减水剂对水泥浆体塑性开裂的影响规律及作用机理

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1、万方数据2012年第5期5月混凝土与水泥制品CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTS2012No．5Mav减水剂对水泥浆体塑性开裂的影响规律及作用机理黄孝云1，刘加平1,2田倩2，王育江2(I．南京工业大学材料科学与工程学院，210009；2．江苏省建筑科学研究院有限公司，南京210008)摘要：研宛了荽系减水裁、氨基磺酸盐减拳荆、聚羧酸减水剂对水泥浆体塑性开裂的影响规律。通过溶液表面张力、浆体表面水分蒸发速率和毛细管负压的变化，分析了减水剂对水泥浆体塑性开裂的作用机理。关键词：减水剂；塑牲开裂；水分蒸发；毛细管负压Abstract：Effectsofnaph

2、thalene-based，aminosulibnie—basedandpolycarboxylate-basedsuperplasticizersontheplasticcrackingofcementpastearestudied．ActionmechanismofsuperplasticizersOiltheplasticcrackingofcementpasteisinvestigatedthroughthemethodsofsul{acetensionofthesolution．evaporationrateofpastesurfacewaterandcapillary

3、pressurechanges．Keywords：Superplastieizer；Plasticcracking；Waterevaporation；Capillarypressure中图分类号：TU528．45文献标识码：A文章编号：1000—4637(2012)05—16-04O前言水泥基材料的塑性收缩开裂是影响其耐久性的重要因素，多年来一直是工程界研究的热点之一。1976年，Witlmann“l研究了毛细管负压对新拌混凝土的影响，认为毛细管负压是水泥基材料产生塑性收缩开裂的主要驱动力。蒸发是水泥基材料产生塑性收缩开裂的重要原因，Un0嘲和Almusallaml31的研究表明

4、，水泥基材料的水分蒸发越快，塑性开裂现象就越严重。高温条件下，水分蒸发速率还没有达到ACI建议的1kgCm2·h即会出现开裂现象。QiC等闱用激光位移传感器研究了水泥基材料的塑性沉降，认为水泥基材料的塑性沉降影响其裂缝出现的位置，不同层面的沉降差值是引起收缩开裂的原因之一。掺入高效减水剂以降低水胶比是现代配制高性能水泥混凝土的主要技术途径之一。常用的高效娥水剂有萘系、氨基磺酸盐系和聚羧酸系三种。高效减水剂的掺人有效降低了水胶比，改善了水泥基材料的工作性，同时显著改变了水泥基材料在塑性阶段的行为特征。因此，研究减水剂的掺入对于塑性混凝土收缩开裂的影响对实际工程具有重要的意义。A1一

5、AmoudiIs]的研究认为，减水剂的掺入提高了浆体抗塑性收缩的能力，并且该能力与减水剂的种类有关。刘丽霞帆的研究认为，掺入聚羧酸减水剂基金项目：国家自然科学基金项目(50978126)。一16一的混凝土，水灰比增大．初裂时间延迟，开裂面积增大。然而，减水剂对塑性开裂影响规律目前还缺少系统的对比性研究，塑性开裂的机理也有待进一步的探讨。本文研究了掺入萘系减水剂、氨基磺酸盐减水剂、聚羧酸减水剂对水泥浆体塑性开裂面积和初始开裂时问的影响规律。通过溶液表面张力、浆体表面水分蒸发速率和毛细管负压的变化等，分析了减水剂对水泥浆体塑性开裂的作用机理。1原材料与试验方法1．1原材料水泥：P·I

6、I52·5级硅酸盐水泥，化学组成见表1，物理力学性能见表2。表1水泥的化学组成％安定性(雷氏值)／mm抗折强度／MPa抗压强度／MPa3d28d3d28d}．68．228．44716比表而积／(m2／kg)300减水剂：江苏某公司产萘系高效减水剂(JM—B)、氨基磺酸盐减水剂(ASP)、聚羧酸减水剂(PCA)，依据GB8076--2008(混凝土外加剂》进行万方数据黄孝云，刘加平，田倩，等减水剂对水泥浆体塑性开裂的影响规律及作用机理试验，各项性能指标均达到国标要求。1．2试验方法1．2．1塑性开裂试验模具借鉴文献【7]的设计，尺寸为300minx150mm，底部采用带有防水表面的

7、钢板，四周角钢用螺钉固定。两端用垂直的铁条进行约束，中间设置有应力突起的肋，使得在中间区域所产生的细小裂缝变大并易于测量。根据配合比称料，并搅拌成型，记录加水时间，表面抹平后放入试验室进行养护。试验室的温度控制在(40±2)℃，相对湿度控制在(35±2)％。试件表面采用碘钨灯照射，在试件前方放置电风扇，控制试件表面风速为2-3m／s。1．2．2毛细管负压毛细管的负压测试借鉴文献[8】采用的方法。使用前，先将陶瓷头在无气水(自来水煮沸20min后自然冷却的水)中浸泡24h。使用时，