加掺合料高性能混凝土早龄期收缩特性.doc

加掺合料高性能混凝土早龄期收缩特性 中国混凝土网 [2005-7-10] 阅读次数:66 ? ??? 摘要： 采用智能型非接触式微位移传感器法，对加掺合料高性能混凝土从成型后6 h 到3 d 龄期内的自生收缩和单面干燥条件下的总收缩进行试验研究，并测量了不同龄期混凝土的强度和试件的重量损失。结果表明：掺入硅灰会略微增加混凝土早期自生收缩，而对早期干燥收缩影响不大；粉煤灰的掺入能大幅度地减小混凝土早期自生收缩，但使早期干燥收缩增加；磨细矿渣只有在掺量较多时才能明显降低早期自生收缩，却对早期干燥收缩不利；同水胶比加掺合料混凝土的早期自生收缩与抗压强度之间有很好的线性关系，早期干燥收缩与试件的水分散失率间呈近似的对数函数关系。??? 关键词： 高性能混凝土；掺合料；自生收缩；干燥收缩；早龄期 ??? 混凝土收缩的研究一直受到国内外学术界和工程界的重视，因为实际工程中处于不同约束状态下的混凝土结构往往因收缩大而产生开裂，从而对结构安全性和耐久性构成威胁[ 1 ，2 ]。 过去，人们都认为收缩是一个长期性能，国标中对收缩的测量一般都是从标养3 d 后开始的；近年来，水泥标号越来越高，混凝土强度和密实度大为提高，混凝土的后期收缩相对减小，更多的收缩发生在早期，从而引发了工程中越来越多的早期开裂现象。尤其对于低水胶比的高性能混凝土，因其自生收缩大且主要发生在早期，对于早期收缩的研究可能比随后测到的收缩更为重要[3 ]。 ??? 加入矿物掺合料代替部分水泥是配制高性能混凝土最常用方法，而关于矿物掺合料对高性能混凝土早龄期收缩的影响研究还不多，一些研究结果之间还存在明显分歧。 本文将采用新研制的智能型非接触式微位移传感器法[4] ，测量加入不同掺合料高性能混凝土从6 h(相当于初凝) 时开始到3 d 龄期内的自生收缩与单面干燥条件下的总收缩，以及在此干燥条件下混凝土试件的重量损失。 ??? 1 　试　验 ??? 1.1 　原材料 ??? 牡丹江水泥厂生产的P. O42.5 普通硅酸盐水泥. 掺合料使用挪威埃肯公司生产硅灰，深圳第二电厂 级粉煤灰和鞍山钢铁集团产磨细矿渣粉. 粗骨料采用石灰岩质碎石， Dmax = 20 mm ， 连续级配，压碎指标为4.9 % ， 含泥量 110 % ; 砂子为松花江江砂，细度模数为2182 ， 属中砂、 区级配. 减水剂采用萘系高效减水剂M100 ， 减水率为25 %～35 %. ??? 1.2 　混凝土配合比 ??? 试验中仅考虑掺合料等质量取代部分水泥单一因素作用，所有配比的混凝土胶凝材料总用量固定为520 kg/m3，水胶比固定为0.3 ， 砂率固定为0.38 ， 通过减水剂用量使新拌混凝土坍落度控制在18～ 22 cm 范围内，共设计了基准混凝土(Control) 、掺入硅灰5 %(SF5) 和10 %(SF10) 、掺入粉煤灰20 %(FA20) 和40 %(FA40) 、掺入磨细矿渣粉20 %(SL20) 和40 %(SL40) 七个配比的混凝土，具体配合比及相对应的坍落度、抗压强度值见表1。 ??? 1.3 　试验方案 ??? 对于混凝土早期收缩的测量，各国还没有统一标准可依，本文采用新研制的智能型非接触式微位移传感器法收缩测量仪，具体试验方法见文献[4 ]。测量的初始龄期选为混凝土浇注成型6h(接近初凝)，这是由于低水胶比的混凝土在初凝后便开始产生自生收缩，而在此之前混凝土因收缩而产生的裂缝可通过二次抹面等措施消除，但在初凝后混凝土中如果出现宏观裂缝就很难消除，即初凝后的收缩为有害收缩。采用试件尺寸为100 mm ×100 mm ×400 mm， 每种混凝土同时成型6 个的试件，两个测量密封条件下的收缩(室温20 ±0.5 ，完全密封与外界无湿度交换) 、两个测量干燥环境下的收缩(只将试件成型面暴露于干燥环境中，即20 ±0.5 ， RH = 50 ±5 %) ；另外两个分别用来测量混凝土在密封、干燥环境中内部温度变化情况。假设混凝土温度膨胀系数为10 ×10-6/ ，结合以上几个测量值即可换算出恒温条件下混凝土的早期自生收缩和总收缩值[6 ]。同时还测量了混凝土在密封及单面干燥条件下的重量损失情况。 ??? 2 　结果与分析 ??? 2.1 　自生收缩 ??? 各混凝土的自生收缩测量结果如图1 ， 可见， 掺硅灰对混凝土1 d 内自生收缩基本无影响，而1 d 后掺硅灰混凝土收缩开始加快，超过了基准混凝土，到3 d 时掺5 % 、10 % 硅灰使混凝土自生收缩分别增加了618 % 和10 %. 这是因为1 d 龄期内硅灰主要发挥细颗粒物理填充作用，化学活性并不显著；而1 d 之后这两种效应共同作用的结果。与基准混凝土相比，随着粉煤灰掺量的增多， 混凝土早期自生收缩明显减小