高強(qiáng)度高性能混凝土的干縮研究

錢周軍+宋國橋+吳瓊

摘 要：由于高性能混凝土具有高耐久性、高工作性、高強(qiáng)度和高體積穩(wěn)定性等許多優(yōu)良特性，因此已經(jīng)越來越廣泛地被應(yīng)用于工程實(shí)際中，影響高性能混凝土干縮的因素有很多，本文主要討論了影響高性能混凝土干縮的因素。

關(guān)鍵詞：高性能混凝土；影響；因素

高性能混凝土（簡稱HPC）是一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土。

高性能混凝土是20世紀(jì)80年代末90年代初，一些發(fā)達(dá)國家基于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)提出的一種全新概念的混凝土，它以耐久性為首要設(shè)計(jì)指標(biāo)，這種混凝土有可能為基礎(chǔ)設(shè)施工程提供100年以上的使用壽命。區(qū)別于傳統(tǒng)混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高強(qiáng)度和高體積穩(wěn)定性等許多優(yōu)良特性，被認(rèn)為是目前全世界性能最為全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特別是在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程中顯示出其獨(dú)特的優(yōu)越性，在工程安全使用期、經(jīng)濟(jì)合理性、環(huán)境條件的適應(yīng)性等方面產(chǎn)生了明顯的效益，因此被認(rèn)為是今后混凝土技術(shù)的發(fā)展方向。影響高性能混凝土干縮的因素有很多，本文主要討論了影響高性能混凝土干縮的因素。

1.單方用水量對干縮的影響

有試驗(yàn)研究表明，抗壓強(qiáng)度60MPa以上，單方混凝土用水量185kg以下的高性能混凝土，即使單方混凝土用水量變化，干燥收縮也基本上不變化，位用水量對收縮影響小。

而且：①水灰比≤40%情況下，水灰比分別為25%，30%，40%，改變每個(gè)水灰比混凝土中的用水量：由140～180kg/m3，混凝土的收縮差別不大。②隨著水灰比由25%增至40%時(shí)，收縮值由4×10-6增至6×10-6 （干縮齡期200d）。也就是說，高性能混凝土的干縮隨水灰比增大而稍有增大；但在相同水灰比下，用水量變化對于縮影響不大。

2.骨料種類對干縮的影響

試驗(yàn)研究還表明：在相同水灰比的混凝土中，不同骨料配制的混凝土，混凝土單方用水量為定值（170kg），水灰比為30%，40%；采用不同性能骨料，干縮值差別很明顯。當(dāng)碎石的密度大時(shí)，其吸水率低，強(qiáng)度高，混凝土的干縮低。而當(dāng)碎石的密度低時(shí)，其強(qiáng)度低，彈性模量也低，混凝土的干縮大。

研究表明，不同骨料對混凝土干縮的影響。以石英巖為骨料的混凝土不同齡期的收縮率最低，30年的收縮值僅為450×10-6；砂巖的收縮率最大，30年的收縮值為1210×10-6。

3.高效減水劑對干縮的影響

高效減水劑對高性能混凝土的干縮也有影響。對不同類型減水劑，根據(jù)其添加量，收縮值增減在10%～20%的范圍內(nèi)。特別是早期開始受到干燥時(shí)，收縮增大。要降低由于添加高效減水劑的干縮值，必須注意早期充分養(yǎng)護(hù)。28d濕養(yǎng)護(hù)的高性能混凝土，即使摻人高效減水劑，干縮值也不會(huì)提高。

4.超細(xì)粉對混凝土干縮的影響

硅粉、明礬石類礦物超細(xì)粉及粉煤灰等具有降低高性能混凝土干燥收縮的效果。而摻人沸石粉、頁巖灰等，會(huì)使干縮增大。

4.1粉對干縮的影響

當(dāng)水膠比為30%時(shí)，硅粉的摻量增大，千縮降低。基準(zhǔn)混凝土干燥齡期150d，于縮值500×10-6；而硅粉摻量10%～20%的高性能混凝土的干縮值為400×10-6。相應(yīng)的失重百分率也是基準(zhǔn)混凝土高。

4.2煤灰超細(xì)粉對于縮的影響

周仕瓊教授等對摻入超細(xì)粉煤灰（UFA）的高性能混凝土，進(jìn)行了收縮測試，研究了不同砂率、UFA摻量、膠凝材料用量B、W/U、W/C對混凝土混凝土體積穩(wěn)定性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：干縮率隨著UFA摻量和W/C的增加而增加，當(dāng)摻量≤50%時(shí)HPC的干縮率均小于基準(zhǔn)混凝土；B與W/B對干縮率影響不大；砂率對強(qiáng)度影響不大，但對坍落度和彈性模量及干縮率有影響，當(dāng)砂率為35%時(shí)坍落度最大，彈性模量最高，干縮率最小。

4.3復(fù)合超細(xì)粉對高性能混凝土收縮的影響

陳益蘭、李樹超以粉煤灰與燒高嶺土復(fù)合和礦渣與燒高嶺土復(fù)合，配制高性能混凝土，水膠比28%。并測定了混凝土的60d齡期的收縮。混凝土試驗(yàn)配比如表1所示。

收縮測試結(jié)果如表2所示。

混凝土收縮測定按《普通混凝土耐性久性測定方法》進(jìn)行。成型10cm×10cm×515cm的棱柱體標(biāo)準(zhǔn)試件，每組6個(gè)。3d齡期起，試件從標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室取出，放入恒溫恒濕室，用混凝土收縮儀測定1d，3d，7 d，14d，28d，45d和60d的長度變化。

從測試結(jié)果來看以30%的礦渣高嶺土復(fù)合超細(xì)粉或粉煤灰偏高嶺土復(fù)合超細(xì)粉等量取代混凝土中的水泥后，高性能混凝土60d的收縮比基準(zhǔn)混凝土的收縮降低一半以上。

由于高性能混凝土具有高耐久性、高工作性、高強(qiáng)度和高體積穩(wěn)定性等許多優(yōu)良特性，因此已經(jīng)越來越廣泛地被應(yīng)用于工程實(shí)際中，具有廣泛的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1]張雄.張永娟.現(xiàn)代建筑功能材料 [M].化學(xué)工業(yè)出版社，2009

[2]田培.王玲.國家標(biāo)準(zhǔn)GB 8076-2008《混凝土外加劑》應(yīng)用指南 [M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 2009

[3]王立久.建筑材料學(xué)（第二版） [M].水利水電出版社，2008endprint