地聚物混凝土收縮研究綜述

趙人達(dá)，王永寶,，原 元，趙成功，秦鵬舉

(1.西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，成都 610031；2.太原理工大學(xué)土木工程學(xué)院,太原 030024)

0 引 言

1978年，有學(xué)者研發(fā)了一種環(huán)境友好型材料-地聚物混凝土[1]。由于其具有強(qiáng)度高、滲透性和化學(xué)抵抗力好等優(yōu)點(diǎn)[2-4]，得到了廣泛關(guān)注。但地聚物混凝土在凝結(jié)硬化過程及成型后會(huì)產(chǎn)生收縮變形[5]，與基本力學(xué)性能相比，收縮試驗(yàn)和理論研究較為復(fù)雜，雖然目前已有學(xué)者開展了不同因素影響下的收縮特性研究，但由于試驗(yàn)結(jié)果的顯著差異性和影響其收縮性能的多種因素之間的耦合關(guān)系，相關(guān)學(xué)者尚未對(duì)不同因素與收縮變形之間的關(guān)系達(dá)成共識(shí)，也未提出一種合理的收縮預(yù)測(cè)模型。因此，本文綜述了堿激發(fā)劑種類、模數(shù)、含量，膠凝材料種類及含量，溶膠比，添加劑，養(yǎng)護(hù)條件，地聚物類型和Ca/Si摩爾比等因素對(duì)地聚物混凝土收縮影響的試驗(yàn)和理論研究情況，闡述了收縮模型的研究進(jìn)展，指出了現(xiàn)有研究存在的不足。

1 收縮研究

根據(jù)產(chǎn)生的原因，混凝土收縮主要分為自收縮和干燥收縮。表1給出了地聚物收縮研究概況，表中“Strength”指實(shí)測(cè)28 d抗壓強(qiáng)度，“Compared with OPC”為與作者同期進(jìn)行的普通混凝土試件對(duì)比。由表1可知，不同學(xué)者測(cè)試的自收縮差別較大，極限收縮應(yīng)變最大相差75倍[6-7]。干燥收縮測(cè)試結(jié)果也有較大差異，有的認(rèn)為收縮應(yīng)變僅有幾百微應(yīng)變[3,8-9]，而有的學(xué)者發(fā)現(xiàn)應(yīng)變超過上千微應(yīng)變[10-11]，遠(yuǎn)大于普通混凝土。多數(shù)情況下，自收縮僅有干燥收縮的30%[6]，但礦渣和石灰石粉基地聚物的自收縮大于干燥收縮[12]。

地聚物混凝土收縮速率與普通混凝土有較大差別，且不同膠凝材料類型的地聚物混凝土有不同的收縮特性。粉煤灰基地聚物混凝土自收縮在前1～3 d發(fā)展較快，后期穩(wěn)定，但干燥收縮卻在前28 d發(fā)展較快[13]，如圖1所示，前1 d和7 d可達(dá)極限收縮的50%和90%[14]；摻加水泥后，收縮在28 d可達(dá)4 000 με，且28 d后的收縮仍增長較快[10]。礦渣基地聚物混凝土在前28～180 d[15-17]發(fā)展較快，后期增長較小，前7 d產(chǎn)生較大收縮的原因?yàn)閮?nèi)部相對(duì)濕度下降速度快，從而引起表面張力的快速下降[18]。粉煤灰+礦渣基地聚物混凝土的干燥收縮也在前7 d發(fā)展較快，后期變緩，半年后達(dá)1 045 με，總收縮較普通混凝土小[19]?？傊?，地聚物混凝土具有較快的化學(xué)反應(yīng)速率和收縮增長率；受膠凝材料類型和配合比參數(shù)影響，表現(xiàn)為不同的收縮增長速率。

表1 自收縮和干燥收縮研究概況Table 1 Research summary of autogenous and drying shrinkage

注：1.0-1.0 代表SiO2和Na2O含量為1 mol
圖1 自收縮和干燥收縮對(duì)比[13]
Fig.1 Comparison of autogenous and drying shrinkage[13]

