內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、膨脹劑、減縮劑對(duì)高強(qiáng)混凝土早期收縮的影響

李 飛, 詹炳根

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院,安徽 合肥 230009; 2.土木工程結(jié)構(gòu)與材料安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,安徽 合肥 230009)

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內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、膨脹劑、減縮劑對(duì)高強(qiáng)混凝土早期收縮的影響

李 飛1,2, 詹炳根1,2

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院,安徽 合肥 230009; 2.土木工程結(jié)構(gòu)與材料安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,安徽 合肥 230009)

文章采用非接觸式混凝土收縮變形測(cè)定儀研究了內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、膨脹劑、減縮劑及內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑雙摻、內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與減縮劑雙摻、膨脹劑與減縮劑雙摻對(duì)高強(qiáng)混凝土早期收縮性能的影響。研究結(jié)果表明:內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、膨脹劑、減縮劑的摻入均能明顯降低高強(qiáng)混凝土的早期收縮值;單摻條件下,減縮劑的效果最好;雙摻條件下均能產(chǎn)生疊加效應(yīng),其中0.20%內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與2%減縮劑、10%膨脹劑與2%減縮劑雙摻減縮效果最好,48 h早期收縮值分別降低了70%和76%,且內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑、內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與減縮劑雙摻中內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑、減縮劑之間存在一定的比例關(guān)系,不同的摻入比例對(duì)收縮有顯著影響。

高強(qiáng)混凝土;早期收縮;內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑;膨脹劑;減縮劑

目前,隨著高強(qiáng)混凝土的普及應(yīng)用,其高收縮量引起的裂縫問題越來(lái)越影響工程的質(zhì)量；高強(qiáng)混凝土48 h的早期收縮值占總收縮值的50%～60%,減小高強(qiáng)混凝土早期收縮值對(duì)解決其抗裂問題有重要意義。

摻加礦物摻合料和外加劑是降低高強(qiáng)混凝土早期收縮的2種主要手段。粉煤灰、硅灰、礦粉等礦物摻合料對(duì)早期收縮的影響機(jī)理已較為清晰。在外加劑方面,主要是采用內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、膨脹劑、減縮劑降低早期收縮。文獻(xiàn)[1]對(duì)水中養(yǎng)護(hù)2 a的高性能混凝土研究結(jié)果表明,外部水分只能滲透混凝土的表層,混凝土內(nèi)部濕度與外部濕度相差很大;文獻(xiàn)[2]測(cè)定了高性能混凝土不同深度處早期濕度隨時(shí)間的變化,結(jié)果表明摻入內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑可以明顯提高混凝土的內(nèi)部濕度,減小因自干燥作用引起的自收縮;文獻(xiàn)[3]的研究得到了同樣的結(jié)論。膨脹劑的使用目前主要集中在大壩混凝土和地下抗?jié)B工程中,這些工程中的混凝土水膠比較大,并且工程周圍的水環(huán)境可以保證膨脹劑的水化所需,而對(duì)于高強(qiáng)混凝土,膨脹劑缺少水化所需的自由水,其對(duì)自收縮的抑制能力還有待于研究。減縮劑由于成本較高,還沒有推廣使用,但是其良好的減縮性能已被多次證實(shí)[4]。在雙摻研究方面,文獻(xiàn)[5]研究了內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑復(fù)合應(yīng)用對(duì)C40混凝土體積自由變形和限制變形的影響后發(fā)現(xiàn),混凝土自由膨脹率顯著增大,但在高強(qiáng)混凝土中的應(yīng)用研究還較少。文獻(xiàn)[6]將輕骨料預(yù)吸一定濃度的減縮劑溶液后摻入水泥砂漿中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種措施能夠提高減縮效果,但在高強(qiáng)混凝土中與內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑復(fù)合還有待于研究。文獻(xiàn)[7]研究了膨脹硫鋁酸鹽水泥與減縮劑的復(fù)合應(yīng)用,結(jié)果證明在水膠比為0.2～0.4范圍內(nèi),復(fù)合應(yīng)用比相同水膠比條件下使用硅酸鹽水泥的混凝土收縮降低70%～80%,而膨脹劑與減縮劑在高強(qiáng)混凝土中的復(fù)合應(yīng)用無(wú)論在試驗(yàn)上還是機(jī)理分析上都是較為欠缺的。綜上所述,關(guān)于內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、膨脹劑和減縮劑等外加劑的影響，尤其是雙摻的影響,還需要進(jìn)一步開展研究。

