(3)高性能混凝土的自收縮
高效減水劑和礦物細摻料的使用出現推動了高強混凝土和高性能混凝土在實際工程中的應用。一般地,混凝土的收縮變形主要包括化學收縮、塑性收縮、溫度收縮、幹燥收縮、碳化收縮和自收縮六種主要形式。除了自收縮之外的其他收縮的定義及其影響因素在很多文獻中都有祥述,此處不再贅述。
在水膠比較高的普通混凝土中,自收縮與幹燥收縮和溫度收縮相比很小,在很多情況下無需單獨考慮。早在60多年前Davis就測定了大體積水工混凝土的內部自收縮,以線性應變計測量,齡期一個月時為40×10-6,5a後為100×10-6。正因為普通混凝土的自收縮如此小,所以長期以來沒有得到重視,在實際應用中一般將其包括在總的收縮之中,不單獨考慮。
高性能混凝土的水膠比小、粗骨料粒徑較小、其他輔助膠凝材料的摻入使得混凝土拌和物黏聚性增大,故發生沉降、泌水的現象較少,塑性收縮也就相對較小;隨著WbrB的降低,混凝土的碳化作用將顯著降低,對於高性能混凝土而言,碳化現象隻發生在混凝土的表層,故高性能混凝土的碳化收縮非常小;幹燥收縮隨著WbrB的降低而降低,而自收縮恰好相反,高性能混凝土的WbrB比較低,一般低於0.40。Tazawa等人的研究也表明,高性能混凝土的自收縮在混凝土總收縮中所占的比重隨著水膠比的降低而迅速增大,對於WbrB為0.40、0.30、0.17的高性能混凝土,自收縮占總收縮值的比重分別為:40%、50%、100%。通過對混凝土的各種類型的收縮進行研究,安明喆等認為,自收縮與溫度收縮可能是引起高性能混凝土初期裂縫的主要原因,所以研究高性能混凝土的自收縮具有非常重大的工程意義。
在混凝土中摻入某些礦物細摻料能夠降低溫升,改善工作性能,提高後期強度,並可以改善混凝土的內部結構,提高抗腐蝕能力等。可加入到混凝土中的礦物細摻料有很多,如粉煤灰、磨細粉煤灰、礦渣、磨細礦渣、矽灰、偏高嶺土、沸石粉、石灰石粉、石英砂粉等。礦物細摻料已經成為配製高性能混凝土非常重要的組分。在“填充密實理論”的指導下,所用的礦物細摻料朝著高活性、細粒徑的方向發展。納米材料憑借著獨特的小尺寸效應、表麵效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等特性在很多領域得到廣泛的應用,混凝土工作者也將納米材料引用到水泥基材料中,並對混凝土的某些性能展開了初步的研究。各國學者對混凝土的礦物細摻料如粉煤灰、磨細粉煤灰、礦渣、磨細礦渣、矽灰、偏高嶺土等對自收縮的影響都進行了比較深入的研究。
(3)高性能混凝土的自收縮
高效減水劑和礦物細摻料的使用出現推動了高強混凝土和高性能混凝土在實際工程中的應用。一般地,混凝土的收縮變形主要包括化學收縮、塑性收縮、溫度收縮、幹燥收縮、碳化收縮和自收縮六種主要形式。除了自收縮之外的其他收縮的定義及其影響因素在很多文獻中都有祥述,此處不再贅述。
在水膠比較高的普通混凝土中,自收縮與幹燥收縮和溫度收縮相比很小,在很多情況下無需單獨考慮。早在60多年前Davis就測定了大體積水工混凝土的內部自收縮,以線性應變計測量,齡期一個月時為40×10-6,5a後為100×10-6。正因為普通混凝土的自收縮如此小,所以長期以來沒有得到重視,在實際應用中一般將其包括在總的收縮之中,不單獨考慮。
高性能混凝土的水膠比小、粗骨料粒徑較小、其他輔助膠凝材料的摻入使得混凝土拌和物黏聚性增大,故發生沉降、泌水的現象較少,塑性收縮也就相對較小;隨著WbrB的降低,混凝土的碳化作用將顯著降低,對於高性能混凝土而言,碳化現象隻發生在混凝土的表層,故高性能混凝土的碳化收縮非常小;幹燥收縮隨著WbrB的降低而降低,而自收縮恰好相反,高性能混凝土的WbrB比較低,一般低於0.40。Tazawa等人的研究也表明,高性能混凝土的自收縮在混凝土總收縮中所占的比重隨著水膠比的降低而迅速增大,對於WbrB為0.40、0.30、0.17的高性能混凝土,自收縮占總收縮值的比重分別為:40%、50%、100%。通過對混凝土的各種類型的收縮進行研究,安明喆等認為,自收縮與溫度收縮可能是引起高性能混凝土初期裂縫的主要原因,所以研究高性能混凝土的自收縮具有非常重大的工程意義。
在混凝土中摻入某些礦物細摻料能夠降低溫升,改善工作性能,提高後期強度,並可以改善混凝土的內部結構,提高抗腐蝕能力等。可加入到混凝土中的礦物細摻料有很多,如粉煤灰、磨細粉煤灰、礦渣、磨細礦渣、矽灰、偏高嶺土、沸石粉、石灰石粉、石英砂粉等。礦物細摻料已經成為配製高性能混凝土非常重要的組分。在“填充密實理論”的指導下,所用的礦物細摻料朝著高活性、細粒徑的方向發展。納米材料憑借著獨特的小尺寸效應、表麵效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等特性在很多領域得到廣泛的應用,混凝土工作者也將納米材料引用到水泥基材料中,並對混凝土的某些性能展開了初步的研究。各國學者對混凝土的礦物細摻料如粉煤灰、磨細粉煤灰、礦渣、磨細礦渣、矽灰、偏高嶺土等對自收縮的影響都進行了比較深入的研究。
4.1.2自收縮實驗研究方法
Jenn等人認為自收縮的測試方法不一致是造成測試結果不一致的主要原因。由於至今沒有統一的測試標準與儀器,不同學者采用的自收縮測試方法也不盡相同,得出的結論也各不一致。自收縮測定的初始點因人而異,測試試件尺寸也不統一。采用水泥漿體和砂漿試件測得的自收縮值並不代表混凝土的自收縮值,它們隻能定性地反映混凝土自收縮的發展趨勢,對於實際工程裂縫的分析研究並不完全適用。本文采用混凝土試件研究了多種礦物細摻料(粉煤灰、矽灰、納米二氧化矽)和化學外加劑(引氣劑、超緩凝劑)對高性能混凝土自收縮的影響。