混凝土早期收缩性能研究
作者：杨伟东 陈岩
（单位）哈尔滨鸿成商品混凝土有限公司 哈尔滨鸿成商品混凝土有限公司
摘要：本文依据国家标准GB/T50082-2009研究强度等级及大掺量混合材对混凝土早期收缩性能的影响。结果表明混凝土早期总收缩随强度等级的提高而增加；和基准混凝土相比，混凝土中掺加30%矿粉和20%粉煤灰后早期总收缩值有所增加，但均不大。混凝土早期总收缩主要发生在24h内， 24h内混凝土收缩显著。强度等级高的混凝土早期失水情况较为严重，掺加大掺量粉煤灰和矿粉后，早期水分流失进一步增加。
关键词：混凝土；早期收缩；粉煤灰；磨细矿渣
Rearch on early shrinkage of concrete
Abstract: Effect of high volume admixture and strength grade on early shrinkage of concrete was rearched according to GB/T50082-2009 lock in this paper.The results show
ed that early total shrinkage of concrete was incread with increa of strength. The shrinkage was incread a little after mixed with 30% slag and 20% fly ash compared to the control concrete.The total shrinkage of concrete mainly occurs within 24h and shrinkage was significant. Water loss of high-strength grade concrete was more rious. The early loss of water further incread after the fly ash and slag was mixed into concrete.
Keyword: Concrete, Early shrinkage, Fly ash, Slag
1.前言
混凝土早期收缩和开裂越来越引起人们重视，早期收缩产生的主要原因为混凝土的水灰比较小、单位体积内水泥用量较大、水泥细度不断提高、减水剂、早强剂的使用。这些都提高了混凝土的早期强度及其发展速度，提高了混凝土的早期水化热，导致了混凝土早期收缩。混凝土早期收缩的发生过程为：水泥的水化、混凝土水分的迁移、局部水分缺乏、混凝土内毛细孔表面张力的增大、混凝土发生早期收缩。在整个收缩发生过程中，控制其中任何一个环节都能够改善混凝土早期收缩的发生。目前，活性混合材已广泛应用于混凝土
中[1-3]，但一般掺量较少，尤其在水利工程中。由于工业废渣如粉煤灰、磨细矿渣等混合材颗粒较细，
具有火山灰活性，在混凝土中能够起到微集料效应。并且能与水泥水化过程中析出的氢氧化钙进行“二次反应”，水化产物能够填充水泥石的毛细孔，形成紧密的混凝土微观结构，提高混凝土的密实度。本文研究混凝土强度等级和混合材对混凝土早期收缩的影响，为工程施工提供必要的建议和指导。
2试验方案
2.1原材料
所用水泥为P·O 42.5型普通硅酸盐水泥；粉煤灰为Ⅰ级灰； 选用富布斯建材有限公司生产的S95级高炉矿渣；超塑化剂选用NAFR型高效减水剂，推荐掺量为胶凝材料总重量的0.8~1.5%。粗骨料为碎石，连续级配，表观密度为2660kg/m3；细骨料为江砂，细度模数2.8。混凝土搅拌用水为哈尔滨饮用自来水。
2.2试验方法及过程
将原材料按表1所示配合比均匀搅拌后分别成型抗压强度、收缩及表面蒸发量试验的混凝土试件。抗压强度采用100mm的立方体试件，分别测量3d、7d、28d、56d龄期的抗压强度。混凝土的早期收缩依据国家标准GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行。收缩试验采用100mm×100mm×400mm试模，每组3个试件，测量仪器为千分表，混凝土浇筑6h后开始测量早期收缩，每隔1h测量1次。混凝土早期表面水分蒸发量试验采用面积为100cm2的容器，在容器中浇筑混凝土，插捣后表面抹平，置于与收缩试件同一环境中，每个配合比成型3个试件。成型后称量试件的质量，6h后每隔1小时称1次重量。混凝土表面水分蒸发量为单位面积混凝土的水分蒸发质量，Kg/m2。
