SAP内养护剂对混凝土性能的影响研究.docx

《SAP内养护剂对混凝土性能的影响研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SAP内养护剂对混凝土性能的影响研究.docx（7页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、引言混凝土的早期开裂现象是影响混凝土质量的重要原因之一。混凝土开裂的主要原因包括混凝土的绝热温升以及自收缩。高强混凝土由于水灰比较低，导致混凝土化不完全，混凝土的温升和自收缩较大，因此高强混凝土的早期开裂问题较普通混凝土更为严重，一旦开裂，混凝土的质量难以保证。近几年，研究人员采用内养护剂技术用于改善混凝土的收缩性能，减少混凝土开裂。混凝土的内养护剂技术是指在混凝土中通过加入吸水材料来提供内部水源，这类吸水性材料可以根据外界条件，调整和转换储存、释水功能。吸水材料在混凝土中，可以不断向周围释水，补充水泥石内部水分消耗，使混凝土内部有足够的水进行二次水化，从而有效降低自收缩内养护剂主要包括高吸水

2、性树脂与多孔轻集料。BentUr研究表明多孔轻集料可以降低自收缩，但后续研究发现多孔轻集料对强度影响较大，研究表明，在水胶比为0.34时，能减小50%自收缩值，但28d强度下降15%；当减小90%自收缩值时，28d强度下降近30%。JenSen认为轻集料对混凝土弹性模量影响较大，且轻集料粒径对混凝土强度及内养护效果影响较大，较难控制试验结果一致，提出使用高吸水树脂(SAP)作为内养护剂。高吸水性树脂(SAP)是近年来国内外混凝土内养护剂研究的重点方向。SAP的最大特点在于其超高的吸水倍率，致使其在极少掺量的情况下能引入较多的内养护水，使得其内养护性能优异。众多研究表明，掺入SAP并引入适当的内

3、养护水后，会明显降低混凝土早期自收缩的发展，在配比合理情况下减缩效果可达90%,效果较多孔轻骨料优异。虽然SAP可以有效降低混凝土早期收缩，但是对混凝土的工作性能与力学性能具有重要影响n0本文考虑实际情况，采用高吸水聚合物SAP作为混凝土内养护剂，研究SAP内养护剂的吸水性能，以及SAP对混凝土工作性能、力学性能、自收缩性能的影响。1、试验部分1.1原材料水泥：P-042.5R水泥，其3d抗压强度33MPa,28d抗压强度50MPa；粗骨料：碎石，粒径525mm,其性能指标见表1；表1碎石的性能指标表观定度/(kg/n?)堆积密度/(kgm3)针片状含/%含泥/%含水/%压碎值/%272516

4、8050.50.75细集料：机制砂，其性能指标见表2；表观密度/(kgr)堆积密度/(kgm=j)含泥量/%含水量/%细度模数表2机制砂的性能指标262016600.85.62.7减水剂：江苏苏博特的聚粉酸高效减水剂，固含量11%,减水率25%；内养护剂：宜兴市可信的化工有限公司的SAP,细度分别为60IOO目、120180目。12试验配合比及方法1.2.1配合比本文采用C40与C60混凝土，配合比不变，只调整内养护剂掺量，研究内养护剂对混凝土各项性能的影响。试验所用混凝土配合比见表3。表3C40与C60混凝土配合比kgm3编号水泥粉煤灰矿粉砂石水外加剂40S02966941797105717

5、410160S0435534268010851751271.2.2测试方法吸水倍率：本试验采用尼龙茶袋法计算吸水倍率，准确称取0.10OOg内养护剂，置于预先准备的200目尼龙茶袋中，把尼农茶袋放在盛有40Om1自来水或饱和氢氧化钙溶液的烧杯中充分溶胀，在烧杯中取出尼龙茶袋悬挂15min,称量，按式(1)计算吸水倍率。Q=叫%私X1o0%(1)式中：Q内养护剂的吸水倍率();m1内养护剂吸液24h后与茶袋的总质量(g)；m2干茶袋的质量(g);W3内养护剂吸水前的质量(g)o压力泌水：准备好压力泌水仪，按要求将试样分两次装入压力泌水仪中，并插捣密实，捣实的混凝土拌合物表面低于压力泌水仪缸体筒口

6、(302)mm,压力泌水仪安装完毕后应在15s内给混凝土拌合物试样加压至3.2MPa,并应在2s内打开泌水阀门，同时开始计时，并保持恒压，泌出的水介入15Om1烧杯里，移至量简中读取泌水量，精确至Im1,加压至IOS读取泌水量V1。(m1),加压至140s时读取泌水量V”。(m1),压力泌水率A按式(2)计算，A精确至1%oBv=-i11100%(2)匕40式中：Bv压力泌水率(%),精确至1%;V10加压至IOS时的泌水量(m1);V140加压至140s时的泌水量(m1)o抗压强度：参照GB/T50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准进行测试，试件尺寸IOon1mX1oOn1mX1

7、oOmn1。自收缩：试件成型尺寸为IOOn1n1X1OOnImX30OnInb成型养护Id后将试块密封养护，测试不同龄期混凝土的膨胀率。膨胀率按式(3)计算，精确至0.001%oT-T=一100%(3)1o式中：所测龄期的限制膨胀率(%);1t所测龄期的时间长度测量值(mm);1o试件的基准长度，1O=300mm;1初始长度测量值(mm)o2、结果与讨论2.1 SAP吸水倍数以往试验常采用去离子水或者盐溶液作为测试内养护剂吸水倍率的测试溶液，但实际应用中通常采用自来水作为混凝土拌合水。本试验参考实际情况，分别采用自来水、饱和氢氧化钙作为测试溶液。SAP内养护剂置于混凝土中时，可吸收孔隙液，因此

