膨脹劑種類及養護齡期對混凝土補償收縮性能的影響

曾飛

（中國葛洲壩集團水泥有限公司，湖北　荊門　448000）

膨脹劑種類及養護齡期對混凝土補償收縮性能的影響

曾飛

（中國葛洲壩集團水泥有限公司，湖北荊門448000）

本文通過對比 A、B 兩種膨脹劑的限制膨脹率和抗壓強度比，篩選性能優異的膨脹劑，進行干燥收縮試驗。試驗結果表明，采用 A 膨脹劑內摻8%，配制的混凝土限制膨脹率和抗壓強度比均滿足規范要求，隨養護齡期的延長，干燥收縮率呈下降趨勢。

膨脹劑；補償收縮混凝土；限制膨脹率；抗壓強度比；干燥收縮率

0　引言

混凝土結構耐久性問題對于工程的正常使用和服役壽命意義重大。結構維修費用很大程度上依賴于對耐久性設計與施工的重視程度和工程質量。地下工程中多見自防水混凝土結構，通常采用補償收縮混凝土達到結構自防水效果。

1　原材料與試驗方法

1.1原材料

原材料分別選用 P·O42.5普通硅酸鹽水泥，其化學成分見表1； I 級粉煤灰； S95粒化高爐礦渣粉；聚羧酸高性能減水劑，固含量20%，減水率25%；選擇兩家膨脹劑（代號A、B）進行對比試驗。水泥、礦粉和粉煤灰的物理性能見表2所示。細集料選用中粗河砂，粗集料選用5～25mm 連續級配石灰巖碎石。

表1　水泥的化學成分　%

表2　水泥、礦粉、粉煤灰的物理性能

1.2試驗方法

混凝土的限制膨脹率和抗壓強度比試驗按照 GB23439－2009《混凝土膨脹劑規范》執行；干燥收縮率試件按照GB/T50082－2008《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標注》執行。

2　膨脹劑性能對比試驗

2.1混凝土限制膨脹率

混凝土限制膨脹率試驗配合比見表3，水中14d 限制膨脹率及空氣中28d 限制膨脹率結果見圖1。

表3中，編號1為無膨脹劑的基準組，編號2、3分別為A、B 兩種膨脹劑配制的補償收縮混凝土，膨脹劑摻量為膠凝材料總質量的8%。

表3　混凝土限制膨脹率試驗配合比比例　%

圖1　水中14d 及空氣中28d 限制膨脹率

從圖1和圖2中可見，編號2與編號3配合比中 A、B兩種膨脹劑摻量均為膠凝材料總質量的8%，同摻量比較，水中14d 限制膨脹率基本一致，而空氣中28d 限制膨脹率相差較大，A 膨脹劑為 -0.3×10-4、B膨脹劑為-1.0×10-4。

2.2工作性與抗壓強度比

測試混凝土的抗壓強度比采用2.1小節中表3所示配合比，工作性與強度測試結果見表4，7d 抗壓強度比及28d 抗壓強度比見圖2。

表4　工作性與強度測試結果

圖2　混凝土7d 及28d 抗壓強度比

可見，A 膨脹劑配制的補償收縮混凝土的工作性優于 B；A 膨脹劑摻量為8% 的7d、28d 抗壓強度比均大于100%，即高于基準混凝土強度，B 膨脹劑摻量為8% 的28d抗壓強度比均小于100%，即低于基準混凝土強度。

3　干燥收縮試驗

通過對 A、B 備選膨脹劑進行混凝土工作性、限制膨脹率和抗壓強度比試驗，判定 A 膨脹劑無論在工作性、限制膨脹率和抗壓強度比方面均比 B 效果明顯，因此，對A膨脹劑進一步開展干燥收縮試驗，研究補償收縮混凝土在恒溫恒濕條件下的自由收縮性能。

3.1標準干燥收縮試驗

對 A 膨脹劑分別摻膠凝材料的0%、3%、5%、8% 進行干縮試驗。拆模后在標準養護室養護2d 后取出試件，置于干燥收縮室進行測試，以測試起始時刻為測試零點。測試結果見表5、圖3，圖5中的編號1～3分別對應 A 膨脹劑摻量為0%、3%、5%、8%。

表5　恒溫標準養護干燥收縮率試驗結果　%

圖3　干燥收縮率

從圖5中可見，（1）隨著測試齡期的延長，干燥收縮率呈現收斂趨勢，28d 干燥收縮率基本收斂；（2）隨著 A 膨脹劑摻量的增加，干燥收縮率降低；（3）A 膨脹劑摻量在5%、8% 時，補償收縮效果尤其明顯，分別約為基準混凝土28d 干燥收縮率的70%、62%。

3.2延長養護齡期的干燥收縮試驗

結合工程實際情況，開展了延長養護齡期的干燥收縮試驗。試件拆模后在標準養護室養護7d 后取出試件，置于干燥收縮室測試，以測試時刻為測試零點，測試結果表6、見圖4。

表6　恒溫延長養護干燥收縮率試驗結果　%

圖4　延長養護齡期的干燥收縮

從圖4中可見，（1）隨著測試齡期的延長，干燥收縮率呈現收斂趨勢，28d 干燥收縮率基本收斂；（2）隨著 A 膨脹劑摻量的增加，干燥收縮率降低；（3）延長養護齡期，可進一步降低混凝土的干燥收縮率，尤其對補償收縮混凝土的干燥收縮率降低效果顯著，這是因為隨著養護齡期的延長，在濕潤環境下，能進一步激發膨脹劑的補償收縮效能，從而使混凝土早期出現微膨脹效果；（4）A 膨脹劑在摻量為5%、8% 時，補償收縮混凝土的干燥收縮率分別為基準混凝土干燥收縮率的60%、57%。

4　結論

（1）膨脹劑需要謹慎選擇。在基準混凝土基礎上，內摻膨脹劑進行工作性、限制膨脹率、抗壓強度比、干燥收縮率的對比研究，從而選擇綜合性能較好的膨脹劑。

（2）補償收縮混凝土的補償收縮效能與養護齡期密切相關，適當延長養護齡期可有效發揮膨脹劑的效力，降低混凝土的干燥收縮。

［通訊地址］湖北省荊門市東寶區泉口路21號（430080）

曾飛（1989－），助理工程師，主要從事商混站技術質量管理工作。