不一样减水剂对普通混凝土收缩性能的影响

　　减水剂作为一种常见的混凝土外加剂，属于混凝土的第五组分，不仅能有实际效果的减少混凝土用水量，提高混凝土的流动性和工作性能，还会对混凝土的收缩性能产生重要影响，易引发建设施工的非结构性裂缝问题。因此，应具体掌握高效减水剂对混凝土收缩性能的影响及其作用规律，为抗裂设计与规划提供基础的技术数据。

　　本文设计了普通混凝土的收缩试验，在不改变混凝土配合比的条件下，研究羧酸系（PCA）、萘系（FDN）、氨基磺酸盐（AS）三类减水剂对混凝土的收缩影响。为保证试验结果的可靠性，需严格筛选原材料，详细情况如下所示：

　　(1)水泥是混凝土的主要胶凝材料，其性能对混凝土的强度、耐久性和收缩性能有着直接影响。本次试验采用42.5R级普通硅酸盐水泥，其化学成分见表1。

　　该水泥的密度为3.1g/cm3，具有较高的强度和良好的耐久性，适用于高性能混凝土的制备。

　　（2)骨料是混凝土的重要组成部分，包括细骨料和粗骨料。试验细骨料采用机制I级中砂，表观密度为2656kg/m3；粗骨料为火山岩碎石，粒径为5～25mm，表观密度为1520kg/m3，抽查后均符合JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检测验证的方法标准》，可以有明显效果地提升混凝土的强度和耐久性。

　　（3）试验使用掺合料包括粉煤灰和矿渣。本文选用产自福建某公司的I级粉煤灰，其含水量为0.18%，45μm方孔筛筛余量为9.5%；矿渣选用某钢铁厂水淬磨细矿渣，其密度为2.70g/cm3，，两种掺合料的化学成分见表2所示。

　　对其进行抽检后发现，两类样品均符合GB/T1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、GB/T18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的要求。

　　（4）高效减水剂是本次试验的关键原材料，其作用机理主要有三点，可对混凝土的收缩性能产生重要影响：

　　①吸附在水泥颗粒表面，产生电解作用，进而降低水泥颗粒的负电位，使之分散；

　　③可引人微小气泡，降低体系表面自由能，增加水泥颗粒之间的相互滑动能力。本试验共选取3种高效减水剂，其型号和性能指标如表3所示。

　　（1）满足C40混凝土试配强度达到48.2MPa的要求，落度达到（185±5）mm，黏聚性和保水性良好；（2）通过调整高效减水剂的掺量，探究其对混凝土收缩性能的影响；（3）尽可能保持其他原材料和配合比的相对来说比较稳定，以减少对试验结果的干扰。因此，本试验在设计配合比时，保持混凝土配合比不变，掺加高效减水剂，采用了相应的配合比方案，详细情况见表4，确认减水剂对混凝土收缩的影响情况。

　　(1)HJW-60型混凝土搅拌机，用于将水泥、骨料、掺和料、高效减水剂等原材料混合均匀，制备出符合标准要求的混凝土试样，确保混凝土试样的均匀性和稳定性。

　　（2)混凝土振动台，在混凝土试样制备过程中用于排除混凝土中的气泡，提高混凝土的密实度，其振动频率和振幅可调。

　　(3)100mm×100mm×100mm混凝土试模、100mm×100mm×400mm混凝土试模、100mm×100mm×515mm混凝土收缩试验试模，用于制备混凝土试样，保证其规格符合技术要求。

　　（4)混凝土收缩测长仪，通过精确的位移传感器测量混凝土试样的收缩变形，自动监测并记录混凝土在固化过程中长度的微小变化。

　　（5)电液式压力试验机，最大试验力2000kN，通过电液伺服控制技术测量混凝土的抗住压力的强度，并捕捉混凝土试样的形变过程。

　　(6)600kN压力试验机，量程较小，最大试验力600kN，适用于制作和测试较小规格的混凝土试样。

　　（7）WE-30型材料试验机，精度高，用于测试混凝土试样的力学性能和变形特性。

　　根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》，试验室试拌调整配合比，得到羧酸系减水剂满足落度设计目标所需的最佳掺量。先将减水剂掺量设为1.2%，即5.04kg/m3，拌合物落度超出设计的基本要求，产生了轻微的泌水问题，因此将其降至1.0%，即4.20kg/m3，此时未达到设计的基本要求，最终调整为1.1%，此时混凝土的落度满足（185±5）mm，确定其最佳掺量为1. 1%。