1.1 自收縮

由表1可知，目前對(duì)粉煤灰、礦渣、粉煤灰+礦渣和粉煤灰+偏高嶺土基地聚物混凝土的自收縮進(jìn)行了諸多試驗(yàn)研究，不同膠凝材料類型的地聚物混凝土自收縮不同[31-32]。礦渣+石灰石粉基地聚物混凝土的自收縮應(yīng)變50 d可達(dá)3 750 με，為普通混凝土的4～5倍[12,18]；而粉煤灰+礦渣基和粉煤灰+偏高嶺土基地聚物混凝土的自收縮較低，小于普通混凝土[24]，相應(yīng)砂漿的50 d收縮應(yīng)變?yōu)?50 με，礦物組合對(duì)減少自收縮有利[6]。

地聚物混凝土產(chǎn)生自收縮的原因?yàn)椋菏芑瘜W(xué)反應(yīng)影響，混凝土內(nèi)有較大空隙，而收縮與孔隙率呈正比[12]。另外，由于生成產(chǎn)物不同造成結(jié)構(gòu)內(nèi)部空隙的吸水率很小，這是引起不同膠凝材料地聚物收縮有差異的原因[7]。毛細(xì)管壓力是高濕度環(huán)境下的地聚物混凝土自收縮驅(qū)動(dòng)力，通過水化反應(yīng)消耗孔隙水，會(huì)引起表面張力，產(chǎn)生較大自收縮[22]，但目前仍未較好地解釋產(chǎn)生較大或較小收縮的原因[13]。試驗(yàn)結(jié)果還表明，自收縮與質(zhì)量損失之間存在一定相關(guān)性[33]。

1.2 干燥收縮

目前相關(guān)學(xué)者開展了大量粉煤灰、礦渣、粉煤灰+礦渣、粉煤灰+偏高嶺土、赤泥+礦渣、粉煤灰+礦渣+鈉長石基地聚物混凝土干燥收縮試驗(yàn)。由表1可知，對(duì)粉煤灰基地聚物混凝土，除文獻(xiàn)[10]有較大干燥收縮外，大多數(shù)學(xué)者測(cè)試的收縮應(yīng)變?cè)? 000 με以內(nèi)，不同配比的干燥收縮小于普通混凝土[9,24,34]。而礦渣基地聚物混凝土的總干燥收縮應(yīng)變?cè)? 700 με以內(nèi)[12,16-17,31]，比粉煤灰基地聚物混凝土大[14]，可達(dá)相同配比普通混凝土的4倍[35-37]。而粉煤灰+礦渣基地聚物混凝土的收縮應(yīng)變?cè)?00～2 000 με之間[19,24,38]，干燥收縮可達(dá)相同配比的自密實(shí)混凝土的10倍[39]。粉煤灰+偏高嶺土二元基地聚物的收縮應(yīng)變較一元大[11]，可通過調(diào)節(jié)粉煤灰與偏高嶺土比例的方法降低收縮應(yīng)變。偏高嶺土基地聚物混凝土的收縮較偏高嶺土+粉煤灰基地聚物混凝土和普通混凝土小[27]。試驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)赤泥+礦渣基地聚物混凝土的收縮明顯大于普通混凝土[28-29]，赤泥與礦渣比是影響收縮應(yīng)變的主要原因，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)需引起重視[29]。粉煤灰+礦渣+鈉長石基地聚物混凝土的收縮應(yīng)變是普通混凝土的2倍。掃描電鏡結(jié)果顯示化學(xué)反應(yīng)吸水性少是導(dǎo)致其干燥收縮較大的主要原因[26]，也有學(xué)者認(rèn)為其中間孔顆粒尺寸占有較大比例是引起較大收縮應(yīng)變，較小質(zhì)量損失的原因[36,38]，而過多的水分蒸發(fā)不足以解釋其為何產(chǎn)生過大的干燥收縮[33]。