8、采用饱和氢氧化钙溶液模拟孔隙液。表4为不同目数SAP分别在饱和氢氧化钙溶液、自来水中的吸水倍率。由表4可知，在自来水中，不同目数SAP的吸水倍率不同，但均具有150左右的倍率，其中，目数越小，其吸水倍率稍大；饱和氢氧化钙溶液中，SAP的吸水倍率明显低于自来水中的倍率,其中,SAP的目数越大其吸水倍率大。后续试验所采用的SAP目数均为120180目。表4SAP在不同溶液中的吸水性能号M棒质“9无窟后堂茶袋质“g履后茶袋试样JR“9溶液冷奥SAPHM吸水信率般水倍率均依10.2127069221905030Hb6070099732020280692210910Ca(OH),607001591302

9、0820.692214990Ca0H),60-1009994402290.692271960WOH1120-180115.74502010692224710Ca7120-1801083511260.2176069224.9750CaOH120-180111.5970.23620.714391026*60-100162.5380.20760.71433.12400*60-10015.121549022020.714307872a*60-100136.57YO023440.714338890*120-180141.5311022320714346531自家水120-1801520614812022

10、690714347022自家本120-180149792.2 混凝土工作性能内养护剂掺量按胶凝材料总质量计，采用外掺法，SAP实现采用预吸水处理。试验研究证明在不影响混凝土工作性能的情况下，SAP吸水倍率最高达15倍。因此本试验中SAP的预吸水倍率采用15倍率。表5为不同掺量SAP对混凝土工作性能及1h.2h经时损失的影响。由表5可知，预吸水15倍率SAP的掺入可以提高混凝土的塌落度、扩展度与倒筒时间。在1h、2h后，掺SAP混凝土均能保持较好的工作性能。当SAP掺量达到0.4%时，混凝土拌合物出现压力泌水值为1.96%,说明在掺量过大时，SAP易导致混凝土出现泌水现象，这主要是由于SAP吸水

11、后，形成滚珠，在混凝土拌合物中提高混凝土流动性，而当SAP掺量过高时，SAP易出现团聚，SAP释水性提高，保水性下降。当未预吸水的SAP掺入混凝土中时，混凝土拌合物的状态未出现较大变化。SAP在混凝土拌合物中吸收自由水，导致混凝土流动性有所降低，但混凝土保水性提高。表5不同掺量SAP对混凝土工作性能的影响编号吸水倍率SAP播量/%压力泌水值/%Oh埸落度mm1h扩展度mm倒筒时间/S1h2h2h01h2hOhSO00024024021051555043512.018.020.0S1150.102452502305405904707.69.314.6S2150.20245255230550640

12、5606.05.99.8S4150.41.9625026023061063063.23.76.6SD100.1024024021552054044510.513.018.0SD200.2024024022052554543011.014.016.5SD400.4024024021052054545012.513.020.22.3 混凝土力学性能图1为不同掺量SAP对C40、C60混凝土抗压强度的影响。由图1可知，SAP的掺入导致混凝土的7d抗压强度出现明显降低，随着SAP掺量的增加，混凝土抗压强度的降低程度逐渐增大。图1不同掺量SAP混凝土的抗压强度80706050403020100C40混凝

13、土中，0.1%与0.2%掺量的SAP对混凝土28d、60d抗压强度影响逐渐减小，且抗压强度差值较小。当掺量达到0.4%时，混凝土抗压强度降低程度增大，60d龄期时，其相较于空白混凝土仍降低了16机C60混凝土中，SAP的掺量对混凝土抗压强度影响较小，28d龄期后，不同掺量混凝土抗压强度差值小于10%。其中，01%掺量SAP对混凝土抗压强度的影响明显高于0.2%与0.4%掺量。结果说明，预吸水SAP对混凝土的早期抗压强度影响较大，且在水灰比越低、过掺情况下，SAP对混凝土的影响减小。主要原因一是预吸水SAP会增加混凝土的总水灰比，增加混凝土的总孔隙率；二是SAP中的水逐渐释放完毕后失水后的SAP

14、会坍缩成孔，进一步增加混凝土的孔隙率；三是预吸水SAP的掺入会延缓水泥前2d的水化过程，因此导致混凝土前期抗压强度下降。图2为SAP在预吸水15倍状态下与未预吸水状态下对混凝土抗压强度的影响。由图2可知，未预吸水的SAP相较于预吸水的SAP可以提高混凝土抗压强度。7d龄期时，SAP掺量越大，混凝土抗压强度越大，随着龄期的增长，0.2%掺量SAP的混凝土抗压强度高于其他掺量。因此说明，相较于预吸水状态，干掺SAP在适当掺量下，可以提高混凝土抗压强度。7d，SD4S49080706050403020100B01工、超照国归图2不同状态SAP混凝土的抗压强度2.4 混凝土收缩性能图3为不同龄期下基准混凝土SO与预吸水15倍SPA混凝土SS4组混凝土的自收缩性能。由