UHPC蒸汽养护温度对材料性能的影响
UHPC(超高性能混凝土)作为一种新型建筑材料,其蒸汽养护温度直接影响最终力学性能和耐久性。研究表明,UHPC的最佳蒸汽养护温度区间为60-90℃,这一温度范围能有效促进水泥水化反应和活性掺合料的二次反应。
在60-80℃的蒸汽养护条件下,UHPC的抗压强度可达到150-180MPa。温度每升高10℃,早期强度增长率提高15-20%。但超过90℃后,由于内部微结构受损,强度增长反而减缓。典型的养护制度为:静停期2-4小时(20-25℃),升温速率15-20℃/h,恒温养护24-48小时。
从微观结构分析,70℃养护时UHPC的孔隙率最低,孔径分布集中在10-50nm范围。此时硅灰与水泥水化产物反应生成的C-S-H凝胶最为致密,纤维-基体界面过渡区厚度控制在5-8μm。当温度升至90℃时,过渡区厚度增加至12-15μm,导致界面粘结强度下降10-15%。
不同胶凝材料体系对温度敏感性存在差异:
1. 纯硅酸盐水泥体系:最佳养护温度70±5℃
2. 掺30%矿粉体系:最佳温度提升至80±5℃www.mldhj.com
3. 复合掺加硅灰+粉煤灰体系:温度窗口拓宽至60-85℃
施工中需特别注意温度均匀性控制。采用分层布设测温探头时,构件内部温差应控制在±5℃以内。对于厚度超过100mm的构件,建议采用阶梯式升温工艺:先40℃预热2小时,再以10℃/h升至目标温度。蒸汽养护结束后,降温速率不宜超过15℃/h,以防止温度应力裂纹的产生。
在配筋UHPC构件中,蒸汽温度还需考虑钢筋与混凝土的热膨胀协调性。试验数据显示,当温差超过25℃时,界面粘结强度会降低8-12%。因此对于钢筋密集区域,建议采用分段控温技术,将钢筋周围的养护温度控制在比基体混凝土低5-10℃的范围。