浅谈减水剂对混凝土收缩的影响

浅谈减水剂对混凝土收缩的影响

文章摘要：摘 要: 在总结已有文献资料的基础之上,结合部分试验研究结果,讨论了常用的几类减水剂对水泥混凝土收缩及自收缩的影响。 关键词: 减水剂;干缩;自收缩;机理 中图分类号: TV42 + 4 文献标识码: A 文章编号:1006 - 3951 (2007) 02 - 0063 - 04 1 前言 经历了从钢筋混凝土到预应力混凝土直至现今的高性能混凝土100 多年的发展历程,当代混凝土正向着更高强、高流动性、高耐久性的方向发展。混凝土外加剂不但可使混凝土多种性能得到改善,而且促进了混凝土新技术的发展和工业废渣的有效利用...... 1 前言

经历了从钢筋混凝土到预应力混凝土直至现今的高性能混凝土100 多年的发展历程,当代混凝土正向着更高强、高流动性、高耐久性的方向发展。混凝土外加剂不但可使混凝土多种性能得到改善,而且促进了混凝土新技术的发展和工业废渣的有效利用。日本、北欧、美国等发达国家已基本上在所有混凝土中掺用了外加剂,而我国目前在混凝土中使用外加剂还不是很普遍,每年水泥年产量已超过了6亿吨,但掺外加剂的混凝土仅占30 %左右。混凝土外加剂在混凝土中的广泛应用,已使其成为混凝土尤其是高性能混凝土中必不可少的第五组份。多功能的外加剂已经成为当代高性能混凝土技术的核心之一,其品种及功能的发展也日新月异,这些新品种的外加剂对混凝土收缩的影响到底如何,已成为人们普遍关注的一个重要问题。随着混凝土向高强高性能方向发展,要求混凝土具有很好的耐久性。提高混凝土耐久性的关键之一是降低水胶比,提高混凝土的密实性。这就要求减水剂的减水率高,并使混凝土具有很好的工作性。经过近半个世纪的发展,减水剂经历了由木质磺酸盐系、糖蜜减水剂→萘磺酸盐甲醛缩合物减水剂、磺化三聚氰胺甲醛减水剂、氨基磺酸盐高效减水剂→聚羧酸高效减水剂几代产品的发展;其发展趋势为从低减水率(10 %左右) 到高减水率(20 %左右) 直至超高减水率(30 %左右) 。

本文在结合已有的文献资料基础之上,结合部分新型的外加剂试验研究结果,讨论了常用的几类减水剂对于水泥混凝土收缩变形的影响规律。

2 减水剂对水泥混凝土收缩性能的影响

文献〔2〕对20 世纪90 年代以前国内外有关外加剂对混凝土收缩的影响研究进行了总结(见表1～表4) ,它介绍了早期使用的木钙、糖蜜类(减水率在5 %～12 %) 普通减水剂,以及减水率大于12 %的萘系高效减水剂对混凝土干燥收缩的影响,其研究结果认为木钙类减水剂在增加坍落度的情况下会增加混凝土的干缩,而减水、减水泥的情况下则与基准混凝土相差不大(见表1) 。掺萘系高效减水剂的混凝土的收缩略大于基准混凝土(见表2) ,当高效减水剂掺量达到1. 0 %时,掺高效减水剂的混凝土干缩比不掺的增大13 %～25 %(见表3) 。单独掺用木钙、糖蜜和萘系高效减水剂对坍落度在18～23 cm的流态混凝土干缩的影响并不显著(见表4) ,但是当木钙与FDN 复掺时,会使流态混凝土的干缩有一定的增加(见表4) 。

文献〔3〕认为掺木钙减水剂即便是降低用水量也仍然会增加混凝土的干缩,将木钙与早强剂复合时混凝土的干缩值更大一些,当木钙减水剂用于减少单位水泥用量时则干缩值较基准混凝土小,此外,水泥中SO3 含量和碱含量也会影响掺木钙减水剂混凝土的干缩。掺糖蜜减水剂的混凝土干缩要高于掺木钙的混凝土。

江苏建筑科学研究院有限公司〔4〕对比研究了掺聚羧酸类外加剂和萘系高效减水剂的混凝土的干燥收缩和净浆的自收缩,试验结果如图1、图2 所示。图1 (a) 的试验结果表明,与萘系高效减水剂增加混凝土干燥收缩和自收缩不同,掺聚羧酸类减水剂的混凝土干缩值低

于基准混凝土,在通常的掺量下(减水率在20 %左右) ,掺聚羧酸外加剂的混凝土60d 干缩值较掺萘系高效减水剂的混凝土约低40 %。图1(b) 的试验结果表明,对于低水胶比的水泥浆体,掺聚羧酸减水剂其自收缩要明显低于掺萘系减水剂的情况,在相同的配比下90 d 约降低了30 %。这表明这种新一代的高效减水剂在配制高抗裂性能混凝土上较传统减水剂具有明显优势。FDN 的掺量对净浆自收缩的影响结果如图2 所示,自收缩随着FDN 掺量的提高而明显增大,目前国内工程和研究中普遍采用萘系高效减水剂,为了配制低水胶比的高性能水泥基材料,增加萘系外加剂的掺量来降低水胶比往往是最常用的手段,这也是导致低水胶比水泥基材料自收缩大的原因之一,往往增加FDN 的掺量,对混凝土抵抗收缩开裂带来不利的影响。