何廷樹  楊松林   王福川  宋振遠(yuǎn)

（西安建筑科技大學(xué)西部建筑科技國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)培育基地 陜西西安 710055

（西安建筑科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 陜西 西安 710055

（中交一航局第五工程有限公司 山東 秦皇島 066002 ）

Influences of Compounding Superplasticizers with Sulfo-aluminate Expansive agents on the Performances of Massive Concrete

HE Ting-shu1  YANG Song-lin2  WANG Fu-chuan1  SONG Zhen-yuan3

（1.State Key Lab of Western Architecture & Technology (Cultivating Base),Xi’An University of Architecture & Technology Xi’an 710055, Shanxi；

2.College of Material Science & Engineering, Xi’an University of Architecture & Technology, Xi’an 710055, Shanxi；

3. No.5 Engineering Company Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Company Ltd.,Qinhuangdao 066002,Shandong）

    Abstract: Under the condition of simulating temperature variation process in the massive concrete, by using cement mortar, the influences of compounding naphthalene series, amino sulfonic and polycarboxylate superplasticizer with sulfo-aluminate expansive agents on the restrained-expansion rate and strength of shrinkage-compensating mortars with the same water-binder ratio were investigated. The coordination of expansion and strength of mortar added superplasticizers and expansive agents under the condition of simulating temperature was discussed. The results showed that under the condition of simulating temperature, the different kinds and dosages of superplasticizers have different influences on the strength of shrinkage-compensating mortars; the compounding superplasticizers and expansive agents can reduce the early restrained-expansion rate, this is similar to that under the condition of normal temperature . Compared with that under the condition of normal temperature, under the condition of simulating temperature, superpalsitisizers added can further reduce coordination of expansion and strength of mortar.

    Key words: massive concrete; restrained-expansion rate;strrngth; coordination

 

    混凝土是熱的不良導(dǎo)體，大體積混凝土內(nèi)部散熱慢，溫度高，表層散熱快，溫度低，內(nèi)外溫差大，因而表層易出現(xiàn)由于溫差引起的收縮裂縫。在工程實(shí)踐中，經(jīng)常使用膨脹劑，用膨脹劑產(chǎn)生的微膨脹補(bǔ)償混凝土的收縮，從而防止大體積混凝土的溫度應(yīng)力裂縫。但是，實(shí)際上，經(jīng)常出現(xiàn)摻了膨脹劑的大體積混凝土也有開裂，沒有摻膨脹劑的混凝土也未必一定開裂。因此，對(duì)使用膨脹劑防止大體積混凝土溫度應(yīng)力裂縫的有效性，莫衷一是，多有質(zhì)疑。實(shí)踐中，膨脹劑單獨(dú)使用的情況很少，大多數(shù)情況下，膨脹劑經(jīng)常與其他外加劑復(fù)合使用，特別是泵送劑。閻培渝等對(duì)混凝土的水膠比、摻合料種類和摻量以及養(yǎng)護(hù)條件對(duì)補(bǔ)償收縮砂漿的限制膨脹率的影響做過系統(tǒng)研究，但該研究并未考慮膨脹劑與其他外加劑復(fù)合使用時(shí)的情況。鑒于泵送劑的主要成份是高效減水劑和緩凝劑，何廷樹和張圣菊等對(duì)高效減水劑和緩凝劑對(duì)鋁酸鹽膨脹劑的膨脹效能的影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究，得出高效減水劑和緩凝劑會(huì)降低膨脹劑的有效膨脹能，但是，該結(jié)論是混凝土在常溫下凝結(jié)硬化時(shí)得出的。對(duì)于大體積混凝土而言，中心溫度可達(dá)65～70℃，在這種溫度條件下，高效減水劑和緩凝劑對(duì)鋁酸鹽膨脹劑性能的影響研究尚未見有文獻(xiàn)報(bào)道。

 

    本文近似模擬大體積混凝土內(nèi)部溫度的變化情況，采用膠砂法，研究了萘系、氨基磺酸鹽系及聚羧酸系等3種高效減水劑與鋁酸鹽型膨脹劑復(fù)合使用時(shí)的膨脹性能和強(qiáng)度性能，所得結(jié)果有助于更好地認(rèn)識(shí)大體積混凝土中，膨脹劑與其他減水類外加劑復(fù)合使用時(shí)，膨脹劑的性能變化特點(diǎn)。

 

    水泥采用秦嶺牌P.O42.5R，來源于陜西秦嶺水泥股份公司；高效減水劑分別選用萘系（粉狀）、氨基（液體），聚羧酸（液體），均為工業(yè)品；砂采用標(biāo)準(zhǔn)砂；水為自來水；所用膨脹劑為UEA鋁酸鹽型膨脹劑，來源于陜西同力外加劑公司，其性能指標(biāo)如表1所示。

 

表1 UEA硫鋁酸鹽型膨脹劑性能指標(biāo)

限制膨脹率（％）			抗壓強(qiáng)度（MPa）		抗折強(qiáng)度（MPa）
水中7d	水中28d	空氣中21d	7d	28d	7d	28d
0.035	0.042	–0.01	36.9	50.7	7.5	9.7

 

    本研究采用測(cè)量試件的限制膨脹率反映宏觀膨脹性能，限制膨脹率試驗(yàn)按建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC476—2001《混凝土膨脹劑》中的“混凝土膨脹劑的限制膨脹率試驗(yàn)方法”，制作帶限制膨脹器的砂漿棒(40mm×40mm×140mm) ，并且按齡期測(cè)量其長(zhǎng)度變化。測(cè)量所用比長(zhǎng)儀的最小刻度值為0.01mm。每組試件成型砂漿棒3條,取相近的2條砂漿棒測(cè)定值的平均值為砂漿棒限制變形率的測(cè)定結(jié)果。

 

    膨脹水泥砂漿強(qiáng)度測(cè)定按GB/T17671《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》進(jìn)行，膨脹劑10%等量取代水泥。

 

    本試驗(yàn)養(yǎng)護(hù)溫度，簡(jiǎn)稱模擬溫度，是結(jié)合陜西省藍(lán)田某大體積混凝土內(nèi)部中心溫度變化情況繪制。如圖1所示，用于測(cè)量限制膨脹率的膠砂試件成型后帶模置于溫度為40℃，相對(duì)濕度為90%以上的恒溫恒濕箱中養(yǎng)護(hù)，1d后拆模冷卻至（20士3）℃，1h內(nèi)測(cè)量初始長(zhǎng)度，測(cè)量完初始長(zhǎng)度立即將試件放入溫度為63℃的水浴養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)水養(yǎng)，其后按圖1的溫度對(duì)水浴養(yǎng)護(hù)箱的水溫進(jìn)行控制，14d后將試件拿出放入溫度為（20士3）℃，相對(duì)濕度為70%以上的空氣中養(yǎng)護(hù)至28d齡期，期間測(cè)量試件3d，7d,14d,21d,28d齡期的長(zhǎng)度，每次都是將試件冷卻至（20士3）℃后測(cè)量，測(cè)量完立刻放入規(guī)定養(yǎng)護(hù)條件。用于測(cè)定強(qiáng)度的膠砂試件按模擬溫度水浴養(yǎng)護(hù)，分別測(cè)量3d,7d,28d齡期的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。