膨胀剂掺量对自密实混凝土收缩性能的影响

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建筑技术第42卷第12期2011年12月·1114·ArchitectureTechnolo~Vo1．42No．12Dec．2Ol1膨胀剂掺量对自密实混凝土收缩性能的影响李宁，叶燕华，杜艳静，朱铁梅(南京工业大学土木工程学院，210009，南京)摘要：自密实混凝土具有降耗、环保、密实等优点，在工程结构中的应用日趋广泛，但自密实混凝土的收缩是影响其应用的主要因素。根据对36根自密实混凝土棱柱体进行的试验，对膨胀剂掺量等因素对自密实混凝土收缩性能进行分析研究，结果表明自密实混凝土掺人膨胀剂将延迟收缩变形的发展，膨胀剂掺入量会影响自密实混凝土的收缩性能。关键词：自密实混凝土；收缩变形；膨胀剂掺量；养护时间中图分类号：TU528．31文献标识码：A文章编号：1000—4726(2011)12—1114—04DFLUENCEoFEXPANI)INGAGENTCoNrENToNSHRlNKAGEPERFoRMANCEoFSELF—CoMPACTGCoNCRETELINing，YEYan-hua。DUYan-jing，ZHUTie-mei(CoUegeofCivilEngineering，NanjingUniversityofTechnology，210009，Nanjing，China)Abstract：Self-compactingconcretehasadvantagessuchaslowerconsumption，protectingenvironmentandcompacting，whichisgettingmoreandmorewidespreadapplicationintheengineeringstructure．However，theshrinkageisthemainfactorfortheapplicationofself．compactingconcrete．Expansiveagentandotherfactorswithregardtotheshrinkageperformanceofself-compactingconcretewereanalyzedandinvestigatedbasedonthe36self-compactingconcreteprismtests．Theresultsshowthatthedevelopmentofshrinkagewillbedelayedbyaddingexpansionagentandtheshrinkageperformanceofself-compactingconcretewillbeaffectedbytheadditiveamountofexpansiveagent．Keywords：Self-compactingconcrete；shrinkage；theadditiveamountofexpansiveagent；curingtime自密实混凝土具有利用工业废物、节约水泥、降低(75minx75mmx285mm)的收缩性能试验，分别考虑不能耗、改善环境、提高效率等优点，作为绿色环保建筑同膨胀剂掺量(0％，5％，10％，15％)及不同养护时间的材料已在国内外得到广泛应用。随水胶比降低、矿物细收缩性能，分析UEA—IV膨胀剂掺量对自密实混凝土收掺料掺人及胶凝材料用量增加，也改善了自密实混凝缩的影响[8,91。土内部微观结构，使其结构致密，耐久性相应提高，拓1试验材料展了混凝土在工程结构中的应用2J。但由于自密实混凝土水胶比相对较低，相对于普通混凝土收缩较大，成1．1水泥为影响其耐久性的主要因素。试验采用中国水泥有限公司生产的海螺牌42．5普关于影响自密实混凝土收缩的因素，已有学者提通硅酸盐水泥，其技术指标见表1。出骨料含量、水胶比、水泥品种、矿物掺合料等，但环境1．