掺合料对高性能混凝土徐变的影响.doc

外掺料对高性能混凝土徐变的影响规律和机理 摘要：本文综述了国内外关于外掺料，主要是粉煤灰、硅灰和矿渣，还有锂渣、纤维等，对高性能混凝土的徐变的影响规律。从这些综述中得出，粉煤灰、矿渣、硅灰、锂渣和纤维等外掺料的加入能较好改善高性能混凝土的收缩徐变问题，尤其是对高性能混凝土后期的徐变改善更明显。但掺量不能过多，由于部分外掺料的比表面积大于水泥，掺入过多的外掺料会导致相反的结果。另外部分外掺料（如矿渣）的掺入可能会使高性能混凝土的早期徐变增大，但随着龄期的增加，其徐变会比不掺外掺料的小。 关键词：外掺料；高性能混凝土；徐变；粉煤灰；硅灰；矿渣 0 概述 徐变是指混凝土在持续荷载作用下随时间增长的变形, 通常以不同持荷时间的徐变度C t ( 单位荷载应力下的徐变变形值) 、徐变系数K ( 徐变变形值与瞬时变形值之比) 和徐变速率等来表示[1][2]。 通过研究，对高性能混凝土与普通混凝土的徐变认识得出了一些共性的看法： （1）骨料对限制徐变起到重要作用。 （2）高性能混凝土徐变比普通混凝土徐变显著降低 ，普通混凝土的徐变系数约在2～4 之间， 而高性能混凝土的徐变系数在1.8～2.4 之间，主要归因于高性能混凝土的低水胶比及较低的干燥徐变。 （3）收缩徐变主要发生在浆体区，其不均匀性主要集中在浆体富集区。 （4）最大的应变及最大的应变差主要发生在界面过渡区。高性能混凝土由于采用低水胶比及掺加矿物掺合料和化学外加剂改善了界面过渡区结构，使混凝土更趋于均匀。 混凝土中产生徐变的物质主要是水泥浆,骨料对水泥浆的徐变有一定的限制作用。影响混凝土徐变的因素很多,内部因素主要有水泥、骨料、水胶比、灰浆率、外加剂以及掺合料;外部因素主要有加荷龄期、加荷应力、持荷时间、湿度、温度、式件尺寸以及形状及各向异性、浸泡介质和碳化等[3]。随着高性能混凝土的发展，粉煤灰、矿渣、矿粉等外掺料已经成为高性能混凝土配合比中不可或缺的材料组成，因此掺合料对高性能混凝土徐变的影响也越来越受关注。 1 粉煤灰对高性能混凝土的影响 粉煤灰是一种工业废料，其本身是具有惰性的材料，没有粘性，但是在水和水泥的综合作用下具有胶结能力，粉煤灰在水泥浆体系中的水化非常缓慢。在相同的水胶比条件下，用粉煤灰替代部分水泥相当于增大早期有效水灰比。因此，粉煤灰使混凝土的压缩徐变增加。 但是，Pane I和Hansen W[4]发现粉煤灰使混凝土拉伸徐变减小,即粉煤灰对拉伸徐变和压缩徐变的影响并不同。 粉煤灰作为混凝土掺合料的历史很长,理论比较成熟。一般将粉煤灰效应概括为三项基本效应饰，即：形态效应、活性效应和微集料效应。形态效应包括减水、保水、润滑、减阻、塑化、粘聚、增密、减气、堵孔、调凝，以及减少坍落度损失、有助于泵送工艺、降低混凝土内部温升、改善混凝土外部终饰、有利于混凝土的体积安定性和质量均匀性、大量节约水泥等一系列正效应。活性效应即粉煤灰中的化学成分与水泥水化产物石灰之间的反应，活性效应一般发生在后期激发。粉煤灰的微集料效应对提高混凝土的强度有很大帮助。 吴彬[5]等人研究了粉煤灰掺量为 20％～25％的 100MPa粉煤灰高性能混凝土徐变，结果表明掺粉煤灰的高强混凝土徐变比不加粉煤灰的高强混凝土降低 50％左右。邹建喜[6]等研究了粉煤灰掺量 20％～40％的混凝土的徐变，试验结果为混凝土在180天时徐变为不掺粉煤灰混凝土的 60％～78％，表明粉煤灰降低了混凝土的徐变。赵庆新[7]等对粉煤灰掺量为0、12%、30%和50%时对高性能混凝土徐变性能影响研究中发现， 粉煤灰掺量为12%和30%时，可以明显改善高性能混凝土的抗徐变能力，当粉煤灰掺量达到50%使，其对高性能混凝土的徐变影响很小。在烧失试验与 SEM 照片分析的基础上提出了掺入粉煤灰对混凝土徐变的机理。东南大学的秦鸿根[8]等研究了粉煤灰对桥用高性能混凝土变形性能的影响，得出掺12%~24% I 级粉煤灰的C50高性能混凝土具有良好地抗徐变性能，360d的徐变度比空白组减少10%~20%，徐变系数减小15%~20%。罗许国[9]等则对不同掺入量、混凝土标号均为 C50的预应力混凝土小梁的跨中顶面应变与反拱度进行了 1 年的跟踪监测 ,监测表明掺入粉煤灰的混凝土徐变明显小于普通混凝土 ,徐变系数终值在 1. 75 左右 ,小于普通混凝土的 2. 24。 中南大学的谢友均[10]等人通过研究复合超细粉煤灰混凝土（简称CUFA混凝土）的徐变性能，发现CUFA混凝土的徐变较普通混凝土的减小，且CUFA 混凝土的徐变随加载龄期的延长而减小，但是无论是10 d 还是28 d 加载，其徐变均在加载60～90 d 后趋于稳定，。CUFA混凝土的徐变稳定期较普通混凝土的提前。Sivasundaram[11]等人对掺一级F类粉煤灰的高性