SAP自養(yǎng)護(hù)材料對混凝土力學(xué)性能及孔結(jié)構(gòu)的影響

(中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000)

1 前言

自從自養(yǎng)護(hù)材料應(yīng)用于混凝土以來，國內(nèi)外學(xué)者在自養(yǎng)護(hù)材料對混凝土力學(xué)性能的影響等方面進(jìn)行了一系列的研究工作。Mehta PK等人認(rèn)為通過內(nèi)養(yǎng)護(hù)能促進(jìn)水泥的水化，提高力學(xué)性能，如強(qiáng)度和彈性模量。本文希望對自養(yǎng)護(hù)混凝土進(jìn)行宏觀和微觀研究，可將其宏觀指標(biāo)與微觀孔結(jié)構(gòu)指標(biāo)形成有效的相互支撐，從不同的角度研究自養(yǎng)護(hù)材料的作用。

2 原材料與試驗(yàn)方法

2.1 原材料

(1)水泥及粉煤灰。采用河南鄭州天瑞集團(tuán)有限公司42.5級普通硅酸鹽水泥，粉煤灰采用洛陽首龍集團(tuán)有限公司的II級粉煤灰，技術(shù)指標(biāo)均符合要求。

(2)減水劑。由河南省禎祥路橋科技有限公司提供聚羧酸減水劑，其減水率為27%。

(3)砂石。細(xì)骨料為天然河砂，細(xì)度模數(shù)為2.4。 粗集料為人工碎石，顆粒粒徑符合5～20mm的連續(xù)級配。

(4)高吸水樹脂(SAP)。為具有較好的吸水速率和水能力的高分子材料。

2.2 試驗(yàn)方法

(1)試驗(yàn)配合比。本課題混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C50，坍落度為180±20mm。自養(yǎng)護(hù)混凝土SAP摻量為膠凝材料的0.2%，保持水灰比在0.38%不變。

(2)力學(xué)試驗(yàn)及孔結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)按照《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的要求進(jìn)行試驗(yàn)。本試驗(yàn)采用壓汞法測量混凝土的孔結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)果及分析

3.1 力學(xué)性能結(jié)果及分析

圖1顯示了摻加高吸水樹脂SAP對不同齡期混凝土強(qiáng)度的影響。由圖可知，和普通混凝土相比，自養(yǎng)護(hù)混凝土7d齡期強(qiáng)度下降了2.6MPa；但隨著齡期的增長，自養(yǎng)護(hù)混凝土抗壓強(qiáng)度增長速率較快，28d和56d齡期時強(qiáng)度均高于普通混凝土。

圖1 高吸水樹脂對混凝土各齡期抗壓強(qiáng)度的影響

綜上，摻加高吸水樹脂SAP的自養(yǎng)護(hù)混凝土抗壓強(qiáng)度，短齡期效果并不明顯，但隨著齡期的增長其自養(yǎng)護(hù)效果愈加明顯。

3.2 壓汞試驗(yàn)(MIP)結(jié)果及分析

當(dāng)養(yǎng)護(hù)齡期為7d時，普通混凝土和自養(yǎng)護(hù)混凝土的孔隙體積微分曲線的形狀相似，且均出現(xiàn)幾個峰值。然而，通過積分發(fā)現(xiàn)，7d齡期時，普通混凝土內(nèi)部孔隙的總體積與自養(yǎng)護(hù)混凝土基本相同。這說明SAP的摻加，對混凝土早期內(nèi)部孔隙的改善作用不明顯。

圖2為齡期56d時混凝土的孔隙體積微分曲線，它反映了SAP對不同齡期混凝土孔徑分布的影響。其中，D代表孔直徑；V代表孔體積；縱軸和橫軸所包圍的面積為總孔隙體積。

當(dāng)養(yǎng)護(hù)齡期為56d時，通過對混凝土孔隙體積微分曲線的積分發(fā)現(xiàn)，普通混凝土內(nèi)部孔隙的總體積明顯大于自養(yǎng)護(hù)混凝土的孔隙體積。這說明，SAP的摻可以明顯改善混凝土后期內(nèi)部孔隙。

(a)普通混凝土

(b)自養(yǎng)護(hù)混凝土圖2 混凝土56d齡期的孔隙體積微分曲線

4 結(jié) 語

自養(yǎng)護(hù)混凝土前期優(yōu)勢不明顯，后期更能充分發(fā)揮其自養(yǎng)護(hù)的作用。通過對自養(yǎng)護(hù)混凝土進(jìn)行宏觀和微觀分析，二者結(jié)論是一致的，結(jié)論形成了互相支撐。