本文通過(guò)試驗(yàn)分別研究了內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑、內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與減縮劑、膨脹劑與減縮劑雙摻對(duì)早期收縮的影響并試圖從機(jī)理上加以解釋。為便于比較,對(duì)單摻內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、膨脹劑、減縮劑的影響也進(jìn)行了試驗(yàn)。

1 試驗(yàn)與結(jié)果

先測(cè)定不摻加任何礦物摻合料和外加劑的HSC基準(zhǔn)組的早期收縮,在此基礎(chǔ)上對(duì)比研究單摻內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、膨脹劑、減縮劑的減縮效果,最后通過(guò)觀測(cè)內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑、內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與減縮劑、膨脹劑與減縮劑雙摻對(duì)早期收縮值的降低幅度來(lái)探索最有效降低高強(qiáng)混凝土早期收縮的手段。

試驗(yàn)按照膨脹劑(expansion agent，EA)摻量8%、10%、12%,減縮劑(shrinkage reducing agent，SRA)摻量0.5%、1.0%、2.0%,內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑(super absorbent polymer，SAP)摻量0.04%、0.20%、0.40%進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C80,配合比及試驗(yàn)結(jié)果見表1所列,其中膨脹劑和減縮劑以內(nèi)摻方式取代水泥摻入,內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑按質(zhì)量1∶30預(yù)吸水后以外摻方式摻入。文中“摻量”為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

表1 配合比及試驗(yàn)結(jié)果

注:水、砂、石子的體積質(zhì)量分別為140、740、973 kg/m3。

所用原材料包括:巢湖水泥廠產(chǎn)52.5R級(jí)普通硅酸鹽水泥;巢湖散兵碎石,粒徑為5～20 mm;六安霍山河沙,細(xì)度模數(shù)2.9;合肥淋新聚羧酸高效減水劑;巢湖萬(wàn)金山公司產(chǎn)膨脹劑;減縮劑,為一種表面活性物質(zhì);內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑,為一種吸水性樹脂。減縮劑、內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑均由合肥佳方新型建材有限責(zé)任公司提供。

(1) 混凝土工作性能與力學(xué)性能測(cè)試?；炷量箟簭?qiáng)度測(cè)試按照文獻(xiàn)[8]中的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法進(jìn)行;混凝土拌合物的坍落度試驗(yàn)測(cè)試按照文獻(xiàn)[9]中的坍落度與坍落度擴(kuò)展法進(jìn)行。

(2) 混凝土早期收縮測(cè)試?；炷恋脑缙谑湛s試驗(yàn)參考文獻(xiàn)[10]中的收縮試驗(yàn)方法的“非接觸法”進(jìn)行,使用非接觸式收縮變形測(cè)定儀,具體型號(hào)為中國(guó)建筑科學(xué)研究院研發(fā)的CABR-NES型,混凝土用100 mm×100 mm×515 mm模具成型,試件成型后立即帶模放入溫度(20±2) ℃、相對(duì)濕度(60±5)%的室內(nèi),通過(guò)在試件外包裹塑料薄膜阻止混凝土水分的蒸發(fā),每15 min讀數(shù)1次,每組配合比成型3個(gè)試件,以3個(gè)結(jié)果的平均值作為該組混凝土的早期收縮值。本文所測(cè)定的早期收縮實(shí)際上包含化學(xué)收縮引起的整體縮減效應(yīng)、一部分水化熱溫升引起的收縮和自收縮,其中自收縮占絕大比例。

2 結(jié)果分析

2.1 內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑對(duì)高強(qiáng)混凝土早期收縮的影響

