1、浅谈蒸养混凝土水胶比及温控方式对早期脱模强度及后期强度影响摘要：研究了 C50 混凝土预制衬砌管片在蒸汽养护条件下，水胶比及温控方式对混凝土早期脱模强度及后期强度增长的影响。在不同温控条件下早期及后期强度发展的规律。根据不同时段的强度发展，选择满足设计及施工工艺要求的配合比在生产中的应用。 关键词：蒸养混凝土 水胶比 强度 蒸养方法 0.目前全国在建的地铁隧道大部分都采用盾构方法施工，在地铁盾构隧道施工中，管片是盾构法施工的衬砌主体，对整个地铁隧道的质量和使用寿命起着关键作用。在预制管片生产过程中为了加快模具周转，混凝土初期养护一般多采用蒸汽养护，以迅速提升混凝土构件的早期强度，缩短混凝土模板
2、周转期，提高制品效益。 混凝土在蒸养过程中，尤其是升温过程不同，其内部的气相和液相受热膨胀对混凝土内部结构产生应力作用也就不同；在预制管片生产中，水灰比越大产生的水汽转移越多，造成混凝土中毛细空隙就越大，从而影响蒸养混凝土的早期和后期力学性能1。因此，试验采用不同水胶比，不同养护方式及温控方法进行管片混凝土配合比设计及性能研究。通过室内选用不同水胶比的配合比模拟生产过程，控制静置、升温、恒温、降温温度及时间来分析研究混凝土强度发展规律，选择满足设计要求及施工工艺的管片混凝土配合比，达到缩短工期，降低造价的目的。 1、材料与方法 1.1 试验材料 水泥：选用 P.O42.5R 普通硅酸盐水泥。其
3、物理力学性能指标见表1。 1.2 试验方法 1.2.1 混凝土配合比技术要求 根据地铁隧道混凝土衬砌管片设计要求，配制 C50 塑性混凝土，抗渗等级为 P10，坍落度为 50-70mm。脱模强度不小于设计强度的 40%，即20MPa。 1.2.2 混凝土配合比设计方案 根据设计要求，参照普通混凝土配合比设计规程 （JGJ55-2011）设计基准配合比，推算水胶比为 0.32。另取调整后的水胶比比基准配合比的水胶比分别增加和减少 0.03。混凝土配合比见表 6。 1.2.3 试件制备与养护制度 试件制备参照普通混凝土配合比设计规程 （JGJ55-2011） ，成型后试件使用标准养护和蒸汽养护。蒸
4、汽养护分四个阶段即：静置、升温、恒温、降温四个阶段2。蒸养工艺参照预制混凝土衬砌管片（GB/T22082-2008）标准。 当试件表面温度与环境温度最大不超过 15时，将试件从恒温箱中取出脱模，试件静置与室温差不超过 5时依照普通混凝土力学性能试验方法 （GB/T50081-2002）进行各时间段的抗压强度试验。对蒸养后超24 小时的试验试件转入标养室进行养护直到试验龄期。 1.2.4 养护方式及温控调节 同一配合比试件分两种养护方式及温控方法。养护方式分为标准养护和蒸汽养护后转标准养护。温控方法分 A 法和 B 法，过程见表 7。 2.2 水胶比及养护方法对脱模强度的影响： 水胶比对混凝土强
5、度起着至关重要的作用。因此，在满足混凝土设计要求的前提下，按脱模强度不低于 20 MPa 选择适当的水胶比及温控方法可制得脱模强度高，胶材用量少的混凝土。通过表 9、表 10 脱模强度及 28 天强度对比，其共同点是随着水灰比的降低其早期脱模强度随之降低。28 天强度随着水灰比的降低其强度随之增高。 三个不同水胶比 0.29、0.32、0.35 从静置到降温经时 12 小时，采用不同蒸养方式的脱模强度分别为：A 法 17.9MPa、19.3MPa 、23.6MPa， B 法 15.2 MPa、18.6MPa 、21.4MPa，两种蒸养方法仅 0.35水胶比可满足脱模强度要求的同时仅 B 法蒸养
6、 28 天强度可满足配制强度要求。 不同温控方法按水胶比及其强度大小排列，无论 A 法或 B 法，水胶比较小其强度较低，水胶比大的强度相对较高。当水胶比相同时，采用A 法蒸养的脱模强度高于 B 法蒸养。见图 1。 2.3 水胶比及温控方法对后期强度的影响： 图 1.不同养护方法水胶比与脱模强度的关系 不同水胶比的混凝土 28 天标养强度见表 8。当采用蒸汽养护时无论使用 A 法和 B 法时，水胶比为 0.29、0.32、0.35 的混凝土，其 28 天的强度分别占相同水胶比标养 28 天强度的比值为，A 法：93.0%、91.9%、90.9%； B 法： 96.3%、92.9% 、95.4%
7、；把水胶比按升序排列采用不同养护方式，28 天强度所对应的水胶比分别排列为：标准养护 0.290.320.35，A 法蒸养 0.290.320.35，B 法蒸养0.290.320.35；把 28 天强度按不同的养护方式排列即为：标准养护B 法蒸养A 法蒸养。由此排列及表 11 可知，混凝土在蒸汽养护下后期强度的发展随着水灰比的降低而增高。不同的两种控温方法，在相同水胶比下后期强度发展相比较，B 法高于 A 法。这意味着在蒸汽养护下后期强度增长随早期静置和升温时间加长而提高3。因此，在混凝土蒸养时，延长静置时间，降低升温速度，能使混凝土后期强度发展有所提高。以上分析表明，水胶比大的混凝土在受到蒸汽养护的影响下，水泥水化速度快于较小水胶比的水化速度。通过不同水胶比和不同温控方法的强度曲线可看出，在同一养护时间段中，缩短静养和升温时间，延长恒温时段虽利于早期脱模强度增长且不利于后期强度发展。造成此因素的主要原因是由于选择的温控方法及混凝土本身造成的，蒸汽养护在加速混凝土水泥水化速度的同时，又产生不可逆转的结构破坏。静置时间越短，升温速度越快，对早期混凝土内部结构破坏越大4。这是一对矛盾的结果，使构件蒸养后强度发展速率降低。因此，配制蒸养混凝土选择合理的水胶比及温控方法，不仅能提高早期脱模强度，而且可降低胶材用量，提高经济效益和工作效率。