　　萘系减水剂掺量与混凝土落度的关系如图2所示。当减水剂掺量为1.6%时，混凝土的落度在合理范围内，确定其为最佳掺量。

　　氨基磺酸系减水剂掺量与混凝土落度的关系如图3所示。当减水剂掺量为1.8%时，混凝土的落度在合理范围内，确定其为最佳掺量。

　　本试验依照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能测试方法》的有关要求制作试件。

　　（1)使用标准模具开展制备工作，提前检查模具是不是满足内壁光滑、无杂质、刚度达标等要求，避免在混凝土浇筑和振捣过程中发生变形，确认无误后按照两种配合比方案，将混凝土材料倒人模具中，将其振捣密实。静置一段时间后使其形成稳定的结构，得到100mm×100mm×515mm棱柱体试件。

　　(2)带模进行养护，时间为1d，防止水分过快蒸发导致混凝土表面干裂，然后小心拆模，不得对试件造成损伤；最后要将试件放人标准养护室进行养护，使其在稳定的环境中持续水化、硬化，并减少由于温度和湿度变化引起的收缩变形，注意将温度和湿度条件分别控制为（20±3）℃、90%。养护结束后，将试件放入恒温恒湿室中，测量其在不同龄期下的收缩变形情况，

　　由表5可知，在配合比固定的情况下，依照最佳掺量添加羧酸系减水剂，混凝土的早龄期收缩会随龄期的增加而不断的提高，前期收缩速度较快，尤其是成型后的24h内，然后逐渐趋于平缓，1d龄期的收缩占7d的64.6%左右。与未添加减水剂的基准组混凝土相比，添加羧酸系减水剂的混凝土整体收缩增大了40.1%，减缩作用显著。

　　由表6可知，在配合比固定的情况下，依照最佳掺量添加萘系减水剂，混凝土的早龄期收缩会随龄期的增加而不断的提高，整体呈现出快速收缩-减缓-趋于平稳的特点，1d龄期的收缩占7d的67.7%左右，7d收缩比未添加减水剂的基准组混凝土增大了6.8%。

　　由表7可知，在配合比固定的情况下，依照最佳掺量添加氨基磺酸系减水剂，混凝土的早龄期收缩会随龄期的增加而不断的提高，整体变化特点与上述减水剂具有一致性，1d龄期的收缩占7d的58.9%左右，混凝土7d收缩比未添加减水剂的基准组混凝土减小了36.8%，证明该减水剂对混凝土收缩性能的影响较小，甚至起到了减缩的效果。

　　绘制外掺减水剂混凝土的变形曲线可见，混凝土的收缩变形由大到小依次为萘系氨基磺酸系羧酸系，其中，萘系减水剂在基准组的基础上，增大了混凝土的早期收缩变形；而氨基磺酸系和羧酸系减水剂则减小了混凝土的收缩变形，提高了混凝土的体积稳定性。

　　本文通过化学试验分析，深入探讨了不同减水剂对高性能混凝土收缩性能的影响。研究根据结果得出，不同减水剂的掺入会在某些特定的程度上影响高性能混凝土的收缩变形，但具体效果会直接受到减水剂种类因素的影响。试验中，萘系减水剂增大了混凝土的早期收缩变形，而氨基磺酸系和羧酸系减水剂则减小了混凝土的收缩变形。因此，实际工程应根据具体工程条件和要求，合理选择高效减水剂的种类，确定最佳掺量，以达到预期的混凝土收缩控制效果，为混凝土的广泛应用提供坚实的科学支撑。（来源：《江西建材》2024.09）返回搜狐，查看更加多