【摘 要】本文主要研究了水泥用量、膠凝材料類型、引氣量、砂率等因素對混凝土干縮變形的影響。試驗結(jié)果表明：隨水泥用量的增加，混凝土早期干縮變形增大；單摻硅灰的混凝土早期干濕變形大，單摻粉煤灰和混摻硅灰與粉煤灰的混凝土差別不大；3d齡期的混凝土含氣量越大，干濕變形也越大；28d齡期以后，在含氣量小于6.8%的情況下，干濕變形隨含氣量的增加而減小，而當含氣量達到10%時干濕變形又呈現(xiàn)增大的趨勢。

【關(guān)鍵詞】道路工程 水泥混凝土路面 高彎拉強度混凝土 變形

1 引言

高彎拉強度路面混凝土利用現(xiàn)代混凝土“雙摻技術(shù)”，即摻加礦物摻合料和外加劑，改善膠凝材料與集料界面過渡區(qū)的性質(zhì)，從而獲得較高的彎拉強度。高彎拉強度混凝土水膠比小，膠凝材料多，早期干縮變形大。摻合料和外加劑的使用，也增加了高性能混凝土干縮變形量。因此，“雙摻技術(shù)”配制的混凝土彎拉強度雖然高，但是其干縮變形量較普通混凝土大，若對膠凝材料用量、摻合料的類型、外加劑摻量和類型控制不當，容易引起高彎拉強度混凝土早期干縮裂縫，導(dǎo)致混凝土路面斷板。

本文主要研究了水泥用量、膠凝材料類型、引氣量、砂率等因素對混凝土干縮變形的影響，便于施工中對材料、混凝土配合比參數(shù)等進行合理選擇，在提高混凝土彎拉強度的情況下，盡量減小混凝土早期干縮變形量，降低干縮開裂趨勢。

2 試驗條件

變形試驗在控溫控濕箱內(nèi)進行，通過控溫控濕箱的自動調(diào)節(jié)功能，設(shè)定目標溫度和濕度過程，檢驗在外界溫度和濕度變化情況下水泥用量對變形的影響。

混凝土試件采用100×100×515mm的試模成型，變形測量設(shè)備采用千分表支架和千分表，混凝土試件豎放在千分表支架上，上表面中心位置粘貼玻璃片，千分表通過支架上的表夾固定在混凝土試件上方，調(diào)整固定表夾的高度，使千分表觸桿接觸玻璃片，并使千分表讀數(shù)處于中間的位置，便于測量混凝土試件的伸長或縮短的變形。

變形試驗過程設(shè)定如下：成型后18小時拆模，放入控溫控濕箱中。從當前濕度用30分鐘升到相對濕度99%，恒定180分鐘，讀取初值；用30分鐘降低濕度到10%，恒定180分鐘，讀取終值；再用30分鐘升高濕度到99%，恒定180分鐘，讀取初值，如此進行3個循環(huán)，見圖1。

3 水泥用量對混凝土變形的影響

3.1混凝土配合比

單方水泥用量從200公斤一直到500公斤，除編號為CEMENT200的混凝土外，其他混凝土單方水泥用量增加，用水量保持不變，工作性通過調(diào)整減水劑摻量來保證。CEMENT200為貧混凝土，水泥砂漿量少，通常需要保持較大的水灰比。本試驗中的水灰比為現(xiàn)場施工常用的水灰比。為了保證工作性，添加了少量的減水劑?；炷僚浜媳热绫?所示。

