混凝土早期凝缩测定及抑制机理研究

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发布时间：2021-09-25

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混凝土早期凝缩测定及抑制机理研究
沈化荣 1I。，高培伟，林晖，黄欣 z
(1．淮阴工学院土木工程系，江苏淮安 223001；2．南京航空航天大学土木工程系，江苏南京 210016)
摘要：采用非接触式的涡流传感器研究了聚乙烯醇纤维对混凝土凝缩性能的影响，试验结果表明：与素混凝土相比，掺 0．9 kg／m，和
12．8 kg／m 聚乙烯醇纤维混凝土的凝缩值在 6 h内分别减少了 12．6％和 19．4％，而掺有 0．9 kg／m 聚丙烯纤维混凝土的凝缩值仅减少 6．5％，
聚乙烯醇纤维能够明显地减少混凝土的凝缩。通过扫描电镜分析了掺聚乙烯醇纤维和聚丙烯纤维水泥浆体的表面形貌，探讨了聚乙烯醇
纤维抑制混凝土凝缩的机理，建立了聚乙烯醇纤维抑制混凝土凝缩的模型。
关键词：混凝土；凝缩；机理；模型；聚乙烯醇纤维
中图分类号： TU528．O1 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)04—0007—02
M easurement and mechanism of settlement shrinkage of concrete
SHEN Hua-rong ，GA O Pei—wci2,LIN Hui2,HUANG Xin
(1．DepartmentofCivilEngineering，HumanInstituteofTechnology，Huaian223001，China；
2．DepartmentofCivilEngineering，NanjingUniversityofAeronautics andAstronautics，Nanjing210016，China)
Abstract： The effect of the appropriate polyvinyl alcohol fibers on the settlem ent shrinkage performance of concrete is investigated by using
an—contact eddy current sensor．The experimental results show that the fibers can obviously reduce settlement shrinkage of concrete．Comparing
tl1 plain concrete．the settlement shrink age values ofconcrete with O．9 kg／m an d 12．8 kg／m polyvinyl alcohol fiber decrease 12．6％ and 19．4％
respectively and th e settlem ent shrink age vMue of concrete with 0．9 kg／m polypropylene fiber decreases 6．5％ in 6 h．Through observation for th e
surfacemorphology ofpastewith PVA fiberandPP fiberby scanning electronmicroscope，，themechanism andthemodel ofsettlem ent shrink age
ofconcrete with PVA fiber is discussed an d established．
Key words： concrete；settlement shrinkage；mechanism；model；polyvinyl alcohol fiber
0 引言
混凝土材料是当4"I!t界上用途最广、用量最大的建筑材料，
近几年来，由于水泥混凝土所具有的一系列优点，比如较高的
强度和刚度、良好的稳定性和耐久性、简单的养护和较低的建
筑成本等，使其成为高层建筑、机场跑道、公路等主要建筑首选
材料。在将来，混凝土仍然是一种不可缺少的建筑材料，并且正
朝着高性能、高强度和多功能方向发展。但是，高强度混凝土也
存在一定的缺陷，如：高收缩变形、较高的脆性等，这些缺陷将
影响它的广泛应用，控制混凝土材料的收缩变形和开裂已成为
工程界十分关注的热点和难点问题[1】。
为了克服上述缺点，可采用复合化的方法，其中最有效、简
单易行的办法是掺加纤维制成水泥基复合材料。我国著名混凝
土专家吴中伟教授生前曾多次指出：“复合化是水泥基材料高
性能化的主要途径，纤维增强是其核心” 。
在建筑中使用的纤维主要包括：玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢
纤维和碳纤维等。其中高强、高弹模聚乙烯醇纤维 (PVA纤维 )
具有许多优良的性能，如：①具有较高的强度和弹性模量，其弹
性模量仅次于钢纤维、玻璃纤维、碳纤维和超高分子聚乙烯纤
维，其抗拉强度可与钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、超高分子聚乙
烯纤维和对位芳香聚酰胺纤维媲美；②机械性能良好，可提高
建筑材料的韧性和抗冲击强度；③与波特兰水泥具有良好的化
学相容性；④亲水性好，使 PVA纤维能均一地分散在水泥基质
中；⑤高强度 PVA纤维与水泥基质间具有良好的界面黏合力；
⑥ 耐光性和耐酸碱性好，适用于各等级的水泥混凝土；⑦ 具有
优良的化学稳定性等[5]。
国内对 PVA纤维在混凝土材料中应用研究尚处于起步阶
段。PVA纤维具有高强、高弹模、亲水性好 (增加黏结力 )、耐
酸碱、使用安全等一系列优点，在混凝土中掺入 PVA纤维可增
强混凝土材料的抗裂性能、韧性等，具有良好的工程应用前景。
目前，国内外已逐步开始研究 PVA纤维的种类和规格对混凝土
性能的影响，但关于 PVA纤维对混凝土凝缩影响的研究及报道
很少，对其进行深入地研究与探讨是非常必要的 ]。
1 试验原材料与方法
1．1 试验原材料
采用南通水泥有限公司生产的华新 P·O 42．5级水泥；粉煤
灰采用镇江生产的I级粉煤灰。砂采用赣江中河砂，细度模数 2．6；
石子采用茅迪产玄武岩碎石，粒径 5~20 mm。减水剂和纤维采
用江苏博特新材料有限公司生产的以羧酸类为主体的复合添
收稿日期：2011-10—14