內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑摻量的影響如圖1所示。

圖1 內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑摻量的影響

試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑直接摻入高強(qiáng)混凝土中對(duì)高強(qiáng)混凝土的自收縮沒有明顯的降低作用,原因是內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑先吸收高強(qiáng)混凝土中的自由水,然后隨著水泥的水化緩慢地釋放水分,等于在混凝土成型的早期進(jìn)一步降低了水膠比,不利于水泥水化和混凝土內(nèi)部密實(shí)孔結(jié)構(gòu)的形成。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑的摻入按質(zhì)量比為1∶30預(yù)吸水后可摻入高強(qiáng)混凝土中。

從圖1可以看出,高強(qiáng)混凝土的早期收縮可以劃分為2個(gè)階段，15 h之內(nèi)的早期收縮值可以占到總收縮值的80%以上，隨后,混凝土的收縮趨于平緩,早期收縮發(fā)展明顯減慢,這與高強(qiáng)高性能混凝土的早強(qiáng)和快速水化有關(guān)?；炷猎缙谑湛s值隨著內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑摻量的增加逐漸減小,48 h基準(zhǔn)組HSC的早期收縮值為4 059 μm,摻0.04%、0.20%和0.40%的內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑的收縮值分別為3 615、3 269、2 948 μm,分別減少10.9%、19.5%和27.4%。內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑經(jīng)預(yù)吸水摻入混凝土后,一方面相當(dāng)于增大了高強(qiáng)混凝土的水膠比,減小了混凝土內(nèi)部自干燥引起的自收縮;另一方面,預(yù)吸水的內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑在水泥水化的過(guò)程中緩慢地釋放水分,有利于鈣礬石的生成和水泥水化程度的提高,并能有效改善高強(qiáng)混凝土中的孔結(jié)構(gòu)分布[5],從而減小了高強(qiáng)混凝土的早期收縮。

加入預(yù)吸水的內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑對(duì)混凝土的強(qiáng)度有不利影響,且隨摻量增大,影響更為顯著。SAP0.40%組3、7、28 d的強(qiáng)度值比基準(zhǔn)組分別降低了31.4%、36.6%和26.9%。原因在于,加入預(yù)吸水的內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑后,混凝土的水膠比提高,孔隙率增大,同時(shí)內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑還有緩凝的效果,使得早期強(qiáng)度降低較多。隨著水化的進(jìn)行,內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑中的水分緩慢釋放供水泥水化反應(yīng)使用,提高水泥的水化程度,因此對(duì)后期的強(qiáng)度影響會(huì)減小。

2.2 膨脹劑對(duì)高強(qiáng)混凝土早期收縮的影響

膨脹劑摻量的影響如圖2所示。

圖2 膨脹劑摻量的影響

從圖2可以看出,膨脹劑的摻入使得高強(qiáng)混凝土早期收縮存在先膨脹再收縮的過(guò)程。混凝土澆筑成型后,膨脹劑立即開始水化膨脹,生成鈣礬石晶體,此時(shí)膨脹劑的膨脹作用大于混凝土內(nèi)部自干燥引起的自收縮,在2.5 h膨脹量達(dá)到最大,摻量為12%的混凝土膨脹量最大值為502 μm。隨著膨脹劑和水泥的水化,低水膠比的高強(qiáng)混凝土中自干燥作用所引起的自收縮越來(lái)越大,從而導(dǎo)致早期收縮快速增長(zhǎng),最終在5 h膨脹量與收縮量達(dá)到平衡。8%、10%、12%膨脹劑摻量的高強(qiáng)混凝土48 h的收縮值分別為3 016、2 353 、2 026 μm,與基準(zhǔn)組相比,降低了25.7%、42.0%和50.0%,可以發(fā)現(xiàn),隨著膨脹劑摻量的增加,早期收縮呈現(xiàn)較大程度的降低趨勢(shì)。

膨脹劑減小早期收縮的原理是膨脹劑水化產(chǎn)生的鈣礬石晶體能夠填充、堵塞混凝土的毛細(xì)孔,改變混凝土中孔結(jié)構(gòu)和孔級(jí)配,使有害孔減少、無(wú)害孔增多,總孔隙率降低,從而減小早期收縮。