3.2試驗結(jié)果及分析

試驗結(jié)果如圖2所示。該試驗所反映的變形值不僅包含濕度變化的影響，而且也包含了混凝土在硬化過程中自身的變形特性，試驗值是兩者變形的疊加。由于混凝土自身硬化收縮的影響，混凝土變形在濕度下降段的梯度大于濕度上升段的梯度，這主要是因為在下降段變形是干縮變形和自身硬化收縮變形的疊加，而在濕度上升段兩者相互抵消。從圖中可以看出，隨著時間的延長，混凝土的變形量基本上都處于收縮狀態(tài)，這說明在早期階段混凝土的硬化收縮占有主導(dǎo)地位，養(yǎng)護并不能控制混凝土自身硬化收縮，而混凝土如果處于良好的養(yǎng)護狀態(tài)，則可以減小這種收縮的量值或延緩收縮的時間，為混凝土強度增長提高抗裂性提供一定的余地；而如果不養(yǎng)護或養(yǎng)護條件差，那么混凝土的干縮和自身硬化收縮相疊加，很容易導(dǎo)致混凝土開裂。從本次試驗結(jié)果可以看出，水泥用量越大，混凝土總的收縮性越高。

4 膠凝材料類型對干濕變形的影響

4.1 混凝土配合比

本次膠凝材料選擇了4種，其中包括：純水泥、摻粉煤灰、摻硅灰、復(fù)合摻粉煤灰和硅灰?；炷猎囼炁浜媳热绫?。

4.2試驗結(jié)果及分析

試驗結(jié)果如圖3所示。對于不同的膠凝材料種類而言，由于水化機理、水化反應(yīng)速度、硬化后混凝土內(nèi)部的微孔結(jié)構(gòu)等不盡相同，干縮變形性能和自身硬化收縮有些差別。從試驗結(jié)果可以看出，在經(jīng)歷了3個過程的干濕循環(huán)以后，摻硅灰的混凝土表現(xiàn)出的收縮值最大；摻粉煤灰和混摻硅灰與粉煤灰的混凝土次之，而且兩者變化幾乎一致，說明摻加30%的粉煤灰可以改善由摻加硅灰給早期收縮帶來的不利影響；純水泥混凝土早期收縮性最小。各個階段混凝土試件變化量如表3：

綜合分析可以看出，單摻硅灰的混凝土收縮受干濕變形影響較大，單摻粉煤灰和混摻硅灰與粉煤灰的混凝土差別不大，純水泥混凝土相對較小。這說明在干濕變化條件下，尤其是混凝土由高濕度向低濕度變化的情況下，摻硅灰的混凝土面板產(chǎn)生的拉應(yīng)力最大，純水泥混凝土面板產(chǎn)生的拉應(yīng)力相對最小。

5含氣量對干濕變形的影響

5.1混凝土配合比

混凝土含氣量主要通過調(diào)整引氣劑摻量進行控制。由于混凝土本身在攪拌的過程中會引入部分氣體以及減水劑也具有一定的引氣作用，因此，引氣劑摻量為0時，混凝土中也有一定的含氣量。

混凝土試驗配合比如表4。

5.2試驗結(jié)果及分析

試驗結(jié)果如圖4、圖5。圖4為含氣量對齡期為3d混凝土干濕變形的影響；圖5為含氣量對齡期為28d混凝土干濕變形的影響。

從試驗結(jié)果可以看出，3d齡期的混凝土含氣量越大，早期收縮變形越大，干濕變形也越大，這主要因為含氣量大，漿體增多，增加了早期的干濕變形。28d齡期以后，在含氣量小于6.8%的情況下，干濕變形隨含氣量的增加而減小，而當含氣量達到10%，干濕變形又呈現(xiàn)增大的趨勢。從以上兩圖的對比可以看出，28d齡期混凝土自身的收縮值遠遠小于3d齡期混凝土自身收縮值，即早期自收縮變形也非常大。

6結(jié)論

（1） 隨水泥用量的增加，混凝土早期干縮變形增大；

（2） 單摻硅灰的混凝土早期干濕變形大，單摻粉煤灰和混摻硅灰與粉煤灰的混凝土差別不大；

（3） 3d齡期的混凝土含氣量越大，干濕變形也越大；28d齡期以后，在含氣量小于6.8%的情況下，干濕變形隨含氣量的增加而減小，而當含氣量達到10%，干濕變形又呈現(xiàn)增大的趨勢。