减缩剂和内养护对低水灰比水泥石自收缩的影响及其协同作用

摘要

本研究从降低水泥石孔溶液表面张力和维持水泥石内部相对湿度两个角度出发，研究了减缩剂和内养护材料（硅藻土和超吸水树脂）对低水灰比水泥石自收缩的影响及其协同作用，提出了复合使用减缩剂和内养护以进一步大幅度降低低水灰比水泥石自收缩的技术思路，在强度损失不超过10％的前提下实现了高达40%以上的减缩效果，为大幅度降低低水灰比水泥石自收缩提供了较好的技术途径。结果表明，如果将减缩剂配制成一定浓度的减缩剂溶液来拌制低水灰比水泥石，可以显著降低其自收缩，例如，浓度只有4.0%（减缩剂有效成分为水泥质量的0.72%）时，水泥石28d自收缩总量即可降低26.5%；同时发现，使用减缩剂溶液拌制的水泥石其内部相对湿度高于空白组3%到11%不等，这意味着减缩剂缓解了低水灰比水泥石的自干燥。以超吸水树脂作为内养护材料时，其对水泥石内部相对湿度的提高效果更为显著，最高可达16%，因此，低水灰比水泥石的自收缩大幅度降低，随超吸水树脂掺量不同减缩率在31.7%到51.8%不等。虽然单独使用减缩剂或超吸水树脂，随着减缩剂溶液或超吸水树脂掺量的提高，减缩效果不断提高，但同时强度损失也快速增加，最多可降低30.5%，这在工程实践中是不可接受的。本论文用低浓度的减缩剂溶液与低掺量的超吸水树脂复合，不仅获得良好的减缩效果（42.5%），对强度的牺牲也比较小（8.8%），因而更具有实用价值。对减缩机理的研究发现，减缩剂对低水灰比水泥石的减缩主要是通过降低孔溶液表面张力，其次是通过对水泥石内部相对湿度的保持作用和对孔结构的“粗化”作用来实现的。内养护材料则主要是通过不断输出水分，缓解水泥石内部由于水泥水化造成的自干燥，来降低水泥石的自收缩。因为硅藻土和水泥石的孔结构在同一数量级，其作为内养护材料，自身失水产生的毛细管应力与水泥石相当，因而减缩效果不佳。进一步研究发现，当水泥石内部相对湿度处于不同的湿度段时，其自收缩和相对湿度呈现出不同的线性关系，因此，低水灰比水泥石的自收缩在不同相对湿度环境下产生的内在机理可能不尽相同。

目录

1 绪 论

1.1 低水灰比水泥石自收缩

1.2 降低低水灰比水泥石自收缩的方法

1.3 水泥基材料自收缩测量方法的选择

1.4 课题意义和研究内容

2 原材料和试验方法

2.1 原材料

2.2 试验配合比

2.3 试验方法

3 减缩剂对低水灰比水泥石自收缩的影响及作用机理

3.1 减缩剂溶液的表面张力和蒸发速率

3.2 减缩剂对低水灰比水泥石内部相对湿度的影响

3.3 减缩剂对低水灰比水泥石自收缩的影响

3.4 低水灰比水泥石内部相对湿度和自收缩的关系

3.5 减缩剂对低水灰比水泥石孔结构的影响

3.6 减缩剂对低水胶比水泥砂浆强度影响

3.7 减缩剂对低水灰比水泥石自收缩的作用机理

3.8 本章小结

4 内养护对低水灰比水泥石自收缩的影响机制

4.1 预吸水硅藻土对低水灰比水泥石自收缩及相关性能的影响

4.2 超吸水树脂对低水灰比水泥石自收缩及相关性能的影响

4.3本章小结

5 减缩剂和超吸水树脂复合对低水灰比水泥石性能的影响

5.1 减缩剂和超吸水树脂对低水灰比水泥石内部相对湿度的影响

5.2 减缩剂和超吸水树脂对低水灰比水泥石自收缩的影响

5.3 减缩剂和超吸水树脂对低水胶比水泥砂浆强度的影响

5.4本章小结

6 结论与展望

6.1主要结论

6.2 展望

致谢

参考文献

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文

B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目