2 影響收縮的因素

大量研究發(fā)現(xiàn),配合比(堿激發(fā)劑摻量[10,24]、礦渣摻量[24]、赤泥摻量[28-29]、粉煤灰摻量[6]、石灰石摻量[12]、溶膠比)、養(yǎng)護(hù)方式[8,10]和摻加劑[11]等均對(duì)收縮效應(yīng)有較大影響。

2.1 堿激發(fā)劑種類

堿激發(fā)劑是地聚物混凝土的重要組成部分，其類型會(huì)顯著影響其收縮性能[17]。水玻璃、氫氧化鈉、硫酸鈉、磷酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈣和硅酸鉀等均為常用的堿激發(fā)劑[15]，不同種類堿激發(fā)劑對(duì)收縮性能的影響不同。與水玻璃相比，以硫酸鈉和磷酸鈉為激發(fā)劑可降低其收縮應(yīng)變[11,40]，摻量為0.5%的磷酸鈉可降低40%的收縮，且磷酸鈉的收縮降幅大于硫酸鈉。采用碳酸鈉作為堿激發(fā)劑產(chǎn)生的干燥收縮與普通混凝土相差不大，但小于同等情況下以水玻璃和氫氧化鈉為堿激發(fā)劑的自收縮[41]和干燥收縮[40,42]。在以硅酸鈉為堿激發(fā)劑的粉煤灰基地聚物混凝土中摻加10%的氫氧化鈣，其28 d收縮應(yīng)變可達(dá)2 500 με[43]；硅酸鉀作為堿激發(fā)劑激發(fā)的偏高嶺土基地聚物混凝土收縮較水玻璃高14%～32%，水玻璃激活效果要明顯好于硅酸鉀[27]。

2.2 堿激發(fā)劑模數(shù)及含量

圖2是堿激發(fā)劑模數(shù)及含量對(duì)收縮的影響。由圖2(a)知，水玻璃模數(shù)降低，粉煤灰基和粉煤灰+礦渣基地聚物混凝土的干燥收縮降低[38,44-45]；當(dāng)模數(shù)由0.6增加到1.5時(shí)，礦渣基地聚物混凝土的90 d干燥收縮增加近5倍，硅酸凝結(jié)成具有較高吸水能力的硅膠是引起較高干燥收縮的原因[46]；在相同堿含量下，水玻璃模數(shù)由0.45變?yōu)?.05后，400 d的干燥收縮增加3倍[37]。另外，也有研究發(fā)現(xiàn)，礦渣基地聚物混凝土的干燥收縮可降低60%[14]，粉煤灰+礦渣基地聚物混凝土的自收縮和干燥收縮隨水玻璃模數(shù)降低而增加[22]。

由圖2(b)發(fā)現(xiàn)，收縮應(yīng)變隨堿激發(fā)劑中的活性SiO2和Na2O含量增加而增加，當(dāng)含量由3.5%增加到5.5%后，干燥收縮提高10%。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)含量由1.0%增加到1.5%時(shí)，7 d的自收縮增大2.7倍[13]。當(dāng)模數(shù)恒定時(shí)，堿激發(fā)劑含量由4%增加到8%時(shí)，干燥收縮增加1.2倍[40,42,47]。干燥收縮并非一直隨堿含量增加而增加，而是存在臨界值，超過該值后，收縮降低[37]。另外，有試驗(yàn)表明堿激發(fā)劑含量對(duì)收縮基本無影響[10]，也有學(xué)者認(rèn)為在粉煤灰基地聚物混凝土中增加堿激發(fā)劑摻量可減小空隙含量，進(jìn)而減少收縮[14]。減少收縮的另外一種原因也可能是聚合反應(yīng)導(dǎo)致水玻璃含量減小，而水玻璃是引起收縮的關(guān)鍵因素[48]。

一般情況下，收縮隨氫氧化鈉與水玻璃質(zhì)量比增大而增大[24,43]，但該質(zhì)量比可轉(zhuǎn)化為模數(shù)和含量。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，水玻璃模數(shù)對(duì)干燥收縮的影響大于堿激發(fā)含量[37]。