膨脹劑對(duì)高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的影響是先降低再升高。EA12%組的3 d和7 d強(qiáng)度比HSC基準(zhǔn)組分別降低了20.3%和9.7%,而28 d強(qiáng)度值升高了8.5%。原因是高強(qiáng)混凝土成型1 d后即拆模送入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室,混凝土失去了模具的約束,膨脹劑使混凝土的早期結(jié)構(gòu)疏松,強(qiáng)度降低,但后期隨著高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的發(fā)展,膨脹劑繼續(xù)發(fā)揮作用,使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí),對(duì)混凝土28 d強(qiáng)度沒有降低作用。

2.3 減縮劑對(duì)高強(qiáng)混凝土早期收縮的影響

減縮劑摻量的影響如圖3所示。

圖3 減縮劑摻量的影響

減縮劑的摻入和膨脹劑類似,同樣存在先膨脹后收縮的過(guò)程,從圖3可以看出,在5.5 h時(shí),2.0%減縮劑摻量的膨脹最大值為444 μm,在10 h時(shí)膨脹量與收縮量達(dá)到平衡,與膨脹劑的5.5 h取得平衡相比,延長(zhǎng)了近1倍,這可能與減縮劑有延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響有關(guān),文獻(xiàn)[11]的研究表明減縮劑會(huì)造成混凝土緩凝現(xiàn)象,內(nèi)摻1.25%時(shí),初凝時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)25%。減縮劑摻量為0.5% 時(shí)48 h收縮量為2 652 μm,降低了34.6%,摻量為1.0%時(shí)為2 213 μm,2.0%時(shí)為1 826 μm,分別降低了45.5%和55.0%,隨著減縮劑摻量的增加,早期收縮呈現(xiàn)明顯的降低趨勢(shì),與內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑和膨脹劑的早期收縮圖對(duì)比后可以發(fā)現(xiàn),內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑在15 h左右早期收縮曲線圖趨于平緩,膨脹劑在20 h左右趨于平緩,而減縮劑一直到48 h早期收縮曲線都是呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),但是收縮值卻低于單摻內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑和膨脹劑的收縮性。造成這種現(xiàn)象的原因可能是減縮劑的減縮原理導(dǎo)致的。減縮劑的減縮原理與膨脹劑完全不同,膨脹劑主要靠膨脹劑水化生成膨脹性水化產(chǎn)物來(lái)抵消高強(qiáng)混凝土的早期收縮,而減縮劑主要依靠降低混凝土內(nèi)孔隙溶液的表面張力,從而減小毛細(xì)孔收縮應(yīng)力來(lái)抑制混凝土的收縮,在低水膠比的高強(qiáng)混凝土中比內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑和膨脹劑效果更好。

減縮劑的摻入會(huì)降低高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度,SRA2.0%組的28 d強(qiáng)度比基準(zhǔn)組降低了10.8%,原因可能是減縮劑的摻入會(huì)使硬化體內(nèi)部孔隙率增大,也可能是減縮劑的存在使水泥水化程度降低,水泥水化不充分導(dǎo)致[4]。

2.4 內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑雙摻的影響

內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑雙摻的影響如圖4所示。

圖4 內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑雙摻的影響

研究顯示,膨脹劑的膨脹水化需要大量的水源,膨脹劑完全反應(yīng)時(shí)體積增加量都在100%以上,反應(yīng)所需的水量也在50%以上[12]。而低水膠比的高強(qiáng)混凝土中水泥和膨脹劑水化爭(zhēng)奪有限的自由水,同時(shí)漿體內(nèi)部溶液的離子濃度增加,使膨脹劑主要組成成分硫酸鈣的溶解度降低,從而參與水化的膨脹組分?jǐn)?shù)量會(huì)受到一定的影響[13]。內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑的摻入正好可以彌補(bǔ)這種缺陷,同時(shí)促進(jìn)水泥水化和膨脹劑的水化,產(chǎn)生疊加效應(yīng),進(jìn)一步降低高強(qiáng)混凝土的早期收縮。

