掺有聚羧酸减水剂的混凝土收缩与变形

　　摘  要：研究了掺有聚羧酸高性能混凝土减水剂的大掺量复合掺合材料混凝土和高强高性能混凝土的性能，尤其反映了其收缩与徐变变化规律。

　　1 前言

　　随着聚羧酸系高性能减水剂的开发与应用，目前已有不少在水利、交通、码头等工程以及商品混凝土中应用实例。但相对木质素和萘系减水剂，聚羧酸系高性能减水剂的应用尚属起步阶段，相关工程应用数据积累也很少，尤其是混凝土的收缩变形数据，因测试时间长、要求高而鲜有报道。

　　聚羧酸系减水剂具有掺量小、减水率高、坍落度损失小、收缩较小、环保等特点，但在普通强度等级的商品混凝土中应用还存在成本相对较高、减水剂对用水量的敏感性高等难于控制的瓶颈。目前常用于大掺量掺合料高性能混凝土的配制以及高强高性能混凝土的配制。本文从聚羧酸系高性能混凝土减水剂常用的两种混凝土配制途径出发，研究了以聚羧酸系高性能混凝土减水剂配制的高性能混凝土的收缩与徐变变化规律。

　　2 试验用原材料及试验方法

　　2.1 试验用原材料及其物化性能

　　水泥采用了嘉新P.II52.5#水泥、高炉矿渣微粉、粉煤灰、硅粉（有关性能参数略）。

　　试验采用的减水剂为LEX-9H聚羧酸系高性能混凝土减水剂，其性能指标见表1.

　　2.2 试验方法

　　新拌混凝土性能参照GB/T 50080-2002 普通混凝土拌合物性能试验方法标准。混凝土抗压强度、轴心抗压强度及静力受压弹性模量试验参照GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》。混凝土收缩、徐变试验参照GBJ 82-1985《普通混凝土耐久性试验方法》。混凝土耐久性能采用电通量和氯离子扩散系数评价，前者参照ASTM C1202,后者依据为NT BUILD 443。

　　3 试验配比及性能数据采集

　　3.1 大掺量复合掺合材料混凝土

　　采用聚羧酸系高性能混凝土减水剂配制C40~C60的大掺量复合掺合料混凝土，外加剂掺量为1.0%（胶凝材料总量），混凝土配合比见表2,新拌混凝土性能见表3。

　　图1为大掺量掺合材料混凝土的强度发展曲线，图2和图3为大掺量掺合料混凝土的收缩变形曲线和徐变度变化曲线。

　　3.2 高强高性能混凝土

　　采用聚羧酸系高性能混凝土减水剂配制C60、C80的高强高性能混凝土，外加剂掺量为1.0%（胶凝材料总量），混凝土配合比见表4,新拌混凝土性能见表5.图4为高强高性能混凝土的强度发展曲线，图5和图6为高强高性能混凝土的收缩变形曲线和徐变度变化曲线。

　　3.3 混凝土的耐久性能

　　表6为以上五批混凝土的耐久性指标。

　　4 试验结果分析

　　据表3和表5,采用聚羧酸高性能混凝土减水剂配制的大掺量复合掺合料混凝土和高强高性能混凝土新拌混凝土性能均可满足泵送要求，出机坍落度为 190~220 mm,2小时最大坍落度损失为30 mm,混凝土流动性能很好，扩展度可达500 mm左右，混凝土的粘聚性、保水性及和易性能等都较好。

　　据图l和图4,采用聚羧酸高性能混凝土减水剂配制的大掺量复合掺合料混凝土和高强高性能混凝土强度均可满足设计强度等级要求。大掺量复合掺合料混凝土早期相对降低，到60天龄期时，两者强度相近，在60天~1年龄期仍有稳定持续增长，甚至可超过同强度等级高强高性能混凝土（C60大掺量与高强后期强度对比）。

　　据表6,采用聚羧酸高性能混凝土减水剂配制的大掺量复合掺合料混凝土和高强高性能混凝土具有较高的致密结构和优良的耐久性能。尤其是大掺量复合掺合料混凝土的耐久性能突出，其电通量均小于1000C,氯离子扩散系数小于1.5×10-12 m2/s,根据ASTM C1202判别标准，该类混凝土可判为“优”.这与混凝土配合比中大量使用细粉料，以及细粉料与高性能混凝土减水剂的合理匹配有关。C60和C80高强高性能混凝土电通量指标略高，这与细粉料用量相对较少有关，但这两组混凝土水胶比相对较低，混凝土致密程度相对也较高。

　　根据图2、图3、图5、图6,采用聚羧酸高性能混凝土减水剂配制的大掺量复合掺合料混凝土和高强高性能混凝土收缩变形以及徐变变形的趋势与普通混凝土类似。大掺量掺合料混凝土的极限收缩率为500*10-6左右，徐变度为31*l0-6 mm 2/N左右，高强高性能混凝土的的极限收缩量为450* 10-6 左右，徐变度为20*10-6mm2/N左右。大掺量复合掺合料混凝土的变形相对较大。

　　5 结论

　　本文从聚羧酸系高性能减水剂在大掺量复合掺合料混凝土以及高强高性能混凝土的应用出发，着重分析其新拌混凝土性能以及物理力学性能的发展变化规律，主要崧廴缦拢？/DIV>

　　（1）聚羧酸系高性能减水剂在大掺量复合掺合料混凝土和高强高性能混凝土是其应用发展的重要方向，通过优质原材料、多元复合胶凝材料与高性能混凝土减水剂的合理匹配，形成和易性良好、满足设计强度等级要求，耐久性能优异的混凝土材料。

　　（2）采用聚羧酸高性能混凝土减水剂配制的大掺量复合掺合料混凝土和高强高性能混凝土收缩变形以及徐变变形的趋势与普通混凝土类似，极限收缩率为500*10-6左右，徐变度为31×10-6mm2/N左右。大掺量复合掺合料混凝土的变形较高强高性能混凝土大。

　　（3）采用聚羧酸高性能混凝土减水剂配制的大掺量复合掺合料混凝土和高强高性能混凝土具有较高的致密结构和优良的耐久性能。尤其是大掺量复合掺合料混凝土的耐久性能突出。

　　（4）采用聚羧酸高性能混凝土减水剂配制的大掺量复合掺合料混凝土和高强高性能强度性能均可满足设计强度等级要求。其中大掺量复合掺合料混凝土早强相对较低，但在后期仍稳定持续发展。