2骨料因素、养护条件等的影响也不能忽视。此外，在工程粗骨料选用粒径5—19mm连续级配的石子．细骨应用中，为更好地提高钢管对核心混凝土的约束作用。料选用细度模数为2．51的中砂，粗、细骨料物理性能和常掺入少量膨胀剂，膨胀剂掺量也会影响自密实混凝筛分分析分别见表2，3，4，5。土收缩性能[6I71。1．3粉煤灰本文基于钢管自密实混凝土的工程应用，考虑膨采用华能南京电厂产F类I级粉煤灰，物理性能指胀剂掺量及外界养护条件对自密实混凝土收缩性能的标见表6。影响，在室温条件下进行了36根自密实混凝土棱柱体1．4减水剂试验选用苏博特公司产JM—PCA混凝土超塑化剂。收稿13期：2011-09—27该减水剂为棕红色液体，具有大减水作用，混凝土减水基金项目：江苏省自然科学基金资助(BK2006179)率最高达35％以上；具有高保坍作用，2h混凝土坍落度作者简介：李宁(1968-)，女，江苏盐城人，工程师，e—mail：lining一基本不损失。681011@163．COrn 2011年12月李宁。等：膨胀剂掺量对自密实混凝土收缩性能的影响·1115·表1水泥性能指标烧失量，细度，初凝时间终凝时间3d强度／MPa28d强度／MPa安定性％％／h：rain／h：min抗折强度抗压强度抗折强度抗压强度3．490-32：433：37合格6．128．49．450．8表2粗骨料主要物理性能表8UEA一Ⅳ膨胀剂物理力学性能粒径，含泥量泥块含量／针片状含量／压碎指标／表观密度，准积密度，检验项目指标值检验值单项判定mm％％％％(kr／m)(kg／m3)细度／％0．08mm筛筛余≤l27．6合格5～19O．2O47-4270o1428初~Jmin≥45150合格凝结时间终凝／l1≤104h20rain合格表3石子筛分分析水中7d≥0．025O．026合格筛孔直径／ram19l69．54．752I36限制膨胀率％28d，，／分计筛余，％O．6723．O855．9819．47O．53空气中21d≥一O．O20．014合格累计筛余，％O．6723．7579．7399．299．733d，，，抗压强度7d评价粒径在5～19lIlIl之间。级配连续≥2528．9合格／MPa28d≥4549．8合格表4细骨料物理性能3d，抗折强度7d≥4细度模数含泥量／％泥块含量／％级配区J表观密度／(kn，．54．6合格，MPa2．5IlO．7OIII260028d≥6．57．5合格氧化镁／％≤52．O5合格表5砂筛分分析含水率／％≤31．2合格总碱量／％≤0．750．4合格筛孔直径／nun52．51．25O．630．3150．16氯离子／％≤O．o5O．01合格分计筛余，％4．312．312．614．333．617．7累计筛余，％4．316．629．243．577．195．4表9自密实混凝土配合比设计kg／m3评价细度模数为2．51，属于中砂编号石子砂子水泥粉煤灰减水剂水膨胀剂UEA—IVsccl864766．2318．8212．54．817000％表6粉煤灰物理性能指标scc2864766．2302．8201．94．817026．65％细度需水量烧失量三氧化硫含水率表观密度see3864766．2286．9191-34．817053．11O％(45m方孔筛筛余)，％，％，％，％／(kg／m3)scc4864766．2271．018O．64．817079．715％4．6930．720．8OO．O9230o量试件的长度，测量精度为0．O1mill。对掺人(0％，5％，1．5膨胀剂10％，15％)UEA—IV膨胀剂的自密实混凝土在不同养试验采用南京特种建材厂产低碱型UEA—IV膨胀护时间(1，3，7d)进行收缩测试。试验模具及测试仪器剂，其相对密度为2．85，比表面积2500~3000cm2／g，外观分别如图1和图2所示。为粉红色粉末，其化学成分及物理力学性能指标见表7。8。表7U】巳A一Ⅳ膨胀剂化学成分Si02llFe20lCaOIigOISO，Ti0Loss15．