注：Ms=1.05代表堿模數(shù)為1.05;n=7.5%代表堿激發(fā)劑中Na2O含量為7.5%
圖2 堿激發(fā)劑模數(shù)和含量對(duì)收縮的影響[37]
Fig.2 Effect of modulus and content of activator on shrinkage[37]

2.3 膠凝材料種類及含量

目前主要對(duì)礦渣[10,15,17]、粉煤灰[8]、粉煤灰+礦渣[11,19,24,38-39]、粉煤灰+偏高嶺土[6]、赤泥+礦渣[29]、赤泥+粉煤灰[49]和粉煤灰+礦渣+鈉長石[26]基地聚物混凝土的收縮進(jìn)行了研究。粉煤灰+礦渣基地聚物混凝土隨礦渣摻量增加，其自收縮增加[22-23]，但文獻(xiàn)[24]認(rèn)為增加礦渣摻量可減小收縮應(yīng)變。有學(xué)者研究了礦渣和粉煤灰比對(duì)干燥收縮的影響，摻加粉煤灰可降低強(qiáng)度和干燥收縮[11,47]，即增加礦渣會(huì)增大干燥收縮，引發(fā)裂縫[45]，當(dāng)?shù)V渣摻量在30%以下可保證不產(chǎn)生較大干縮裂縫，這與普通硅酸鹽水泥中摻加粉煤灰可減小收縮類似，但也有學(xué)者認(rèn)為礦渣摻量超過50%后會(huì)降低干燥收縮[50]，主要原因?yàn)樵黾拥V渣可減小孔隙率，增大密實(shí)度。

在粉煤灰+偏高嶺土基地聚物混凝土中，摻加10%粉煤灰會(huì)增加自收縮，而干燥收縮卻隨粉煤灰摻量增加而減小[6]。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，與不摻加偏高嶺土的地聚物混凝土相比，當(dāng)偏高嶺土摻量為20%時(shí)(即降低粉煤灰摻量)，可降低20%的干燥收縮[11]。在赤泥+礦渣基地聚物混凝土中，隨赤泥摻量增加，收縮先減小后增加，10%的赤泥摻量可降低收縮率，但進(jìn)一步增加赤泥會(huì)增大收縮[28]。也有學(xué)者認(rèn)為，當(dāng)赤泥摻量在25%以下時(shí)，對(duì)總收縮影響較小，當(dāng)赤泥摻量達(dá)到75%以上時(shí)，會(huì)導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生[29]。赤泥+粉煤灰基地聚物混凝土往往較普通混凝土具有較小的收縮，需進(jìn)一步從粗集料種類和類型角度探討其對(duì)干燥收縮的影響[49]。

2.4 溶膠比

溶膠比對(duì)礦渣基地聚物混凝土的干燥收縮的影響不大[17]。對(duì)于粉煤灰+礦渣基地聚物混凝土，溶膠比為0.42的收縮較溶膠比為0.34的小，即隨溶膠比增大，干燥收縮減小[21]，主要原因?yàn)槿苣z比增大，溶液中的Na2O/H2O和SiO2/H2O降低(H2O增加)，減小了空隙相對(duì)濕度，引發(fā)較大的毛細(xì)水壓力[23]。而對(duì)于赤泥+偏高嶺土基地聚物混凝土，固液比增加可降低其收縮[51]，溶膠比對(duì)干燥收縮影響較小，但未得到試驗(yàn)驗(yàn)證[19]。除此以外，地聚物混凝土生成物的致密程度對(duì)干燥收縮也有較大影響，PS和PSS型地聚物混凝土的收縮率較PSDS型低27.8%～41.7%[27]。

2.5 添加劑

添加劑可分為無機(jī)物和有機(jī)物兩類。無機(jī)物主要包括氧化鎂、氧化鈣、石膏、硫鋁酸鈣和納米TiO2礦粉等，有機(jī)物主要包括醇類(聚乙二醇、聚丙烯乙二醇)、高吸水性聚合物材料和乳膠等。

