减水剂对混凝土收缩的影响.doc

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1、学号：高性能混凝土及外加剂2013~2014学年2学期学院：材料科学与工程学院专业班级：材料学13-01班姓名：周睿彤实习成绩：评阅教师：评阅日期：减水剂对混凝土收缩的影响经历了从钢筋混凝土到预应力混凝土直至现今的高性能混凝土100多年的发展历程,当代混凝土正向着更高强、高流动性、高耐久性的方向发展。混凝土外加剂不但可使混凝土多种性能得到改善，而且促进了混凝土新技术的发展和工业废渣的有效利用。日本、北欧、美国等发达国家已基本上在所有混凝土中掺用了外加剂，而我国目前在混凝土中使用外加剂还不是很普遍，每年水泥年产量已超过了6亿吨,但掺外加剂的混凝土仅

2、占30%左右。混凝土外剂在混凝土中的广泛应用，已使其成为混凝土尤其是高性能混凝土中必不可少的第五组份。多功能的外加剂已经成为当代高性能混凝土技术的核心之一，其品种及功能的发展也日新月异，这些新品种的外加剂对混凝土收缩的影响到底如何，已成为人们普遍关注的一个重要问题。随着混凝土向高强高性能方向发展,要求混凝土具有很好的耐久性。提高混凝土耐久性的关键之一是降低水胶比，提高混凝土的密实性。这就要求减水剂的减水率高，并使混凝土具有很好的工作性。经过近半个世纪的发展，减水剂经历了由木质磺酸盐系、糖蜜减水剂→萘磺酸盐甲醛缩合物减水剂、磺化三聚氰胺甲醛减水剂、

3、氨基磺酸盐高效减水剂→聚羧酸高效减水剂几代产品的发展；其发展趋势为从低减水率(10%左右)到高减水率(20%左右)直至超高减水率(30%左右)。一．混凝土收缩与开裂的关系裂缝是固体材料中的一种不连续现象，混凝土的裂缝一般主要有粘着裂缝、水泥石裂缝和集料裂缝三种。在这三种裂缝中，前两种居多，集料裂缝较少。混凝土裂缝按其成因主要分为荷载裂缝、次荷载裂缝和非荷载裂缝。荷载裂缝和次荷载裂缝是由外荷载直接应力和次应力引起的，而非荷载裂缝是由混凝土的体积变化引起的。根据国内外的调查资料，水泥混凝土收缩变形引起的形变裂缝是引起混凝土结构裂缝的主要原因，约占全部

4、裂缝的80%，由荷载引起的裂缝约占20%。混凝土在自由收缩条件下是不会开裂的，但在实际使用中，混凝土的约束不可避免。在约束状态下，混凝土内部会产生拉应力，当拉应力超过抗拉强度时，裂缝就会出现。这种裂缝较易发生在早期，是因为混凝土早期强度和抗拉强度都比较低，当混凝土产生较大收缩应变时，混凝土就会开裂。研究表明，混凝土早期的拉应变能力较低，混凝土在浇筑后10小时左右抵抗拉应力的破坏应变值达到最低点，之后极限拉应变值开始增加。在混凝土不断硬化的过程中，强度不断发展的同时，弹性模量显著增加，致使混凝土微小的收缩变形就产生较大拉应力。当混凝土弹性模量发展速

5、率超过强度发展速率时，混凝土收缩变形引起的开裂风险也会增加。高强高性能混凝土由于水胶低、矿物掺合料高，易造成混凝土结构内部“缺水”。随着水化反应的进行在水泥中形成大量的微细孔，自由水不断降低，相对湿度逐渐下降导致毛细孔中产生弯月面，水泥受负压作用，作用于毛细管壁上而产生收缩。添加减缩剂后由于降低表面张力从而降低了孔内附加压力、提高了混凝土内的相对湿度而减弱了自干燥效应，达到降低混凝土体积收缩的目的。由减缩剂的作用机理可知，在混凝土原材料和配合比一定时，减缩率是一个相对稳定值，施工养护和环境条件对混凝土的减缩率影响较小。即当养护条件差、环境条件恶劣

6、引起混凝土收缩增大时，由于减缩率一定，故降低收缩的绝对值也增加，反之亦然。此外，减缩剂几乎不存在水泥适应性问题，且与其他混凝土外加剂有良好的相容性，这是因为减缩剂是通过水的物理过程起作用，与水泥的矿物组成和掺合料等无关。一般而言，掺用减水剂会使混凝土收缩有不同程度的增大。原因为：①减水剂的掺入使混凝土分散更均匀、和易性好因而水化更充分，致使混凝土内部相对湿度降低，最终影响早期收缩；②添加减水剂后，混凝土中孔径变小，使同量水分蒸发产生的收缩变大，因此使混凝土早期收缩变大；③减水剂为阴离子表面活性剂，掺入后将电离出大量的自由阳离子使混凝土内部可溶离子

7、浓度增大，降低内部相对湿度从而增大早期收缩。研究表明，水灰比不同，减水剂影响程度不同；减水剂品种不同，影响也不同。在相同的水灰比情况下，脂肪族减水剂、氨基磺酸盐减水剂和蔡系减水剂均增大混凝土的收缩且增幅较大，其中氨基磺酸盐减水剂增幅最大，脂肪族减水剂最小；在同塌落度条件下，同早期收缩类似，减水剂较大幅度地增大了混凝土的总收缩且在水泥用量较大时作用更明显。二．混凝土裂缝控制措施由上述分析可以看出，控制混凝土裂缝主要从以下两个方向着手：提高混凝土抵抗开裂的能力即提高抗拉强度和降低混凝土收缩应变。目前，工程界和学术界更多偏向于降低混凝土收缩应变来控制裂

8、缝，常采取的措施包括掺加膨胀剂来补偿收缩、掺加减缩剂来减少收缩、掺加粉煤灰等矿物外加剂来抑制收缩、掺加纤维来提高抗拉强度和降低收缩以及加