從圖4可以看出,SAP0.20%+EA10%組的最大膨脹值為551 μm,相比于單摻膨脹劑的高強(qiáng)混凝土,增大了約12%。SAP0.04%+EA08%組、SAP0.04%+EA10%組、SAP0.20%+EA08%組、SAP0.20%+EA10%組的48 h早期收縮值分別為 2 716、2 592、2 145、1 909 μm,相比于SAP0.00%+EA00%基準(zhǔn)組,分別降低了33%、36%、47%和53%。而單摻10%膨脹劑早期收縮值只降低了42%,內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑雙摻對(duì)早期收縮的抑制作用提高了11%。膨脹劑摻量8%條件下,0.20%內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑摻量比0.04%摻量降低了571 μm;而膨脹劑10%摻量下,0.20%內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑摻量比0.04%摻量降低了683 μm,因此可以得出在一定范圍內(nèi),膨脹劑摻量的增加可以使內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑雙摻的減縮效果增強(qiáng),兩者之間存在一定的比例關(guān)系使得雙摻效果最好。

內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑雙摻對(duì)強(qiáng)度的影響規(guī)律類似于單摻膨脹劑,但早期強(qiáng)度更低,原因是膨脹劑的膨脹使混凝土結(jié)構(gòu)疏松,而內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑引水作用使水膠比增大,兩者復(fù)合進(jìn)一步降低了早期強(qiáng)度。雙摻促進(jìn)了后期膨脹劑和水泥水化,因此28 d強(qiáng)度值可以達(dá)到C80混凝土的強(qiáng)度要求。

2.5 內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與減縮劑雙摻的影響

內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與減縮劑雙摻的影響如圖5所示。

圖5 內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與減縮劑雙摻的影響

從圖5可以看出,SAP0.20%+SRA2%組早期膨脹最大值為502 μm,與SRA2%組的444 μm相比,提高了11.6%。SAP0.04%+SRA1%組、SAP0.04%+SRA2%組、SAP0.20%+SRA1%組、SAP0.20%+SRA2%組的48 h收縮值分別為2 154、1 744、1 536、1 218 μm,與SAP0.00%+SRA0%基準(zhǔn)組相比,分別降低了47%、57%、62%和70%。與單獨(dú)使用減縮劑或內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑相比,減縮劑與內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑雙摻應(yīng)用時(shí),能獲得更加優(yōu)異的減縮性能,產(chǎn)生明顯的“疊加”效應(yīng)。在兩者雙摻試驗(yàn)中,SAP0.20%+SRA1%組比SAP0.04%+SRA1%組早期收縮值減小618 μm,SAP0.20%+SRA2%組比SAP0.04%+SRA2%組早期收縮值減小了526 μm,減縮劑摻量1.0%條件下內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑摻量提高0.16%,早期收縮值降低了618 μm,而減縮劑摻量2.0%條件下提高相同的內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑摻量,早期收縮值只降低526 μm。造成這種現(xiàn)象的原因可能是內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑中的自由水與減縮劑減縮作用之間有某種反應(yīng)關(guān)系,且兩者之間存在一定的最佳比例關(guān)系。

內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑的摻入可以大幅延緩混凝土內(nèi)部濕度的降低,而減縮劑正是通過(guò)降低孔隙水溶液的表面張力來(lái)實(shí)現(xiàn)降低早期收縮值的,內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑緩慢釋放的自由水可能被減縮劑利用,因而極大地增加了減縮劑的減縮效力,具體的減縮機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與減縮劑的雙摻對(duì)強(qiáng)度產(chǎn)生了極為不利的影響,SAP0.2%+SRA2%的28 d強(qiáng)度值比基準(zhǔn)組降低了37.4%。也就是說(shuō)在減縮方面兩者產(chǎn)生了正面疊加效應(yīng),在強(qiáng)度影響方面產(chǎn)生了負(fù)面疊加效應(yīng)。在實(shí)際應(yīng)用中可以通過(guò)摻加礦物摻合料來(lái)調(diào)節(jié)高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度值。

2.6 膨脹劑與減縮劑雙摻的影響

膨脹劑與減縮劑雙摻的影響如圖6所示。

圖6 膨脹劑與減縮劑雙摻的影響

從圖6可以看出,EA10%+SRA2%組的早期膨脹最大值為530 μm,比EA10%組增加了8.0 %,比SRA2%組增加16.2%。EA08%+SRA1%組、EA10%+SRA1%組、EA08%+SRA2%組、EA10%+SRA2%組的48 h收縮值分別為2 050、1 704、1 414、984 μm,相比于EA00%+SRA0%基準(zhǔn)組,分別降低了49%、58%、65%和76%,與單摻膨脹劑或減縮劑的高強(qiáng)混凝土相比,膨脹劑與減縮劑的雙摻在補(bǔ)償收縮方面產(chǎn)生了更為明顯的協(xié)同效應(yīng),可能是因?yàn)榻?jīng)過(guò)減縮劑處理的自由水對(duì)膨脹劑的水化產(chǎn)生了某種促進(jìn)作用。