大量研究發(fā)現(xiàn)活性氧化鎂[5,52]、氧化鈣[11,53]、石灰石粉[26]和硫鋁酸鈣[54]可顯著降低其收縮變形。加入6%的活性氧化鎂后，礦渣+粉煤灰+硅灰基地聚物混凝土7 d自收縮和28 d干燥收縮分別降低72.1%和20.0%，主要原因?yàn)榛钚匝趸V在堿性環(huán)境中生成了可填補(bǔ)微小空隙的氫氧化鎂，其在漿體中的膨脹效應(yīng)抵消了部分收縮，從而提高了密實(shí)度和強(qiáng)度[52]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)當(dāng)在礦渣基地聚物混凝土中摻加30%的石灰石時(shí)，收縮增加，當(dāng)增加到50%時(shí)，收縮減小[12]；加入5%的Ca(OH)2可增加Ca/Si比，生成收縮較小的C4AH13膠凝材料，從而減少其自收縮和干燥收縮，但會(huì)增加塑性收縮和初凝時(shí)間[21]。另外，加入少量硫鋁酸鈣、氧化鈣和收縮縮減劑后，56 d的干燥收縮將分別減少41%～45%、54%～56%和35%～44%[54]。對(duì)粉煤灰+礦渣+鈉長石基地聚物混凝土而言，加入5%的石膏，可減小8%的干燥收縮，主要原因是石膏增加了鋁元素的溶解量[26]。Yuan等[53]探討了收縮添加劑對(duì)礦渣基地聚物混凝土的影響。結(jié)果表明，在礦渣基地聚物混凝土中摻加8%的收縮添加劑后，干燥收縮由420 με降低為190 με。通過對(duì)比以氫氧化鈣和氫氧化鈣+石膏激發(fā)的礦渣基地聚物混凝土的自收縮和干燥收縮發(fā)現(xiàn)，雖然摻加石膏會(huì)增加空隙率，減小強(qiáng)度，但可降低2倍干燥收縮[55]。在粉煤灰基地聚物混凝土中摻入納米TiO2粉可填充內(nèi)部微觀空隙，增加抗壓強(qiáng)度[56]，摻入5%的納米TiO2礦粉可減少一半的干燥收縮[57]。

除此以外，明礬石等膨脹劑[11]及硫酸鈉、超細(xì)粉煤灰、符合富勒顆粒分布曲線的細(xì)沙[58]等的加入也可顯著改善干燥收縮[26]。上述添加劑中，摻入氧化鈣和硫鋁酸鈣后化學(xué)反應(yīng)較為迅速，不宜控制，而氧化鎂的收縮降低效果較好[52]。

有機(jī)物激發(fā)劑中，聚乙二醇也可改善干燥收縮[26]，在99%的相對(duì)濕度中養(yǎng)護(hù)，并摻入1%和2%的聚丙烯乙二醇可降低50%和85%的干燥收縮[35]，但相對(duì)濕度降低為50%后，對(duì)干燥收縮的影響減小。將普通混凝土的收縮縮減劑—高吸水性聚合物用于地聚物混凝土可提高初、終凝時(shí)間，減少自收縮[41]，但會(huì)降低后期強(qiáng)度。此外，摻加少量乳膠也可減小收縮[26]。另外，相關(guān)學(xué)者也嘗試在內(nèi)部摻加混合纖維、再生玻璃纖維的方法減少干燥收縮，但混合纖維會(huì)因增加內(nèi)部空隙率而增大干燥收縮，卻能延緩干燥收縮裂縫的產(chǎn)生[59]。摻入再生玻璃纖維的地聚物混凝土抗壓強(qiáng)度降低，抗彎強(qiáng)度提高，收縮會(huì)減小[39]。

