SAP自养护材料对混凝土力学性能及孔结构的影响

(中国建筑第七工程局有限公司，河南 郑州 450000)

1 前言

自从自养护材料应用于混凝土以来，国内外学者在自养护材料对混凝土力学性能的影响等方面进行了一系列的研究工作。Mehta PK等人认为通过内养护能促进水泥的水化，提高力学性能，如强度和弹性模量。本文希望对自养护混凝土进行宏观和微观研究，可将其宏观指标与微观孔结构指标形成有效的相互支撑，从不同的角度研究自养护材料的作用。

2 原材料与试验方法

2.1 原材料

(1)水泥及粉煤灰。采用河南郑州天瑞集团有限公司42.5级普通硅酸盐水泥，粉煤灰采用洛阳首龙集团有限公司的II级粉煤灰，技术指标均符合要求。

(2)减水剂。由河南省祯祥路桥科技有限公司提供聚羧酸减水剂，其减水率为27%。

(3)砂石。细骨料为天然河砂，细度模数为2.4。 粗集料为人工碎石，颗粒粒径符合5～20mm的连续级配。

(4)高吸水树脂(SAP)。为具有较好的吸水速率和水能力的高分子材料。

2.2 试验方法

(1)试验配合比。本课题混凝土设计强度等级为C50，坍落度为180±20mm。自养护混凝土SAP掺量为胶凝材料的0.2%，保持水灰比在0.38%不变。

(2)力学试验及孔结构试验。抗压强度试验应按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》的要求进行试验。本试验采用压汞法测量混凝土的孔结构。

3 结果及分析

3.1 力学性能结果及分析

图1显示了掺加高吸水树脂SAP对不同龄期混凝土强度的影响。由图可知，和普通混凝土相比，自养护混凝土7d龄期强度下降了2.6MPa；但随着龄期的增长，自养护混凝土抗压强度增长速率较快，28d和56d龄期时强度均高于普通混凝土。

图1 高吸水树脂对混凝土各龄期抗压强度的影响

综上，掺加高吸水树脂SAP的自养护混凝土抗压强度，短龄期效果并不明显，但随着龄期的增长其自养护效果愈加明显。

3.2 压汞试验(MIP)结果及分析

当养护龄期为7d时，普通混凝土和自养护混凝土的孔隙体积微分曲线的形状相似，且均出现几个峰值。然而，通过积分发现，7d龄期时，普通混凝土内部孔隙的总体积与自养护混凝土基本相同。这说明SAP的掺加，对混凝土早期内部孔隙的改善作用不明显。

图2为龄期56d时混凝土的孔隙体积微分曲线，它反映了SAP对不同龄期混凝土孔径分布的影响。其中，D代表孔直径；V代表孔体积；纵轴和横轴所包围的面积为总孔隙体积。

当养护龄期为56d时，通过对混凝土孔隙体积微分曲线的积分发现，普通混凝土内部孔隙的总体积明显大于自养护混凝土的孔隙体积。这说明，SAP的掺可以明显改善混凝土后期内部孔隙。

(a)普通混凝土

(b)自养护混凝土图2 混凝土56d龄期的孔隙体积微分曲线

4 结 语

自养护混凝土前期优势不明显，后期更能充分发挥其自养护的作用。通过对自养护混凝土进行宏观和微观分析，二者结论是一致的，结论形成了互相支撑。