养护工艺对三种不同类型混凝土力学性能及孔隙结构特性的影响研究

为解决混凝土在硫酸盐侵蚀环境下的耐久性问题，研究人员系统研究了水浸养护（Method I）与控湿养护（Method II）对硫酸盐抗蚀水泥（SRC）、普通硅酸盐水泥（OPC）及高炉矿渣水泥（BFSC）混凝土力学性能和孔隙结构的影响。结果表明，水浸养护显著提升SRC的抗压强度（741 kg/cm2 ，180天）并细化孔隙（平均孔径0.0266 μm），而控湿养护导致孔隙粗化。研究为严酷环境下混凝土养护工艺优化提供了科学依据，对提升基础设施耐久性具有重要意义。

　　

在全球基础设施建设中，混凝土作为核心材料面临着严峻的环境挑战，尤其是硫酸盐侵蚀和氯离子渗透导致的耐久性退化问题。尽管硫酸盐抗蚀水泥（SRC）因其低铝酸三钙（C₃
A）含量被广泛应用于海洋工程和地下结构，但其长期性能仍高度依赖养护条件。然而，实际工程中连续水浸养护往往难以实现，而替代养护方法的有效性缺乏系统评估。这一矛盾促使研究人员探索不同养护工艺对混凝土性能的影响机制，以填补理论空白并指导工程实践。

为回答这一问题，国内研究人员在《Results in Materials》上发表了一项开创性研究，通过对比水浸养护（Method I）和控湿养护（Method II，22°C、80% RH，每日两次洒水）对SRC、OPC和BFSC混凝土的影响，揭示了养护工艺与材料性能的关联规律。研究采用水胶比0.4、水泥用量400 kg/m³
的配合比，通过坍落度、含气量等测试评估新拌性能，并利用抗压/抗折强度试验、脉冲速度（Pulse Velocity）和动态弹性模量（Dynamic Elastic Modulus）分析硬化性能。关键创新在于结合汞侵入孔隙率法（MIP）量化孔隙结构参数，首次系统阐明了养护条件诱导的孔隙变异对力学性能的影响机制。

3.1 新拌混凝土性能
BFSC表现出最佳工作性（坍落度21.6 cm），而SRC含气量最低（1.5%），单位重量最高（2.388×10^-3
kg/cm³
），预示其更致密的微观结构。

3.2.1 抗折与抗拉强度
28天龄期下，OPC抗折强度最高（86.0 kg/cm²
），而SRC在Method I下抗拉强度显著提升42.7%（51.1 kg/cm²
），凸显水浸养护对SRC抗裂性能的增强作用。

3.2.2 抗压强度发展
SRC在Method I下180天抗压强度达741 kg/cm²
，较Method II提升39%，且早期强度增长率（34.75 kg/cm²
/天，3-7天）远超OPC（13.75 kg/cm²
/天）。BFSC则呈现"慢热"特性，后期强度增幅达236.6%。

3.2.3 脉冲速度与动态弹性模量
非破坏性测试与抗压强度高度相关，SRC在Method I下脉冲速度达4.89 km/s，动态弹性模量4.85×10⁵
kg/cm²
，验证了其作为耐久性指标的可靠性。

4 孔隙结构特征
Method I使SRC平均孔径降至0.0266 μm，孔隙率降低18%（Method II为14%）。MIP显示Method II导致SRC孔隙粗化（0.0377 μm），而BFSC在Method I下形成最小孔径（0.0249 μm）。

这项研究不仅证实水浸养护是提升SRC性能的最优选择，还揭示了控湿养护的局限性——尽管便于现场实施，但会导致孔隙连通性增加，尤其在SRC中更为显著。研究创新性地将力学性能与微观结构关联，为严酷环境下混凝土材料选择与养护工艺优化提供了双重指导。未来研究可延伸至更长龄期耐久性评估，并探索自养护技术等新型解决方案，以克服工程实践中连续水养护的可行性瓶颈。论文通过多尺度分析方法，为混凝土耐久性设计建立了"组成-工艺-结构-性能"的完整认知框架，对延长基础设施服役寿命具有重要实践价值。