85}15．07}0．93f35．15}3．06}24．330．792．122配合比设计图1试验模具自密实混凝土试件的配合比设计如表9所示，设计编号为sccl，scc2,scc3和scc4，掺入UEA—IV膨胀剂量分别为0％，5％，10％和15％。3试验方法制作75mmx75mmx285mm的棱柱体试件36个，利用埋设在试件两端的探头作为基准测点，用比长仪测图2测长仪 一邑【x一·l116．图61O％膨胀荆掺量的收缩变化 2011年12月李宁，等：膨胀剂咖掺啪量对鲫自伽密实瑚混。凝抛土收伽缩性能的啪影啪响栅瑚。抛枷·1l17·由表10可知，膨胀剂的掺入使自密实混凝土7d和28d收缩量所占的比率增加，但掺15％膨胀剂的情况却比掺10％膨胀剂的情况所占的比率小。在28d60d的姗收缩变化过程中可以看出，相对于掺入膨胀剂的情况，婚皿未掺膨胀剂的自密实混凝土收缩发展速度较快，掺10％膨胀剂的自密实混凝土试件此时收缩发展变化最小，掺15％膨胀剂的自密实混凝土试件此时收缩发展龄期(d)变化介于未掺膨胀剂和掺10％膨胀剂情况之间，可见图8养护1d的收缩变化膨胀剂的掺入使自密实混凝土早期收缩加快，后期收缩减慢，需注意的是膨胀剂的掺入量并不是越多越好，苔重要的是掺入膨胀剂后的后期收缩变化要小。爱将5结语婚皿(1)未掺膨胀剂的自密实混凝土收缩快速增大阶段主要在第1d，随着膨胀剂掺入量加大，自密实混凝土龄期，d收缩时间往后延，可见自密实混凝土掺入膨胀剂会使图9养护3d的收缩变化收缩变形发展延迟。(2)自密实混凝土掺^膨胀剂后早期收缩加快，后期减缓。随膨胀剂掺量增加自密实混凝土的早期收缩减小，但膨胀剂掺量过大，反而会使自密实混凝土的后期瓣收缩加大。婚(3)掺入膨胀剂对自密实混凝土的收缩有一定补皿偿作用，可减少自密实混凝土收缩。(4)养护时间对自密实混凝土的收缩有很大影图lO养护7d的收缩变化响，随养护条件延长，自密实混凝土收缩值不断减小。自收缩在28d前便超过掺入1O％膨胀剂的情况，然后自对掺入膨胀剂的自密实混凝土，建议实际工程中应尽收缩量不断增大。对自密实混凝土的补偿收缩作用减量对其进行7d的湿养护。小，可见15％的膨胀剂已过量，说明膨胀剂必须适量，以免产生加大自收缩的副作用。参考文献4．3不同龄期自密实混凝土收缩在90d收缩量中的比率【1]郑建岚，黄鹏飞．自密实高性能混凝土配合比试验．福州大学学为更好地了解自密实混凝土试件的体积变化发展报，2001，29(5)：72-76．【2】叶燕华，陈丽华，杜艳静，等．高效减水剂和增粘剂对自密实混凝土性过程，现将4个龄期(7，28，45，60d)所占自密实混凝土能的影响[J]．混凝土，2008，(6)：64-67．．90d收缩量的比率列于表10。【3】杜艳静，叶燕华，朱国平，等．自密实混凝土的收缩性能研究[J】．混凝土，2009，(7)：27-30．表10各龄期变形量所占90d的比率[4】柳献，袁勇，AhmedLoukili．自密实混凝土塑性收缩性能研究[Jl混养护时间膨胀剂龄期，d凝土与水泥制品，2002，(5)：6—1O．[51祝雯．自密实混凝土早期收缩开裂影响因素分析与评价【J1．混凝，d掺量／％728456090土，2008，(1o)：45_49．05O829597loo【6】林国仁．钢管自密实混凝土的生产与应用叨．公路交通技术，2007，llO60899194lOO(1)：86-88．15578390941o0【7】何延树，宋学峰，詹美洲．膨胀剂对免振捣自密实混凝土的影响[J]．O3779949610o长安大学学报，2003，23(6)：19—22．310548589931oo【8】陈丽华．自密实高性能混凝土力学性能试验研究【D]．南京工业大155083899510o学，2008．[9】杜艳静．自密实混凝自收缩及与钢管共同工作试验研究ID]．南京工0l5688993100业大学．2009．7lO5287919310o154370788810o