标准养护条件下增加11.3%~87.4%;随着养护温度的升高,混凝土中有害孔和多害孔的比例增加3.86%~27.4%,孔隙结构粗化更加明显;蒸养混凝土所采用的养护温度不宜超过60℃,以保证蒸养混凝土具有良好的抗渗性能。
【总页数】5页(P12-16)
【作者】刘兵
【作者单位】中铁十六局集团第一工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.064
【相关文献】
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4.蒸养制度对混凝土抗压强度及抗渗性能影响的研究
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参照
JC/ T 603- 2004 水泥胶砂干缩试验方法 和 JC/ T 313- 82( 1996) 膨胀水泥 膨胀率检验方 法 进 行。 采用 25 mm 25 m m 280 mm 模成型净浆试件 , 取 标准稠度用水量 , 在标准养护室中带模养护 24 h 后
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土木建筑与环境工程
第 32 卷
收稿日期 : 2010 05 11 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( 50972169) ; 重庆市科委政关项目 ( CST C2009AC7058) 作者简介 : 韦迎春 ( 1973 ) , 男 , 博士 , 主要从 事建筑材料研究 , ( E ma il) wy c@ cqu. edu. cn 。 钱觉时 ( 联 系 人 ) , 男 , 教 授 , 博 士 生 导 师 , 主 要 从 事 固 体 废 弃 物 资 源 化 利 用 研 究 , ( E mail) Q ianjueshi @ 163. com 。
Expansion Characeriscs of Fluidized Bed Combustion Ashes Under Auoclaved Curing
WEI Ying chun a , QIAN J ue s hi a , ZHANG Zhi w ei a , WANG Zhi a , b
( a. College o f M aterial Science & Eng ineering ; b. Co llege of Chemical T echnolog y, Chong qing U niversity, Chong qing 400045, P. R. China)
- 4
该以托贝莫来石 ( C 5 Si6 H 4 ) 和 CSH ( B) 为主 , 可能会 有水化石榴 石 ( C3 A Sn H 2 n ) [ 8 9] 。总之, 固硫灰 渣经 过蒸压养护后, 可能会有新的水化产物出现, 如托贝 莫来石和水石榴石。图 3 和图 4 是采用 X 射线衍射 ( XRD) 方法对固硫灰 ( FBCF1) 水泥熟料体系在不 同养护条件下的 7 d 和 28 d 水化产物的分析结果。
[ 6] [ 7]
用蒸压养护后可 能会提高强度和 抑制钙矾石的 生 成 , 也可能生成与常温条件下不同的水化产物 , 这些 水化产物可能抑制固硫灰渣膨胀。 该文对固硫灰渣蒸压养护后的线性膨胀率的变 化情况进行了研究 , 并对水化产物生成情况进行了 分析。
1
原材料和试验方法
采用的固硫灰渣化学组成见表
1. 1 原材料 1. 1. 1 固硫灰渣
图1 固硫灰渣的 XRD 谱
h, 降温为 2 h, 出釜后置于空气中自然养护。 4) 蒸压 后浸水养护 : 成型后标养 24 h, 拆模后放入蒸压釜内 蒸压养护, 压蒸制度同上 , 出釜后置于 20 3 的水中养护。
1. 1. 2 硅酸盐水泥熟料 重庆拉法基水泥厂普通 硅酸 盐 水 泥 熟 料, 粉 磨 至 80 m 方 孔 筛 筛 余 小 于 10% 。 1. 2 试验方法 1. 2. 1 胶砂强度试件的制备 参照 GB/ T 176711999 水泥胶砂强度试 验方法 。采用 40 mm 40 mm 160 m m 模成型胶砂试件, 固硫灰渣与水泥熟 3, 料比例按照 7 3 混合, 采用特细砂, 胶砂比为1 水胶比为 0. 5。 1. 2. 2 净浆线性膨胀率试件的制备和测定
1, 其 X 射线 衍射图谱见 图 1。固硫灰 采用原状 粉 样 , 固硫渣粉磨至 80 m 方孔筛筛余小于 10% 。
均认为
在此温度下钙矾石将无法生成。因此对固硫灰渣采
表 1 试验用固硫灰渣的化学组成
Sample FBCF1 FBCF2 FBCS1 注 : FBCF Si O2 36. 93 50. 11 37. 83 Fe 2 O 3 11. 99 14. 43 9. 68 A l2 O 3 13. 10 11. 98 13. 20 CaO 15. 81 6. 22 14. 66 M gO 1. 62 1. 01 2. 72 S O3 9. 53 4. 25 10. 65 L. O . I 9. 31 5. 27 4. 73 Sum 98. 29 93. 27 93. 47
第6期
韦迎春 , 等 : 蒸压养护对固硫灰渣膨胀性能的影响研究
143