2.6 養(yǎng)護(hù)條件

養(yǎng)護(hù)條件也是影響收縮的重要因素之一[10,31]，主要原因?yàn)樗^程需要較多非結(jié)合水，采用蒸汽養(yǎng)護(hù)(濕養(yǎng)護(hù)[8])可減少水分損失，保證水化反應(yīng)的順利進(jìn)行，從而降低收縮[40]。自然環(huán)境下的干燥收縮為蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下的6倍[8]，收縮降低效果優(yōu)于普通混凝土[14]。不同養(yǎng)護(hù)條件下的地聚物混凝土干燥收縮關(guān)系為：空氣養(yǎng)護(hù)>石灰水養(yǎng)護(hù)>控制溫度和相對(duì)濕度養(yǎng)護(hù)[10]，部分浸水養(yǎng)護(hù)>完全浸水養(yǎng)護(hù)[50,60]，NaOH溶液完全浸水養(yǎng)護(hù)>水溶液完全浸水養(yǎng)護(hù)[60]，保證水化過程中周圍環(huán)境有充足水分是降低收縮的重要措施。

常溫和高溫養(yǎng)護(hù)，地聚物混凝土收縮分別為1 000 με和200 με，提高養(yǎng)護(hù)溫度是降低收縮的另一措施[24]。Castel等[25]認(rèn)為當(dāng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間為1 d時(shí)，養(yǎng)護(hù)溫度由40 ℃提高到80 ℃后，極限干燥收縮由1 920 με降低到400 με；當(dāng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間變?yōu)? d，提高養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)收縮的降低作用明顯減小。除溫度外，增大養(yǎng)護(hù)濕度也可減小干燥收縮，當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度由50%提高到99%時(shí)，干燥收縮降低3.8倍[35]。Jia等[54]同時(shí)測(cè)量了礦渣基地聚物混凝土內(nèi)部的相對(duì)濕度和收縮，結(jié)果顯示收縮與相對(duì)濕度之間存在較強(qiáng)的線性關(guān)系[41]，內(nèi)部相對(duì)濕度變化是引起干燥收縮的主要原因。

2.7 地聚物類型

地聚物類型也是影響其收縮的關(guān)鍵，凈漿、砂漿和混凝土是地聚物的三種類型，由表1可知，目前較多學(xué)者開展了地聚物砂漿的收縮效應(yīng)研究，對(duì)混凝土[26]的收縮試驗(yàn)研究仍較為欠缺。雖然砂漿和混凝土收縮變形之間不存在明顯的函數(shù)關(guān)系，但一般而言，地聚物中摻加一定數(shù)量的細(xì)骨料(砂子)可減少其收縮[29]，砂漿的收縮大于混凝土，凈漿的收縮要大于砂漿[6]，這是因?yàn)榧?xì)、粗骨料對(duì)凈漿或砂漿的變形有約束作用[44,50]。

2.8 Ca/Si等元素摩爾比

干燥收縮也受膠凝材料的元素摩爾比(Ca/Si、Al/Si、Mg/Si、Na/Si)影響，其中Ca/Si對(duì)收縮影響最大，其次是Al/Si、Mg/Si、Na/Si，因此在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮膠凝材料元素摩爾比，重點(diǎn)關(guān)注CaO含量(可轉(zhuǎn)化為Ca/Si)對(duì)干燥收縮的影響[44]。一般而言，Ca/Si越低，收縮越大[45]，但在礦渣基地聚物混凝土內(nèi)摻加粉煤灰能改變這種特性，表現(xiàn)為粉煤灰摻量越多，收縮越??；在地聚物混凝土中增加Ca(OH)2可將Ca/Si由0.72增加到1.02，干燥裂縫和質(zhì)量損失減少，而質(zhì)量損失與自收縮之間呈現(xiàn)較強(qiáng)的線性關(guān)系，因此，自收縮減小16%[21]。也有學(xué)者研究表明堿激發(fā)劑中的Si含量(可轉(zhuǎn)化為Ca/Si)也顯著影響自收縮和干燥收縮[33]。Na含量的增加會(huì)增加結(jié)構(gòu)水含量，從而減小干燥收縮[58]。

