高吸水性树脂颗粒对混凝土自收缩与强度的影响

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发布时间：2021-09-15

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高吸水性树脂颗粒对混凝土自收缩与强度的影响
胡曙光，周宇飞，王发洲，彭波
(1．武汉理工大学材料科学与工程学院，湖北武汉430070；
2．武汉市商品混凝土管理站，湖北武汉430015)
摘要：自收缩是导致高强混凝土早期开裂的重要因素。研究了高吸水性树脂(SAP)的掺量、引入水量对不同
水胶比混凝土的自收缩与强度的影响规律。结果表明，将不超过胶凝材料总重量0．5 的SAP预吸水后掺入混
凝土中。可显著减小混凝土的自收缩。且抗压强度损失较小。通过研究SAP对混凝土内部相对湿度变化的影响
规律，分析了其对混凝土自收缩与强度的作用机理，认为引入预吸水SAP可明显延缓混凝土早期内部相对湿
度的下降速度。对混凝土起到良好的内养护作用。减小自收缩。但当SAP掺量大于胶凝材料总重量的0．5 时，
作用效果随SAP掺量的增大而不明显，混凝土抗压强度也有明显下降。
关键词：混凝土；高吸水性树脂；自收缩；内部相对湿度
中图分类号：TU528．0 文献标识码：A 文章编号：1672—7037(2008)01—0001—04
以低水胶比、掺加高活性矿物掺合料为特征
的高强混凝土，以其优异的力学性能在大跨度桥
梁、高层建筑中得到日趋广泛的应用。但高强混凝
土早期自干燥效应明显，自收缩(autogenous
shrinkage，AS)较大，容易开裂。所谓自收缩，是
指在与外界没有水分交换的条件下，由于水泥的
不断水化及矿物掺合料的二次水化作用，在混凝
土内部产生一系列复杂的物理、化学及力学变化，
从而使混凝土在宏观上表现出来的一种体积缩小
的现象u J。
Bentur等L2]在混凝土中掺加经过预湿处理
的轻集料，利用轻集料内水分的自养护作用，在降
低混凝土的自收缩方面取得一定成效。但是，据
I uraL3 的研究结果，即使粗集料全部使用粒径为
4～8 mm 的轻集料，也只有70 的水泥浆体能受
到养护。并且轻集料自身强度较低，若粗集料全部
使用轻集料，会对混凝土强度及其它一些性能产
生不利影响。
高吸水性树脂(super absorbent polymer，
SAP)是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团并具
有一定交联度的水溶胀型高分子聚合物，能够吸
收自身重量几百倍甚至上千倍的水，并具有吸水
速率快，吸水量易于控制等特点。在混凝土中加入
少量高吸水性树脂，可对水泥浆体起到较好的养
护效果。
试验原材料与方法
1．1 原材料
水泥(C)：湖北华新P．O．42．5普通硅酸盐水
泥；硅灰(SF)：武汉钢铁公司硅灰，比表面积20
000 m。／kg；粗集料(G)：石灰石碎石，粒径5～25
mm；细集料(S)：中砂，粒径≤ 5 mm，细度模数
2．8，含泥量≤ 1 9／5；减水剂(FDN)：萘系高效保塑
缓凝减水剂，掺量为胶凝材料总量的0．8 ；拌合
用水(W )与内养护用水(We)：自来水；高吸水性
树脂(SAP)：聚丙烯酸钠吸水树脂，对自来水的吸
水倍率见图1。
∞
●
瓣
图1 SAP吸水率
1．2 方法
(1)湿度测量。试件尺寸为150 mm×150
mm×150 mm，成型时在试件顶部插入直径为30