不同蒸养温度下外加剂对水泥基材料体积稳定性的影响

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1、不同蒸养温度下外加剂对水泥基材料体积稳定性的影响(1．武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室，湖北武汉430070；2．华北石油第一机械厂，河北沧州062658)摘要：早期收缩开裂是导致水泥基材料劣化及体积稳定性不良的重要原因。试验设计了干燥收缩、椭圆环约束、测量裂缝平均宽度及强度试验等手段，综合评价了减水剂、减缩剂、膨胀剂在45、55、65qCi种养护温度下对水泥砂浆体积稳定性及强度的影响。结果表明：减水剂、减缩剂和膨胀剂}昆掺时，在保证原有强度的基础上，可以大幅度降低砂浆的开裂敏感性及早期干燥收缩，

2、使体积稳定性得以显著改善。关键词：体积稳定性；早期开裂；椭圆环约束；干燥收缩；养护温度中图分类号：TU528．064文献标志码：A文章编号：1002—3550一(2007)03—0030—030前言随着高强高性能混凝土的推广和应用，体积稳定性和早期开裂问题越来越受到人们的关注。裂缝是混凝土材料普遍存在的问题，对结构的整体性和耐久性有重要影响。混凝土的收缩可分为塑性收缩、温度收缩、自收缩、干燥收缩和碳化收缩五种型，其中以干燥收缩的影响最为普遍。和混凝土的干燥收缩及由此产生的裂缝历来为该领域研究中的热点。目前解

3、决早期开裂问题的主要技术途径有掺加纤维、高效减缩剂以及膨胀剂以补偿收缩等。由于减水剂已经成为商品混凝土不可或缺的组分之一，故研究减水剂对干燥收缩及由此引起的开裂也具有重要意义。本文综合考虑以上几种因素，从初始开裂时间、裂缝平均宽度、干燥收缩以及强度四个方面研究了减水剂、减缩剂、膨胀剂三元体系在不同的养护温度下对砂浆体积稳定性和早期开裂问题的影响。1试验用原材料水泥：湖北亚东水泥有限公司生产的P·II52．5级硅酸盐水泥，化学成分见表1；硅粉：挪威埃肯公司的微硅粉，密度为2．29／cm3,平均粒径为0．41x

4、m，比表面积为23000m2／kg；粉煤灰：武汉热电厂生产的I级粉煤灰；纤维：采用武汉天汇纤维材料有限公司提供的聚丙烯纤维；外加剂：武汉浩源化学建材有限公司提供的UEA膨胀剂，江苏博特新材料有限公司生产的JM—SRA型减缩剂，减水剂为市售花王RB高效减水剂；砂：采用20～80目石英砂。表1试验用水泥的化学成分％2试验方案2．1椭圆环约束收缩试验方法水泥基材料的初始开裂时间反映的是其抵抗早期收缩变形及开裂的能力即]。本文采用多通道椭圆环约束开裂试验(如图1所示)，模拟了砂浆在椭圆环约束下的早期开裂情况，并得到

5、砂浆的初始开裂时间。1一特氟纶衬板；2一样品3一信号采集器；4一导电胶图1椭圆环约束开裂测试装置椭圆环试件成型后放入标准养护室(室温(20_+1)℃，相对湿度90％以上)养护12h，脱模后转移至干燥室继续养护，并在试件上表面涂上密封材料。试件侧表面涂有无弹性导电胶，在试验过程中，裂缝监测仪对回路的电阻进行连续检测，一旦试件出现开裂，导电回路就会被切断，电阻急剧增大，此时计算机将把电阻突变的时间记录下来，这个突变时间也就是试件的初始开裂时间。本试验采用放大倍数为50倍的裂缝测宽仪对裂缝宽度进行测量。具体测量方

6、法为：分别在裂缝的上部、中部和下部取三个均匀分布的测试点，测量三点在不同龄期的裂缝宽度值，以三点的平均值作为裂缝平均宽度。2．2干燥收缩测试方法采用尺寸为25mmx25mmx280mm的试件来测量收缩，试件两端预埋测头，成型后放人蒸养箱，分别在45、55、65。C三种不同的温度水平下养护12h，相对湿度控制在90％以上，养护制度为静停3h，升温3h，恒温4h，降温2h。脱模后测量其长度作为初始读数，并转移至干燥环境下继续养护，分别测量其1，3，7，14，2i，28d的长度值。2．3强度测试方法本文借鉴国家标

7、准GB／T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》进行砂浆强度的测试。试件尺寸为40mmx40mmx160mm，成型后放人蒸养箱，养护方法与干燥收缩试件相同。脱模后水养并测量其3d和28d的抗压强度值。3配合比设计胶凝材料组分的配比采用前期试验优化出来的结果，其中水泥：粉煤灰：硅灰=6：3：1，胶砂比为1：1．1，水灰比为o．22，其中基准样的水灰比采用0．31，以保持与其他四组配比相同的工作性。在此基础上，变化减水剂、减缩剂以及膨胀剂的掺量，共配制5组砂浆进行试验。具体配合比见表3。表3掺

8、不同外加剂的砂浆配合比4试验结果分析4．1干燥收缩图2与图3反映了不同养护温度下萘系花王减水剂和UEA膨胀剂对砂浆干燥收缩的影响。可以看出，分别掺加这两种组分，养护温度对收缩影响较大。在较高的温度下养护时，砂浆的水化速率较快，因此降低了后期的干燥收缩程度。在同一温度下，掺减水剂的砂浆比掺膨胀剂收缩更大，这是由于膨胀剂水化后生成大量结晶钙矾石，钙矾石的膨胀效应对水泥浆体的早期收缩有较好的补偿作用。由图3可见，膨胀剂