3 預(yù)測(cè)模型

雖然目前已經(jīng)有了諸多普通混凝土的收縮預(yù)測(cè)模型，但針對(duì)適合于地聚物混凝土的收縮預(yù)測(cè)模型研究較少，現(xiàn)階段大多數(shù)學(xué)者僅將普通混凝土的試驗(yàn)結(jié)果與地聚物混凝土進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn),JSCE[61]和CEB10模型[62]均不能較好地預(yù)測(cè)地聚物混凝土的收縮[15]，CEB10模型明顯低估了其收縮[15]，澳大利亞規(guī)范模型可描述地聚物混凝土收縮，但明顯高估了其干燥收縮[8,24]?；谏倭康V渣地聚物混凝土的收縮試驗(yàn)結(jié)果和CEB10模型[62]獲得模型的計(jì)算結(jié)果明顯大于JTG模型的預(yù)測(cè)結(jié)果[16]。Mastali等[44]對(duì)比了ACI209、B3和GL2000模型與干燥收縮試驗(yàn)結(jié)果的差異，結(jié)果顯示在收縮較小時(shí)，B3和GL2000模型高估實(shí)測(cè)結(jié)果，在收縮較大時(shí)，B3和GL2000模型低估實(shí)測(cè)結(jié)果，而ACI209模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。Taghvayi等[37]發(fā)現(xiàn)ACI209模型明顯低估礦渣基地聚物混凝土的干燥收縮，并指出由于目前干燥收縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)較少，較難得出合理的收縮模型。由于地聚物混凝土的配比參數(shù)和化學(xué)反應(yīng)原理較復(fù)雜，其收縮模型中需要考慮更多參數(shù)，如Si/Al等，尚需進(jìn)一步探討。

4 結(jié)語與展望

綜上所述，國內(nèi)外學(xué)者廣泛開展了不同因素影響下的地聚物混凝土收縮效應(yīng)研究，取得了部分共識(shí)性結(jié)論，但由于影響因素較多，現(xiàn)有研究仍存在以下不足。

(1)堿激發(fā)劑。水玻璃和氫氧化鈉雖是常用堿激發(fā)劑，且可獲得強(qiáng)度較高的地聚物混凝土，但會(huì)引起較大的收縮變形，而摻入磷酸鈉和碳酸鈉等堿激發(fā)劑可不同程度地降低收縮變形，因此，需進(jìn)一步開展不同堿激發(fā)劑種類和摻量的收縮研究。

(2)添加劑。摻入不同添加劑可減小地聚物混凝土的收縮，目前對(duì)摻加聚乙二醇、聚丙烯乙二醇、氧化鎂、納米二氧化鈦等添加劑的收縮研究尚處于起步階段，開展不同添加劑對(duì)地聚物混凝土收縮效應(yīng)的研究迫在眉睫。

(3)收縮模型。雖然目前相關(guān)學(xué)者已對(duì)溶膠比、養(yǎng)護(hù)條件、膠凝材料類型、堿激發(fā)劑摻量和模數(shù)等因素對(duì)收縮變形的影響進(jìn)行了研究，但尚未對(duì)不同因素與收縮變形的影響達(dá)成共識(shí)，仍需開展大量試驗(yàn)研究，探討不同因素與收縮效應(yīng)的關(guān)系，進(jìn)而提出適用于地聚物混凝土的收縮預(yù)測(cè)模型。

(4)膠凝材料種類。粉煤灰、礦渣、偏高嶺土和赤泥是常用的膠凝材料，不同礦物組成顯著影響其收縮應(yīng)變，如何盡可能多地利用工業(yè)廢渣，制造強(qiáng)度較高、收縮較小的地聚物混凝土尚需進(jìn)一步開展研究。

(5)收縮機(jī)理。收縮會(huì)引起地聚物混凝土結(jié)構(gòu)裂縫、變形，進(jìn)而影響其在實(shí)際工程中的應(yīng)用，但目前關(guān)于地聚物混凝土的收縮效應(yīng)研究大多停留在試驗(yàn)方面，僅初步探討了內(nèi)部相對(duì)濕度擴(kuò)散、空隙等因素對(duì)收縮效應(yīng)的影響，后續(xù)仍需從化學(xué)反應(yīng)原理、微觀結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行廣泛論證分析，深入探討收縮的發(fā)生和發(fā)展機(jī)理。