高强度高性能混凝土的干缩研究

钱周军+宋国桥+吴琼

摘 要：由于高性能混凝土具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，因此已经越来越广泛地被应用于工程实际中，影响高性能混凝土干缩的因素有很多，本文主要讨论了影响高性能混凝土干缩的因素。

关键词：高性能混凝土；影响；因素

高性能混凝土（简称HPC）是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。

高性能混凝土是20世纪80年代末90年代初，一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的混凝土，它以耐久性为首要设计指标，这种混凝土有可能为基础设施工程提供100年以上的使用寿命。区别于传统混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特的优越性，在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益，因此被认为是今后混凝土技术的发展方向。影响高性能混凝土干缩的因素有很多，本文主要讨论了影响高性能混凝土干缩的因素。

1.单方用水量对干缩的影响

有试验研究表明，抗压强度60MPa以上，单方混凝土用水量185kg以下的高性能混凝土，即使单方混凝土用水量变化，干燥收缩也基本上不变化，位用水量对收缩影响小。

而且：①水灰比≤40%情况下，水灰比分别为25%，30%，40%，改变每个水灰比混凝土中的用水量：由140～180kg/m3，混凝土的收缩差别不大。②随着水灰比由25%增至40%时，收缩值由4×10-6增至6×10-6 （干缩龄期200d）。也就是说，高性能混凝土的干缩随水灰比增大而稍有增大；但在相同水灰比下，用水量变化对于缩影响不大。

2.骨料种类对干缩的影响

试验研究还表明：在相同水灰比的混凝土中，不同骨料配制的混凝土，混凝土单方用水量为定值（170kg），水灰比为30%，40%；采用不同性能骨料，干缩值差别很明显。当碎石的密度大时，其吸水率低，强度高，混凝土的干缩低。而当碎石的密度低时，其强度低，弹性模量也低，混凝土的干缩大。

研究表明，不同骨料对混凝土干缩的影响。以石英岩为骨料的混凝土不同龄期的收缩率最低，30年的收缩值仅为450×10-6；砂岩的收缩率最大，30年的收缩值为1210×10-6。

3.高效减水剂对干缩的影响

高效减水剂对高性能混凝土的干缩也有影响。对不同类型减水剂，根据其添加量，收缩值增减在10%～20%的范围内。特别是早期开始受到干燥时，收缩增大。要降低由于添加高效减水剂的干缩值，必须注意早期充分养护。28d湿养护的高性能混凝土，即使掺人高效减水剂，干缩值也不会提高。

4.超细粉对混凝土干缩的影响

硅粉、明矾石类矿物超细粉及粉煤灰等具有降低高性能混凝土干燥收缩的效果。而掺人沸石粉、页岩灰等，会使干缩增大。

4.1粉对干缩的影响

当水胶比为30%时，硅粉的掺量增大，千缩降低。基准混凝土干燥龄期150d，于缩值500×10-6；而硅粉掺量10%～20%的高性能混凝土的干缩值为400×10-6。相应的失重百分率也是基准混凝土高。

4.2煤灰超细粉对于缩的影响

周仕琼教授等对掺入超细粉煤灰（UFA）的高性能混凝土，进行了收缩测试，研究了不同砂率、UFA掺量、胶凝材料用量B、W/U、W/C对混凝土混凝土体积稳定性的影响。试验结果表明：干缩率随着UFA掺量和W/C的增加而增加，当掺量≤50%时HPC的干缩率均小于基准混凝土；B与W/B对干缩率影响不大；砂率对强度影响不大，但对坍落度和弹性模量及干缩率有影响，当砂率为35%时坍落度最大，弹性模量最高，干缩率最小。

4.3复合超细粉对高性能混凝土收缩的影响

陈益兰、李树超以粉煤灰与烧高岭土复合和矿渣与烧高岭土复合，配制高性能混凝土，水胶比28%。并测定了混凝土的60d龄期的收缩。混凝土试验配比如表1所示。

收缩测试结果如表2所示。

混凝土收缩测定按《普通混凝土耐性久性测定方法》进行。成型10cm×10cm×515cm的棱柱体标准试件，每组6个。3d龄期起，试件从标准养护室取出，放入恒温恒湿室，用混凝土收缩仪测定1d，3d，7 d，14d，28d，45d和60d的长度变化。

从测试结果来看以30%的矿渣高岭土复合超细粉或粉煤灰偏高岭土复合超细粉等量取代混凝土中的水泥后，高性能混凝土60d的收缩比基准混凝土的收缩降低一半以上。

由于高性能混凝土具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，因此已经越来越广泛地被应用于工程实际中，具有廣泛的发展前景。

参考文献

[1]张雄.张永娟.现代建筑功能材料 [M].化学工业出版社，2009

[2]田培.王玲.国家标准GB 8076-2008《混凝土外加剂》应用指南 [M].中国标准出版社， 2009

[3]王立久.建筑材料学（第二版） [M].水利水电出版社，2008endprint