化为二水石膏之外, 还可与活性 A l2 O3 、 游离 CaO 生 成的 Ca( OH ) 2 发生火山灰反应而生成钙矾石。研 究[ 5] 发现, 无水石膏生成二水石膏时, 固体体积增大 226% ; 游离 CaO 水化成 Ca( OH ) 2 后固体体积可增 大 198% ; 钙矾石 生成时固 相体积 可增大 125% 左 右。因此 , 流化床燃煤固硫灰渣常温下水化时易产 生较大的体积膨胀, 导致体积安定性不良, 限制了固 硫灰渣的利用。 蒸压养护是硅酸盐制品经常采用的一种养护方 式, 可以使 制品在较短的 时间内获得 较高的强 度。 同时 , 采用蒸压养护时硅酸盐制品所处环境的温度 可达 200 左右, L aw rence 和杨久俊等
养护) 则呈收缩 ; 蒸压养护能显著抑制固硫灰渣的膨 胀, 灰渣试件经蒸压后水养的膨胀率只有直接浸水 养护试件的 10% 左右 , 且随龄期变化很小 ; 经过蒸 压养护后, 试件的体积稳定性明显改善 , 出釜后净浆 试件在水中养护条件下的自由线性膨胀率低于 5 10 , 在自然养护条件下 的收缩率也在 7 下, 且随龄期几乎没有变化。
( 重庆大学 a. 材料科学与工程学院; b. 化学化工学院, 重庆 400045)
摘
要: 循环流化床燃煤固硫灰渣含有较高的 SO 3 和 f CaO, 常温下水化时易产生较大的体积膨
胀。研究了蒸压养护和自然养护下 , 2 种固硫灰和 1 种固硫渣的线性膨胀率和强度发展 , 并用 X 射 线衍射和 SEM 分析了其水化产物 , 结果表明 : 蒸压养护对固硫灰渣的膨胀有显著的抑制作用 ; 蒸压 养护后固硫灰渣中无二水石膏 、 钙矾石生成 , 在钙组分充足时生成了托贝莫来石; 蒸压养护后固硫 灰渣的水化产物更加丰富 、 结晶更完善, 从而强度更高 。 关键词: 蒸压养护; 固硫灰渣; 膨胀特性; 抑制机理 中图分类号 : T U521. 4 文献标志码 : A 文章编号 : 1674 4764( 2010) 06 0142 05
第 32 卷第 6 期 2010 年 12 月
土木建筑与环境工程 Jo urnal o f Civ il, Archit ect ural & Env ir onm ent al Engineering
Vo l. 32 No . 6 Dec. 2010
蒸压养护对固硫灰渣膨胀性能的影响研究
韦迎春a , 钱觉时a , 张志伟a , 王智a, b
能使固硫效率达到 90% 以上 , Ca/ S 摩尔比往往超过 理论值 , 一般在 2~ 2. 5 之间[ 2] , 因此产生的灰渣量 通常高于煤粉炉 50% 以上, 中国固硫灰渣的年排放 量保守估计已达到 5 000 万 t 。 与普通煤粉炉粉煤灰相比, 固硫灰渣中含有较 高的 SO 3 和 f CaO, 常温下水化时具有明显的膨胀 [ 3 4] 性能 。固硫灰渣与 水混合后 , CaSO 4 除 可水
2
2. 1
结果与讨论
养护方式对固硫灰渣线性膨胀率的影响
通常固硫灰渣具有一定的自硬性 , 但自硬性强度 较低, 特别是在早期。过低的早期强度使纯固硫灰渣 试件在成型 24 h 后脱模困难, 为了使试件具有较高的 早期强度, 按照固硫灰( 渣 ) : 水泥熟料= 7 3 的比例 成型了净浆试件 , 在上述 4 种养护方式下养护, 观测 其自由线性膨胀率的变化, 试验结果见图 2。 从图 2 中可以看出: 养护方式不同时固硫灰渣 的线性膨胀率有明显区别, 固硫灰渣试件在水分充 足时( 浸水养护) 均表现出膨胀 , 在水分不足时 ( 自然
Abstract: Cont aining m ore SO 3 and f CaO, t he fluidized bed co mbustion ( FBC) ash and slag is easier t o be in gr eat er volume expansio n w hen it is cured in t he no rmal t emperat ur e. T he linear expansio n r at es and t he st reng t h development of t w o FBC ashes and one F BC slag in aut oclav ed curing and norm al curing are st udied, and t he hy drat ed pro duct s are also analy zed by X ray dif fr act io n ( XRD) and SEM . It is show n t hat the ex pansion of F BC ashes is significant ly inhibited by aut oclav ed curing . Also, t here is no gy psum and et t ringit e but som e t oberm orit e in the hydrat ed products w hich becom e richer and bet ter cry st allizatio n, resuleing in the signif icant increase of t he sevengt h. Key words: aut oclav ed curing; circulat ing f luidized bed combust io n ash; t he ex pansion char act eristics; inhibit ing m echanism 流化床锅炉燃煤技术是最近得到充分发展的清 洁煤燃烧技术, 在设备投资、 煤种适应性、 脱硫和保 [ 1] 护环境等方面有着明显的优势 。流化床燃煤固硫 灰渣( 以下简称固硫灰渣 ) 是指煤炭和脱硫剂在流化 床锅炉中混合燃烧后所产生的灰渣, 其中从烟道中 收集到的灰状物为固硫灰 , 炉底排出的块状物则为 固硫渣。固硫时加入的固硫剂一般为石灰石, 为了