高强混凝土早期收缩试验方法评价

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1、∗高强混凝土早期收缩试验方法评价121111郭向勇，方坤河，冷发光，张仁瑜，马孝轩，马冬花（1、中国建筑科学研究院建材所，北京100013；）(2、武汉大学水利水电学院，湖北武汉430072)摘要：高强混凝土因水胶比低、收缩大且主要发生在早期，但目前对于早期收缩的测量还没有统一标准可依。在对比和分析国内外收缩测量方法的基础上，对高强混凝土早期收缩的试验方法、试验装置、适用性等方面做了较详细的分析和评价。对促进相关标准的制定，以及为结构早期裂缝控制和耐久性研究提供参考。关键词：高强混凝土；早期收缩；试验方法1引言随着现代混凝土技术的发展，高强混凝土目前在工程中已经得到了广泛的应用，但是

2、值得注意的是，高强混凝土在工程中的广泛应用还存在着不足之处，那就是裂缝问题。据调查，近年来国内外许多大型工程正是因为使用了商品高强混凝土而普遍存在着严重的裂缝问题。这些裂缝的存在，不但影响建筑物的外观、使用功能，还会对结构安全性和耐久性构成威胁。因此，如何减少混凝土裂缝，提高高强混凝土的抗裂性和耐久性便成了混凝土工程技术中的一项亟待解决的课题。据统计，混凝土结构开裂有80%是因变形引起的，而混凝土的体积变形主要表现为收缩。混凝土的收缩现象早在60多年前就由Davis和Lyman提出，同时发现混凝土自生能够收缩，质量和温度没有任何变化。从20世纪90年代开始，随着高强高性能混凝土的广泛

3、应用，混凝土的收缩现象越来越引起人们的关注。在工程实践中，发现高强混凝土、自密实混凝土和大体积混凝土的收缩现象是非常显著的，比如混凝土在恒温水养的条件下仍然开裂，密封的高强混凝土的抗折强度随着养护龄期的增加而降低等。对于普通混凝土来说，收缩通常发生在脱模前、而大部分发生在脱模后的混凝土内部，因而过去人们对早期收缩的研究很少。与普通混凝土不同，高强混凝土的收缩大部分发生在早期，使混凝土在一开始便出现大量微裂纹；研究表明，当普通混凝土中掺入超细矿物掺合料时，较高温度下的早期收缩应变发展很快，而后期的收缩应变要低于低温下的收缩值。因此对于具有低水胶比、高胶凝材料量或者磨细矿渣置换率较高的混

4、凝土，考虑它们的早期收缩是非常重要的。所以，近来以低水胶比为特征的高强混凝土的收缩现象受到人们的广泛研究。从目前混凝土收缩的研究现状来看，人们把研究的重点放在了混凝土收缩的作用机理、影响因素和改善收缩的方法上，而高强混凝土早期收缩的测试方法还没有统一的标准。本文在对比和分析国内外收缩测量方法的基础上，对早期收缩的试验方法、试验装置、适用性等方面做了较详细的分析和评价。对促进相关标准的制定，以及为结构早期裂缝控制和耐久性研究提供参考。∗基金项目：科技部科研院所技术开发研究专项资金项目（2003EG131152）和云南省校省院科技合作计划项目（2004YX31）。国家自然科学基金资助项目

5、（批准号：500499333-4）郭向勇（1969—），男，博士，联系方式：010-84272233-2257Email:guoxy892@126.com12早期收缩测试的重要性混凝土的早期收缩包括塑性收缩、早期干缩、早期化学减缩、早期自生收缩。所谓自生收缩，就是混凝土并非由于外部环境相对湿度的影响引起材料的干燥脱水，而是由于混凝土内部结构中的微细孔内自由水量的不足，使水泥石内部供水不足，相对湿度自发的减少而引起的自干燥，并导致了混凝土的收缩变形。因此，此类收缩在作用机理方面不同于干燥收缩和化学减缩。自生收缩与干燥一样，都是由于水的迁移而引起。但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥

6、水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降，形成弯月面，产生所谓的自干燥作用，混凝土体的相对湿度降低，体积减小。水灰比的变化对干燥收缩和自生收缩的影响正相反，即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减小，而自生收缩增大。如当水灰比大于0.5时，其自干燥作用的收缩与干缩相比小得可以忽略不计；但是当水灰比小于0.35时，体内相对湿度会很快降低到80%以下，自生收缩与干缩则接近各占一半。化学减缩是造成收缩的主要原因，但与自生收缩之间没有直接关系。化学减缩是在有足够水供应的情况下观察到的，而自生收缩是在没有足够水供应的情况下宏观体积的变化。因此自生收缩是远远小于化学减缩的。自生收缩在混凝土体内均匀发生，并且

7、混凝土并未失重。此外，低水灰比混凝土的收缩集中发生于混凝土拌合后的早龄期，因为在这以后，由于体内的自干燥作用，相对湿度降低，水化速度变慢。换句话说，在模板拆除之前，高强混凝土的收缩大部分已经产生，甚至已经完成，而不像普通混凝土，许多构件的收缩都发生在拆模以后。目前，关于混凝土收缩的测量各国还没有统一的标准，不同学者根据实际情况选择不同的测量方法。其中大多数研究者是在混凝土终凝时或成型后1d龄期时开始测量。Tazawa和Myiazawa认为，在水胶比特别小时