在強(qiáng)度影響方面,膨脹劑與減縮劑的雙摻進(jìn)一步降低了早期強(qiáng)度,28 d強(qiáng)度值界于單摻膨脹劑和單摻減縮劑之間。這可能是因?yàn)樵谒缙?膨脹劑的膨脹疏松作用與減縮劑的抑制水化作用疊加導(dǎo)致的,后期強(qiáng)度由于減縮劑摻入的不利影響從而比單摻膨脹劑的要低。

3 結(jié) 論

(1) 內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、膨脹劑和減縮劑均可降低高強(qiáng)混凝土的早期收縮,單摻條件下,減縮劑的減縮效果最好。

(2) 內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑、內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與減縮劑、膨脹劑與減縮劑的雙摻均產(chǎn)生了疊加效應(yīng),其中0.2%內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與2%減縮劑、10%膨脹劑與2%減縮劑可產(chǎn)生極為明顯的疊加效應(yīng),48 h早期收縮值分別降低了70%和76%。

(3) 內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑、內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與減縮劑雙摻中內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑與膨脹劑、減縮劑之間存在一定的比例關(guān)系,不同的摻入比例對(duì)高強(qiáng)混凝土的收縮有顯著影響。

(4) 內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑和減縮劑的摻入會(huì)對(duì)高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響,摻入膨脹劑降低了高強(qiáng)混凝土的早期強(qiáng)度,提高了混凝土的28 d強(qiáng)度。內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、減縮劑和膨脹劑的雙摻使得早期強(qiáng)度更為不利,但膨脹劑的后期水化和內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑對(duì)水泥、膨脹劑水化的促進(jìn)作用可以提高高強(qiáng)混凝土的后期強(qiáng)度。

(5) 本文中內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、膨脹劑和減縮劑單摻與雙摻對(duì)強(qiáng)度和早期收縮性能的影響均是由本文所采用的特定原材料實(shí)驗(yàn)所得,對(duì)其他類型的內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、膨脹劑和減縮劑能否得到相同的結(jié)論還有待進(jìn)一步研究。

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(責(zé)任編輯 張淑艷)

Influence of super absorbent polymer, expansion agent and shrinkage reducing agent on early autogenous shrinkage of high-strength concrete

LI Fei1,2, ZHAN Binggen1,2

(1.School of Civil and Hydraulic Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 2.Anhui Key Laboratory of Structure and Materials in Civil Engineering, Hefei 230009, China)

The effect of super absorbent polymer(SAP), expansion agent(EA) and shrinkage reducing agent(SRA) admixtures on the early autogenous shrinkage of high-strength concrete(HSC) was studied by using the non-contact automatic testing device. The experimental results show that SAP, EA and SRA can all restrain the autogenous shrinkage of HSC. Under the condition of adding one admixture, the reducing autogenous result of adding SRA is the best. Under the condition of double adding, when the SRA content is 2% and the SAP content is 0.20%, the autogenous shrinkage of HSC at 48 h is reduced by 70%, and when the SRA content is 2% and the EA content is 10%, the autogenous shrinkage of HSC at 48 h is reduced by 76%. Furthermore, there is a certain proportion among them which has significant impact on the shrinkage of HSC.

high-strength concrete(HSC); early autogenous shrinkage; super absorbent polymer(SAP); expansion agent(EA); shrinkage reducing agent(SRA)

2015-04-03；

2015-07-06

李 飛(1989-),男,安徽肥東人,合肥工業(yè)大學(xué)碩士生;

詹炳根(1964-),男,安徽廬江人,博士,合肥工業(yè)大學(xué)教授,碩士生導(dǎo)師.

10.3969/j.issn.1003-5060.2016.09.020

TU528.31

A

1003-5060(2016)09-1254-06