搜索

产品咨询QQ : 1010723075

售后咨询QQ:3269829215

电话:010-62267318

传真:010-62237121

版权所有 © 北京首瑞大同测控技术有限公司京ICP备15048528号          地址:北京市海淀区上园村甲4号(北交科技集团楼)  联网备案号:11010802032277     网站建设:中企动力  北京

联系方式

>
资讯中心_详细

浅谈高性能混凝土的自收缩

作者:
李霞
来源:
2018/12/19 14:17
浏览量

 1 自收缩机理 

  自收缩是指在恒温绝湿的条件下混凝土初凝后因胶凝材料继续水化引起自干燥而造成混凝土宏观体积的减小。 

  在水泥水化过程中,水泥浆体绝对体积减小而生成物体积不足以填充原有的空间体积,在各种固相颗粒的限制下,其内部不可避免地出现未被水和固相粒子所填充的孔隙,导致混凝土内部凹液面的生成,从而产生了毛细孔压力并引起了混凝土的自收缩。化学收缩产生的未被水充满的毛细孔数量越多,毛细孔压力也越大,混凝土的自收缩程度也就越高。另外,由于水泥水化速率随龄期呈递减趋势,因而混凝土自收缩主要表现在早期。 

  根据毛细孔压力(即水蒸汽压力与孔内水压力之差)的计算公式[1]可以看出,混凝土组成材料的亲水性和憎水性也是影响毛细孔压力的一个重要因素。它直接影响公式中固-液接触角θ的大小,进而影响毛细孔压力的大小和混凝土自收缩幅度的大小。而混凝土组成材料的亲水性主要取决于材料的酸碱性。 

  2 自收缩影响因素 

  2.1 水泥矿物成份与水泥类型 

  水泥继续水化是自收缩的根本原因。水泥矿物成份的水化速率、水化程度与水化结合水含量是影响自收缩大小的关键。不同水泥类型对自收缩的影响,实质上是不同矿物成份对其的影响。高铝水泥与早强水泥因C3A含量高,自收缩较大。低热水泥和中热水泥因C2S含量高而自收缩值较小。对矿渣水泥,则水化后期的自收缩值较高。 

  2.2 水胶比 

  自收缩是因混凝土自干燥引起的本身不可避免的现象。谢丽等在常温下分别对水灰比为0.50、0.45、0.40、0.35、0.30的混凝土进行自收缩应变实验,发现自收缩应变随着水灰比的减小而增大,而且早期自收缩应变增长率随着水灰比的较小而增大,水灰比越低,则混凝土弹性模量和强度越高。根据Aitcin等人的研究表明,水胶比高于0.42时,混凝土自收缩不会高,但是水胶比低于0.42时,自收缩会迅速变化,混凝土的自收缩随水胶比的降低而增加,且自收缩所占比例越大,早期自收缩的增长率也越大。 

  2.3 矿物掺合料 

  矿物掺合料的矿物组成、活性和细度与混凝土自收缩大小有密切关系。不同掺合料对自收缩的影响不同。硅灰加速了水泥水化反应,使混凝土活性增大,硅灰掺量越大,自收缩越大。当矿渣细度小于4000cm2/g时,随矿渣掺量的增大,自收缩减小;但当细度大于4000cm2/g时,矿渣活性明显提高,引起自收缩增大。混凝土自收缩随其掺量的增大而增大。粉煤灰掺量增大,混凝土自收缩减小。 

  2.4 骨料 

  骨料在混凝土中起骨架作用。自收缩因水泥浆体水化引起,粗细骨料的存在对限制混凝土自收缩是有利的。骨料的弹性模量、品种与单位用量是其主要影响因素。值得注意的是,轻骨料对混凝土自收缩的减小有利,混凝土因自收缩引起的水分损失由轻骨料中吸附的水分所补充。 

  2.5 养护温度的影响 

  由于环境温度对水泥水化的影响,不同温度下的混凝土内部结构的形成和发展各异,与之密切相关的自收缩特性也不同。O.M.Jensen等认为提高养护温度可明显加速混凝土早期的自收缩变形,但是当环境温度变化从13℃~20℃与温度变化从13℃~35℃相比较,在24h收缩应变变化比为10:25,而在48h收缩应变变化为15:30,从而可以得出高温对自收缩应变早期的影响显著。 

  2.6 其他因素 

  养护温度和湿度、外加剂、试件尺寸等因素都影响混凝土自收缩。掺入超塑化剂后,不同品种超塑化剂的效果稍有差别,但都可使混凝土自收缩减小。掺入收缩抑制剂可有效地减小混凝土自收缩;掺入膨胀剂时,可由于早期的膨胀而补偿自收缩,比掺入收缩抑制剂时自收缩更小,但膨胀结束后自收缩的速率和空白养护的一致。 

  3 降低自收缩的措施 

  3.1 优选掺合料 

  在混凝土掺合料种类的选择和使用方面,要全面考虑各种掺合料的活性与惰性、酸性与碱性的合理选择及搭配,使配合后的掺合料保持适度的活性和酸性。 

  3.2 选择合理的水胶比 

  在水胶比的控制方面,应彻底扭转水胶比越低,混凝土毛细孔半径越小,耐久性越好的习惯思维定式。水胶比的控制不能过高,但也不宜过低,以保证混凝土有足够的强度与合理的孔隙结构。 

  3.3 合理控制和选择水泥及掺合料的颗粒形态 

  掺合料的颗粒形状和表面光滑程度对混凝土拌和物的原始密实度和孔隙结构有很大影响。球状颗粒之间具有较小的接触面积和较大的孔隙半径,可以有利于减小混凝土的早期自收缩。同理,球状的水泥颗粒对混凝土拌和物的原始密实度和孔隙结构的影响具有类似效果。 

  3.4 加强早期养护 

  实际施工过程早期养护对高性能混凝土自收缩的影响很大。混凝土开始凝固时,表面尚未形成毛细管弯月面,故此时进行湿养护,可使养护水与毛细孔的水分连为一体,供给混凝土内部胶凝材料使之水化。 

  3.5 掺入合理外加剂 

  减缩剂通常为表面活性剂,其可降低水表面张力及凹液面的接触角,因而降低因自干燥产生的应力,所以减缩剂同样可以降低混凝土因干燥产生的收缩。 

  膨胀剂与水分反应过程体系的宏观体积发生膨胀。利用这种膨胀作用可补偿混凝土体系产生的部分自收缩。 

  3.6 其它减少自收缩的措施 

  有效地抑制混凝土早期干缩微裂及离析裂纹产生还有许多其它的途径,例如:增加矿物超细粉用量,减小水泥胶凝材料用量,在混凝土中引入微小气孔,减小混凝土总收缩值;在混凝土中掺入纤维,避免连通毛细孔的形成等。 

  4 结语 

  自收缩是因混凝土自干燥而产生的不可避免的现象。无论水胶比的大小,只要在外界水无法满足胶凝材料继续水化时,自收缩可产生于任何混凝土中。只要选用合适的原材料与采用水养护等方法,高性能混凝土的自收缩产生的开裂等危害是可以避免和控制的。 

电话:010-62267318

传真:010-62237121

售后咨询QQ:3269829215

产品咨询QQ : 1010723075