NBR-PVC聚合物改性屋面混凝土收縮徐變的研究

吳向宇（長春建筑學院，吉林　長春　130000）

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NBR-PVC聚合物改性屋面混凝土收縮徐變的研究

吳向宇
（長春建筑學院，吉林長春130000）

摘要：混凝土初拌合后，入模體積會在終凝后穩(wěn)定，但在一定小范圍內(nèi)呈持續(xù)的微量的變化（恒溫狀態(tài)下表現(xiàn)為體積縮小），該性質(zhì)對混凝土建筑的體積穩(wěn)定和功能使用方面有很大的影響。本研究設計本次試驗設計將聚合物pvc/slk-1000 PVC粉末及樹脂PMMA按比例混合，摻入混凝土屋面結(jié)構(gòu)，使混凝土屋面耐久性增強，那么控制NBR-PVC聚合物改性屋面混凝土體積收縮將成為重要的研究之一。

關(guān)鍵詞：聚合物雙摻；收縮徐變；耐久性

混凝土作為一種常用的建筑材料，體積收縮是它的一個基本材性特征。當混凝土澆注入模后，水泥水化長生大量的水化熱使混凝土體積繼而發(fā)生變化，因干燥持續(xù)性收縮。在收縮過程中，軸心部位受拉力峰值是變形值的3～5倍，繼而形成大量微小裂縫，我們稱之為溫度裂縫，這些裂縫在更大的外力作用下擴大是混凝土內(nèi)部縫形成的主要原因。混凝土的徐變是在混凝土構(gòu)件使用過程中，持續(xù)受到靜荷載和動荷載等外部變動力作用下，體積發(fā)生變形。初期7天內(nèi)變化較大，而后變?yōu)闇p緩，但是持續(xù)時間很長。當屋面混凝土體積產(chǎn)生的收縮徐變過大時，則表現(xiàn)為縱橫構(gòu)件交界處及水平構(gòu)件和縱向構(gòu)件交界處產(chǎn)生拉裂縫（如女兒墻和混凝土屋面），使屋面結(jié)構(gòu)遭受破壞。控制混凝土構(gòu)件收縮徐變的問題一直是混凝土技術(shù)研究人員著重研究的課題之一。在我國北方地區(qū)，晝夜溫差往往在15℃以上，溫差影響和長期混凝土體積收縮徐變往往是導致屋面混凝土防水層破壞的主要原因之一。本次設計為使用pvc/slk-1000 PVC粉末，配合酚醛樹脂PMMA雙摻，按1∶1比例混合，摻入普通聚合物混凝土屋面，配以氫氧化鋁改善pH值為混凝土合適pH值，聚羧酸高性能減水劑、消泡劑等改善混凝土的基本性能，配置適合我國北方（包括年最低低溫氣溫長時間低于零下20℃的地區(qū)）高層和超高層結(jié)構(gòu)設計使用的上人型聚合物改性混凝土屋面，那么，必須著重研究雙摻聚合物改性混凝土的收縮徐變的問題。

1 試驗原料及配合比表

（1）試驗原料。河北省張家口本地產(chǎn)波特蘭325水泥，河北唐山聚合物丁腈橡膠，天津產(chǎn)PVC粉末，上海產(chǎn)PMMA樹脂。張家口本地沽源縣三類和二類河砂級配，張北縣碎石和卵石4/6級配。河北張家口熱點一級飛灰，山東濟南K12引泡劑，萘系減水劑，普通氫氧化鋁等。（2）試驗配合比表（表1）。

2 試驗依據(jù)

《GBT50082-2009普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》；《DL/T5126-2001聚合物改性水泥砂漿試驗規(guī)程》。

試件100mm×100mm×515mm棱柱體試件為標準試件。最大粒徑不宜超過30mm的混凝土。試驗設備：（1）混凝土收縮儀；（2）其他形式的變形測量儀表；（3）恒溫恒濕室。

試驗步驟：

（1）取值規(guī)程：取任意混凝土相對收縮值時，試件應在標準養(yǎng)護后三天，放入恒溫恒濕箱檢測及時數(shù)值作為混凝土的初始數(shù)值。伺候按照1d/3d/7d/14d/28 d/45d/60d/90d/120d/150d/180d/分辨檢測其數(shù)值長度，與初始數(shù)值進行比較進而得出變化/時間曲線。所有數(shù)值都是在初始干濕狀態(tài)下檢測，預置時間不能少于4h。（2）測量前先校準儀器，并應在12h的測定過程中至少在復核1～2次（如若有任意一次，復核發(fā)現(xiàn)坐標儀器零點與標準值偏差超過±0.01mm，必須調(diào)零后重新測定，已測數(shù)據(jù)作廢。（3）任意每次在收縮儀上放置的試件空間位置和方向均應一致不得偏差。為此試件上得應標明一直線貫穿試件，用以固定坐標，試件在放置時應輕拿輕放，勿碰儀器使儀器坐標原點偏離。用接觸式引伸儀測定時，應注意使每次測量時試件與儀表保持同樣的方向性，每次讀數(shù)應重復3次。（4）試件在恒溫恒濕箱內(nèi)放置時，應保持不吸水不偏離，在試件架上穩(wěn)定持久，底面架空。每個試件之間應至少留有30mm的間隙。（5）需要測定的混凝土自收縮的試件，在入模后3天從標準養(yǎng)護室取出后應立即用金屬套密封處理。自縮試驗期間，試件必須保持重量變化為零，如在該實驗周期內(nèi)變化量超過10g，試驗結(jié)果無效。結(jié)果處理：混凝土收縮值按下式計算：ε st＝（L0-Lt）/Lb。Lb：試件的測量標距；L0：試件長度的初始讀數(shù)；Lt：試件在試驗期為t時測定的長度讀數(shù)（mm）；εst：試驗期為t天得混凝土收縮值。每次取3個試件平均值作為混凝土的收縮值試驗數(shù)值，計算精確至10×10-6。

4 試驗結(jié)果（見表2）

表1　試驗配合比表

表2　NBR-PVC聚合物混凝土收縮性能試驗表 （×10-6mm）

3 試驗方法結(jié)論

隨著聚合物的摻入量的增加，混凝土的體積收縮的幅度逐漸降低；當P值大于7%的時候，混凝土額體積基本不會發(fā)生變化；在P值為10%限度內(nèi)，聚合物對混凝土體積收縮控制為降效57%以上，對控制混凝土體積變化以及微小裂縫的產(chǎn)生起到明顯的改善作用。

參考文獻

[1]黃湘湘，周緒紅.混凝土收縮徐變的長期效應對混合體系豎向變形差的影響[J].湖南大學學報（自然科學版），2013（05）.

中圖分類號：TQ325

文獻標識碼：A