如何使用减缩剂来减小混凝土收缩？

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：减缩剂亦称混凝土抗收缩剂，是指用以减小混凝土收缩的外加剂。此外，减缩剂能够增大混凝土中孔隙水的黏度，增大水在凝结体中的吸附作用，从而减小混凝土的干燥收缩。汪国华［14］报道，掺0.5%～2.0%的减缩剂在一定程度上能够降低碱矿渣水泥砂浆干缩，但减缩效果不理想。表4-2干缩试验结果此外，在水玻璃激发矿渣的砂浆中掺入基于聚丙二醇的减缩剂后，自收缩减少85%，干燥收缩减少50%。

减缩剂亦称混凝土抗收缩剂，是指用以减小混凝土收缩的外加剂。在混凝土中加入减缩剂，能够显著降低混凝土的干燥收缩和自收缩，减轻或者延后混凝土结构的开裂。减缩剂的主要作用机理是降低水泥混凝土中孔隙溶液的表面张力，减小毛细孔失水时产生的收缩应力。此外，减缩剂能够增大混凝土中孔隙水的黏度，增大水在凝结体中的吸附作用，从而减小混凝土的干燥收缩。

碱矿渣水泥砂浆、混凝土的一个重要技术问题是高的干燥收缩率和较大的脆性，比硅酸盐水泥更易造成开裂，这使得碱激发矿渣水泥的广泛应用受到限制。尽管减缩剂在硅酸盐水泥混凝土的应用中已有较多研究报道，并被证明具有较好的收缩补偿作用，但在碱矿渣水泥基材料中的研究和应用较少，研究结果也有所不同，甚至矛盾。汪国华［14］报道，掺0.5%～2.0%的减缩剂在一定程度上能够降低碱矿渣水泥砂浆干缩，但减缩效果不理想。陈逸群［22］的研究则表明，当掺入矿渣质量1%～2%的减缩剂时，可以使碱矿渣水泥砂浆的28天干缩降低一半，但同时强度也显著下降，若在干缩早期（前3天）每天在砂浆试件表面喷洒浓度为30%的减缩剂溶液时，对砂浆试件强度无明显的副作用，但减缩效果不及内掺减缩剂。

表4-1为不同养护条件下掺减缩剂（SHR）的碱激发矿渣（AAS）砂浆和普通硅酸盐水泥（OPC）砂浆干缩试验结果的对比。在不同的养护条件下，AAS砂浆的干缩大于OPC砂浆，且水玻璃的模数越大，干缩也越大。养护条件对AAS砂浆的干缩有明显的影响，不论是哪种养护条件，掺入减缩剂后都能明显降低AAS砂浆和OPC砂浆的干缩，然而，即使掺入减缩剂后，AAS砂浆的干缩仍然高于OPC砂浆，特别是当水玻璃的模数为1.0时。养护温度为23±2℃，相对湿度为50%时，砂浆干缩最大，开裂的可能性也最大，保持足够大的湿度是降低砂浆干缩的有效途径。研究中还发现，掺入减缩剂后，AAS砂浆的碳化深度也略有下降。此研究中仅采用一种减缩剂的一个掺量，更多品种和掺量的减缩剂应引入到碱激发水泥体系中，寻找不同减缩剂在其中的影响规律。

表4-1　不同养护条件下掺减缩剂（SHR）的砂浆干缩试验结果［23］

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续表

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注：热水养护——试样浸入水中，水在2h之内加热至65℃，在65℃条件下保持5h，试件冷却后，放入温度为23±2℃、相对湿度为50%的养护室养护到规定的龄期进行测试

Bakharev等［5］报道，掺入减缩剂（SHR）可有效地减少干燥收缩，结果如表4-2所示。

表4-2　干缩试验结果

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此外，在水玻璃激发矿渣的砂浆中掺入基于聚丙二醇的减缩剂后，自收缩减少85%，干燥收缩减少50%。减缩剂对收缩的改善主要体现在孔隙水的表面张力下降和对孔结构的影响。同时，在99%和50%的相对湿度养护条件下，外加剂的存在导致了较大孔隙的形成，提高了直径在0.1～1 μm范围内的孔隙百分比，其毛细管应力远远低于未掺外加剂的砂浆中较小的毛细孔的应力。此外，减缩剂延缓了碱对矿渣的激发，且其含量越高，延迟作用越明显，但它的添加并没有改变浆体的矿物组成［24］。

Vlastimil Bílek等［25］研究了基于2-甲基-2，4-戊二醇减缩剂的减缩作用，发现掺入0.25%和0.50%减缩剂对碱矿渣材料影响不大，但掺入1.0%的减缩剂使水玻璃激发的矿渣砂浆的干缩减少了80%以上，同时大大降低了早期强度，减缩剂与所研究的碱激发矿渣系统有一定的不相容性。Jia等［26］发现，烷基聚醚型减缩剂能降低碱激发矿渣砂浆的干缩，1天降低6%～31%，56天降低35%～44%。

减缩剂的作用效果是否与水泥浆体中的pH有关，用于硅酸盐水泥混凝土的减缩剂是否适用于碱矿渣水泥的减缩仍有待于进一步研究。

如何使用减缩剂来减小混凝土收缩？

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