混凝土外加剂对徐变系数的影响

外加剂的品种有很多,在浇筑混凝土时,能够对提高强度,增加混凝土和易性,提高抗冻性,节约水泥和调节凝结时间等起到显著的作用。实际工程中,尤其在泵送混凝土领域运用较为广泛的外加剂包括减水剂、引气剂。本小节主要介绍减水剂和引气剂的实用功能。

减水剂对混凝土的影响功效主要有以下3种。

(1)在保持混凝土强度的前提下节约水泥。由于加入减水剂对水泥颗粒有吸附和分散的作用,分散的水泥颗粒更加容易发生老化而产生更多的凝胶体,从而使得徐变率增大。与此同时,由于水泥用量减小,单位体积混凝土内的灰浆率同时减小,从而使得徐变较小。综上所述,两种作用对徐变的影响基本接近,相互抵消。

(2)提高混凝土的强度。混凝土由于掺入了减水剂后强度明显提高。与此同时,单位体积混凝土内的灰浆率较小从而导致徐变率减小。

(3)提高了混凝土凝结前期的流动性。混凝土由于掺入了减水剂后水泥颗粒更加容易发生水化作用,因而水泥凝胶体的含量比不掺减水剂时的增加,故而徐变率增加。

在保持混凝土水灰比和水泥用量不变的前提下,通过试验证明了改性木质磺酸盐系和萘磺酸甲醛缩合物盐系减水剂对徐变有很大的影响,徐变增大30%左右[136,137]。常用的普通减水剂可使混凝土坍落度增加5～10cm。缓凝高效减水剂TQN可使混凝土坍落度增加10～15cm[138]。

根据ACI209R(1992)模型公式关于坍落度对徐变的影响计算方法,坍落度对徐变的影响可用式(2.34)进行修正:

β=0.82+0.00264Sf

(2.34)

式中:S f为坍落度,mm。(www.xing528.com)

用式(2.34)进行计算,掺普通减水剂减水剂后徐变大致增加15%～30%;掺高效减水剂后徐变大致增加20%～40%。

引气剂对混凝土徐变的影响也是不容忽视的,根据美国陆军工程师团实验室的试验结果表明,混凝土中掺入引气剂使得混凝土徐变率增加。其主要原因是,由于引气剂的作用,混凝土中增加了大量的气泡,这些气泡可认为是弹性模量为零的骨料,那么混凝土整体的弹性模量降低,从而混凝土的徐变率增加。

引气剂的常规用法,改性松香酸盐系列高性能引气剂(MPA)的适合掺量为水泥重量的0.005%～0.015%[139],可使得混凝土内空气含量增加到3%～6%。参照ACI209R(1992)模型中关于空气含量对混凝土的徐变影响计算方法,引用式(2.35)进行修正:

β=0.46+0.09a

(2.35)

式中:a为含气量,%。

用式(2.35)计算,掺引气剂后的徐变率增加20%～40%。

由于外加剂对混凝土徐变影响的试验资料不多,对同时掺有减水剂和引气剂,或掺有引气剂、减水剂的混凝土,必要时进行相应的试验研究。综上所述,外加剂对混凝土徐变的影响建议按表2.12中的修正系数进行修正。

表2.12　外加剂修正系数βa