大掺量矿物掺合料混凝土的干燥收缩与数学模型

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发布时间：2021-09-08

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大掺量矿物掺合料混凝土的干燥收缩与数学模型
白康，余红发，郝娟，曹文涛，周鹏，韩丽娟
(南京航空航天大学土木工程系，江苏南京 210016)
摘要：本文研究了矿物掺合料和膨胀剂对混凝土干燥收缩的影响。结果表明．在低水胶比等量取代55 水泥
的情况下，单掺矿渣时混凝土的干燥收缩值最小，双掺矿渣和粉煤灰时混凝土干燥收缩值略有增加，复合掺加
硅灰时将显著增大混凝土的干燥收缩，复合掺加膨胀剂有利于降低干燥收缩值。此外，建立了大掺量矿物掺合
料混凝土干燥收缩的复合指数函数模型，该模型与实测值非常吻合。
关键词：混凝土；矿物掺合料；干燥收缩；数学模型
中图分类号：TU528；TU502 ．6 文献标识码：A 文章编号：1672—7037(2008)02—0039—03
混凝土收缩及其引起的开裂问题一直是国内
外研究的重点和难点。矿物掺合料已经成为配置
高性能混凝土的必要条件。但是大掺量矿物掺合
料混凝土的干燥收缩变形较大，从而导致混凝土
结构开裂，严重影响工程结构的安全性和耐久
性L1 ]。“矿物掺合料”一词在工程界已经替代原先
的“工业废渣”而被广泛接受，但大量研究工作仍
停留在宏观表象层面，未能形成明确的结论，从而
制约了矿物掺合料在工程实践中的进一步推广应
用。研究表明[3卅]：矿渣(Slag，SG)水泥混凝土的
干燥收缩是普通水泥混凝土的1．6～2．1倍；掺加
5 ～1O 硅灰(Silica fume，SF)或3O 粉煤灰
(Fly ash，FA)将增大混凝土的干燥收缩；对于掺
加1O ～15 的SF的混凝土，其干燥收缩稳定
期比较长。本文研究了矿物掺合料和膨胀剂的复
掺技术对混凝土干燥收缩的影响规律，并在现有
的混凝土干燥收缩数学模型的基础上，优化出描
述混凝土干燥收缩的新模型，该模型与大掺量矿
物掺合料混凝土的干燥收缩实测值吻合良好。
1 试验
1．1 原材料
(1)胶凝材料：嘉新京阳水泥股份有限公司生
产的P．Ⅱ52．5R 硅酸盐水泥，其初凝时间为
lh48min，终凝时间为2h38min，3 d和28 d抗折
强度分别为6．0和9．2 MPa，3 d和28 d抗压强
度分别为27．8和55．7 MPa；镇江产风选I级粉
煤灰，其细度(O．08 mm 筛余率)为6．8 ，需水量
比93 ；埃肯国际贸易(上海)有限公司提供的埃
肯牌硅灰，平均粒径为0．2 btm；江苏江南粉磨公
司的$95级磨细矿渣，比表面积461 m。／kg；安徽
巢湖速凝剂总厂生产的铝酸盐混凝土膨胀剂
(Aluminate Expansive Agent，AEA)，是以高铝
水泥熟料与明矾石、无水石膏共同粉磨而成，其膨
胀源为钙矾石，膨胀能高，膨胀稳定。原材料的化
学成分参见表1。
表1