外加劑對混凝土收縮與開裂性能影響的試驗研究

1引言混凝土收縮與開裂始終是影響混凝土質(zhì)量的一個重要的因素，當(dāng)混凝土處于自由狀態(tài)時并不會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。然而在實(shí)際使用過程中，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)約束力，進(jìn)而出現(xiàn)相應(yīng)的拉應(yīng)力，一旦拉應(yīng)力相比抗拉強(qiáng)度高時，便會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。隨著我國建筑工程的不斷增加，混凝土開裂對于工程質(zhì)量有著直接性影響。通過對不同外加劑進(jìn)行添加，能夠?qū)炷岣呤湛s和抗裂性能有所改變，合理地添加外加劑能夠使混凝土質(zhì)量得到提升。通過添加減水劑對混凝土性能造成的影響進(jìn)行實(shí)驗研究，以期對相關(guān)的研究人員與工作者有所借鑒作用。2實(shí)驗材料1）水泥：水泥選用的是山東三旺混凝土有限公司生產(chǎn)的42.5級別的硅酸鹽水泥。該水泥的主要成分含量分別為SiO2為92.51%、Al2O3為1.65%、Fe2O3為0.99%、CaO為0.35%、MgO為0.50%。2）減水劑：減水劑選用聚羧酸高效減水劑，該減水劑各項性能指標(biāo)如下：其減水率是20%～30%、泌水率不高于20%、塌落度增加值超過100mm、塌落度保留值不低于160mm、最佳摻水量為1.2%。3）水：實(shí)驗所用水均為自來水。3實(shí)驗方法3.1收縮試驗方法為防止骨料種類影響收縮率，本實(shí)驗采取ISO標(biāo)準(zhǔn)檔中規(guī)范的砂漿配置實(shí)現(xiàn)對試件收縮性能的實(shí)驗[1]。砂漿使用凝膠材料共計450g，控制砂膠比是3∶1，而水灰比和正常混凝土水灰比一致。試件制作后放置于養(yǎng)護(hù)箱中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間為1d，之后進(jìn)行脫模。脫模后將其進(jìn)行密封，放置在溫度和濕度分別為20℃±2℃、90%以上的養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)繼續(xù)養(yǎng)護(hù)7d。養(yǎng)護(hù)完成后取出試件測量其初始長度l0，之后轉(zhuǎn)移至溫度和相對濕度分別為20℃±3℃、60%±5%的養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)21d，并在養(yǎng)護(hù)第1d、3d、7d、14d和21d分別測定試件長度lt，最終以第28d產(chǎn)生的干縮率作為整個收縮結(jié)果。砂漿收縮率εt根據(jù)式（1）計算：εt=（l0-lt）l（1）式中，l0為初始測量長度，mm；lt為期齡測量長度，mm；l為試件有效長度，mm[2]。3.2抗裂試驗方法根據(jù)《普通混凝長期性能和耐久性能試驗方法》（GB/T50082—2009）中的規(guī)定，選取平板刀口約束法實(shí)現(xiàn)對混凝土開裂進(jìn)行評價。試驗水泥板尺寸長寬高分別為800mm、600mm、100mm，模板構(gòu)成主要有約束鋼板和裂縫誘導(dǎo)刀口2部分。將拌制均勻的混凝土澆筑到模板中，并對其振搗攤平與整平處理。當(dāng)水泥板成型0.5h后，將試件放置在溫度在20℃±2℃、相對濕度為60%±5%環(huán)境內(nèi)，并對其利用風(fēng)扇進(jìn)行干縮處理，保證距離試件表面中心上方10cm位置的風(fēng)速是8m/s，使方向與試件表面與裂縫誘導(dǎo)器相互平行，對水泥板開裂情況進(jìn)行實(shí)時觀測。吹風(fēng)24h之后對其裂縫數(shù)量及其長寬度進(jìn)行觀測與測量，長寬度精確至毫米。本實(shí)驗采取最大裂縫寬度與總開裂面積作為評價指標(biāo)?？傞_裂面積c根據(jù)式（2）進(jìn)行計算：4實(shí)驗結(jié)果與分析4.1試驗配合比試驗配合比與實(shí)驗結(jié)果如表1所示。4.2減水劑對收縮性能影響減水劑添加量從0.6%～1.5%范圍內(nèi)收縮量情況來看，和對照組未添加減水劑的砂漿相比較來看，添加減水劑使砂漿出現(xiàn)了不同程度的收縮。當(dāng)處于1d、3d和7d時收縮分別為110%、115%和120%。在添加量為0.6%～1.5%時，砂漿收縮并為出現(xiàn)顯著的改變，收縮量在110～145μm/m范圍內(nèi)波動。相對來說，當(dāng)減水劑添加量在1.2%情況下收縮性能最小。而且減水劑添加量在0.6%～1.5%時，干燥收縮值也相比微添加減水劑的砂漿更大，而且隨著減水劑的含量的增加而逐漸增大。添加減水劑含量為0.6%～1.5%導(dǎo)致砂漿在完成干燥收縮之后相比于未添加減水劑的砂漿增多了5.7%～11.4%。4.3減水劑對抗裂性能影響在相同水灰比情況下，減水劑含量不同對混凝土最大裂縫與總開裂面積造成的影響也不同[3]。在水灰比相同的條件下，加入減水劑導(dǎo)致最大裂縫與總開裂面積均出現(xiàn)增加，使混凝土抗裂性能出現(xiàn)降低。和沒有添加減水劑混凝土比較發(fā)現(xiàn)，聚羧酸減水劑添加量分別是0.6%～1.5%時，最大裂縫寬度也相應(yīng)的增加了46.3%、77.0%、92.4%與115.4%。同時，添加減水劑也導(dǎo)致混凝土總開裂面積隨著添加量的增加而增加。和沒有添加減水劑混凝土比較發(fā)現(xiàn)，聚羧酸減水劑添加量分別是0.6%～1.5%時，總開裂面積也相應(yīng)的增加了14.6%、71.4%、123.1%與130.3%。5結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑工程也呈現(xiàn)逐漸增加，建筑工程當(dāng)中必不可少的原料便是混凝土。但是混凝土在干燥過程中極易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，對混凝土質(zhì)量造成一定的不良影響。對此通過添加各種外加劑使混凝土的開裂性能得到提升。但是多數(shù)情況下添加一種外加劑將會導(dǎo)致混凝土抗裂性能出現(xiàn)下降。本文通過對混凝土中添加聚羧酸