掺外加剂的混凝土的内养护

掺外加剂的混凝土的内养护


早在1991年,Philleo就提出了内养护(internalcuring)的思路,他建议在混凝土中参用饱水的轻细集料(LWFA)以提供水泥水化过程中因化学收缩而需消耗的水,当水泥水化时,额外的水可从相对较大的轻集料孔隙中转移到孔径较小的水泥浆体中,这样可减小水泥自收缩,而收缩应力受空的孔隙控制。

除利用轻细集料外,还可利用超吸水聚合物(superabsorbent polymer particles,SAP),减缩剂(SRA)进行内养护。

以部分轻集料进行内养护时,应重点采用轻细集料,因为:

①可以保证混凝土强度;

②相对于粗集料,细集料比表面积较大,额外的水可在混凝土三维微观结构内更均匀地分布。D.P.Bentz采用最大粒径19.0mm的粗集料,粗细集料体积比为1.5:1,集料在混凝土中的体积比为75%和70%,轻细集料对普通细集料的体积置换率分别为25%、50%和100%。

试验结果表明,随置换率提高,距离轻细集料表面相同位置的浆体份额增加(图5-33),内养护的效果由此可见一斑。图5-33中,上图和下图的集料体积比分别为75%和70%。他们的试验结果与气孔保护浆体的概念(pro-tected paste volume concept for air voids)相一致。这就表明,相同含气量时,均布的细孔体系比由大孔组成的体系优越。

用比表面积为368m2/kg,矿物组成为58%C3S、25%C2S、4.0%C3A、7.3%C4AF和3.4%石膏的低碱波特兰水泥和硅灰(置换8%的水泥),水胶比为0.35,以4mm以下的轻集料取代8%和20%质量的砂进行砂浆试验。部分配比中掺用占水泥质量2%的SRA。试验结果显示,20%的轻细集料、8%的轻细集料和SAP使砂浆中的“额外”水分别为水泥质量的12.6%,4.6%,4.6%。掺用SAP和轻细集料,对保障内部相对湿度十分有利,甚至比掺用SRA的效果还要明显。

以20%重量分数的轻细集料取代砂,砂浆在初始水化阶段无收缩;掺用SRA时,砂浆自身体积变形小于50微应变;以8%轻细集料取代砂,同时掺用SRA,砂浆15h的自身体积变形约为150微应变。砂浆自身体积变形随内部相对湿度提高而减少。30℃密闭养护条件下砂浆抗压强度与养护时间的关系如图5-37所示。综上所述,内养护提供了水泥水化过程中因化学收缩所需补充的“额外”水分,使内部相对湿度提高,从而既可使水泥水化程度提高,又促进水泥基材早期的强度发展,对改善水泥基材料的性能具有重要作用。内养护技术简便易行,费用较省,是今后应该重视的施工技术。 


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