2.3配合比
根据试验要求，设计混凝土配合比如表1骏马图片高清所示：
表1 混凝土配合比
编号 | 水灰比 | 1m一轮明月挂天边3混凝土各材料用量(kg) |
水泥 | 水 | 砂 | 石 | 矿渣 | 粉煤灰 | 减水剂 |
A1 | 0.45 | 350 | 157.5 | 777日式筷子 | 1166 | - | - | 3.5 |
B1 | 0.37 | 400 | 148 | 742 | 1160 | - | - | 4 |
B2 | 0.37 | 200 | 148 | 742 | 1160 | 120 | 80 | 4 |
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3试验结果及分析
3.1抗压强度
如表2所示，为各配合比混凝土的抗压强度。从表中可以看出，掺入20%的粉煤灰和30%的磨细矿渣后，混凝土的早期强度有所降低，而攀的成语56d抗压强度接近普通混凝土。吊唁的意思
表2 混凝土抗压强度
编号 | 抗压强度（MPa） |
3d | 7d | 28d | 56d |
A | 16.9 | 24.6 | 33.7 | 35.6 |
B1 | 26.8 | 38.6 | 54.1 | 57.8 |
B2 | 23.1 | 34.5 | 52.6 | 57.1 |
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3.2早期收缩
如图1所示，为混凝土强度等级对早期收缩影响的曲线。从图中可以看出混凝土强度等级越
高，早期收缩就越明显。在开始24h内，混凝土的收缩发展较快，A混凝土的24h的收缩值占了总收缩的65.7%，B1混凝土的24h收缩值占了总收缩的75.9%。混凝土的早期收缩在24h之后逐渐趋于平缓。
图1 强度等级对混凝土早期收缩的影响
如图2所示，可知掺加粉煤灰和矿粉的混凝土早期收缩值高于普通混凝土，但差别不大。普通混凝土最大收缩值为pep英语1011.3µε，掺加粉煤灰和矿渣的混凝土早期收缩值是1261.3µε。在
78h内，普通混凝土收缩值一直在增加，而掺加粉煤灰和矿渣的混凝土早期收缩最大值出现在宝宝金水的功效24h-34h之间。混凝土的早期收缩在前24h发展较快，在24h之后逐渐趋于平缓。
图2 掺合料对混凝土早期收缩的影响
3.3混凝土早期表面水分蒸发量
如图3所示，强度等级高的混凝土早期失水情况更加严重，B1混凝土144h水分损失达到1.525Kg/m2；而A混凝土的水分损失达到0.750Kg/m2。
图3 强度等级对混凝土早期表面水分蒸发量的影响
如图4所示，掺加矿粉和粉煤灰的混凝土(B2)早期失水情况更加严重，水分损失达到2.150Kg/m2；而普通混凝土(B1)的水分损失达到1.525Kg/m2。由于矿渣掺量为30%，掺量较大，混凝土出现轻微的泌水和离析现象，这就导致了其早期水分蒸发较多。混凝土早期收缩在1d内较大，而水分蒸发速度变化不大，这说明混凝土早期收缩不完全决定于水分蒸发速度，还与混凝土本身性质有关。
图4 掺合料对混凝土早期表面水分蒸发量的影响
3.4机理分析
本文试验测得的收缩为混凝土早其干燥收缩和自生收缩的总值，收缩值是二者综合作用的结果。Powers 和Brownyard的研究结果表明当混凝土的水灰比大于0.42时混凝土早期收缩以干燥收缩为主；小于0.42时则以自生收缩为主[4-7]。文中和A混凝土相比，B1混凝土的水灰比较小，混凝土内自由水较少，同时水泥用量较大，因此它的早期总的收缩值明显增
大。在混凝土中添加20%的粉煤灰和30%的磨细矿渣后，混凝土早期强度较低，强度发展较慢，内部密实度较差，混凝土内部的水分容易从混凝土内部迁移至空气中。因此在混凝土中掺加50%的活性混合材增大了混凝土的早期总的收缩值。
4结论
通过本文研究，得出如下结论：
1．混凝土早期总收缩随强度等级的提高而增加，在混凝土中掺加大掺量混合材后（30%矿粉和20%粉煤灰）后，混凝土早期总收缩值有所增加，但均不大。混凝土早期总收缩主要发生在24h内， 24h内混凝土收缩显著，之后混凝土收缩减缓，收缩值变化不大。
2．强度等级高的混凝土早期失水情况较为严重，掺加大掺量粉煤灰和矿粉后，早期水分流失进一步增加。
参考文献
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