不同外加剂对混凝土抗裂性能的影响.pdf

2 0 1 4 年 第 5 期 (总 第 2 9 5 期 ) Nu mb e r 5 i n 2 0 1 4 ( T o ml No 2 9 5 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 原材料及 辅助物料 M ATERI AL A I D ADM I NI CLE d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 4 0 5 0 1 4 不同外加剂对混凝土抗裂性能的影响 李悦 。阮大威 ( 北京工业大学 城市与工程安全减灾教育部重点实验室 工程抗震与结构诊治北京市重点实验室 ，北京 1 0 0 1 2 4 ) 摘要： 采用改进 的平板试验法研究了减水剂、 减缩剂 、 膨胀剂对混凝抗裂性能的影响。 试验结果表明掺入萘系减水剂， 混凝土的 初始裂缝推迟 ， 但单位开裂面积和最大裂缝宽度都要大于未添加减水剂的混凝土； 减缩剂能推迟裂缝出现时间， 减小混凝开裂面积 及最大裂缝宽度； 在早期养护不充分的情况下 ， 膨胀剂使初始开裂时间有所提前 ， 单位开裂面积增大， 但是适量的膨胀剂能减小最大 裂缝宽度； 同时掺人膨胀剂和减缩剂 ， 其抗裂效果较单掺入膨胀剂并没有大幅的提升， 较单掺人减缩剂的混凝土反而有所降低 。 关键词： 外加剂 ；混凝土；抗裂性能 ；平板法 中图分类号 ： T U 5 2 8 0 4 2 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 4 ) 0 5 0 0 5 2 0 5 l n f l u e n c e o f dif f e r e n t a dmi x t u r e o n c r a c k r e s i s t a n c e o f t he c o n c r e t e LIYu e ， RUAN Da we i ( T h e Ke yL a b o r a t o r yo f Ur b a nS e c u r i t ya n dDi s a s t e r E n g i n e e r i n g ， MOE， Be i j i n gKe yL a b o f Ea r t h q u a k eE n g i n e e ri n g and S t r u c t u r a l R e t r o fi t ， B e i j i n g U n i v e r s i tyo f T e c h n 6 1 o g y ， B e ij i n g 1 0 0 1 2 4 ， C h i n a ) Abs t r ac t ： Stud i e d o n t h e i nfl ue n c e o fwa t e r r e d u c i n g a d mi x t ur e， s h rin k a g e r e d u c i ng a d mi x t u r e an d e x p a n s i o n a d mi x t ur e o n c r a c k r e s i s - t a n c e o f t h e c o n c r e t e t h r o u g h t h e i mp r o ve d s l a b t e s t The e x pe rime n t a l r e s ul t s s h o ws t h a t the wa t e r r e d u c i n g a dmi xt u r e wi l l i n c r e a s e i ni t i a l c r a c k i n g t i me， un i t c r a c k a r e a a n d t h e ma x i mum c r a c k wi dt h o fthe c o nc r e t e； the s h r i n ka g e r e d u c i n g a dm i xt u r e wi l l d e c r e a s e i n i t i a l c r a c k i n g t i me， u ni t c r a c k are a an d the max i mum c r a c k wi d th ； un d e r the c o nd i t i o n o fi ns u f fic i e n t e arl y c u r i n g， the e x p an s i o n a d mi x t u r e C an ma k e t h e i ni t i a l c r a c kin g t i me a dv an c e， t he c r a c k a r e a i n c r e ase d， b ut the p r o pe r a mo u n t ofe xp an s i o n a d mi x t u r e C an r e du c e the max i mum c r a c k wi d th Th e e ffe c t o f the c r a c k r e s i s t a n c e o f the c on c r e t e wh i c h mi x e d wi th e x p an s i o n a dmi xt u r e an d s h r ink a g e - r e d u c i ng a d mi x t ur e a t the s a me t i me， di d no t s i g ni fic ant l y i mpr o v e d c o mpare d wi th t h e c o n c r e t e wi th o nl y e x pan s i o n a d mi x t u r e， h o we v e r e v e n wo r s e tha n the c o n c r e t e wi t h o n l y s h r i n ka g e r e d u c i n g a dm i x t ur e K e y w o r d s ： a dm i x t u r e s ； c o n c r e t e ； c r a c k r e s i s t a n c e ； s l a b t e s t 0 引 言 混凝土是 当今 土木工程 中用量最大 的建筑材料 ， 随着 混凝土科学研究的不 断进步 ， 尤其是各种化学外加剂和矿 物掺合料的广泛应用 ， 使得混凝土的性能得到了极大提高 。 但是 ， 不是何 种混凝土 ， 其开裂 问题始终是 困扰工程界 的 一 大难题。 而混凝土的塑性 收缩是造成早期裂缝的重要原 因之一 ， 当混凝土中的水分蒸发速度超过其泌水速度 ， 且近 表 面的混凝 土强 度又不足以抵抗 因收缩受到 限制所 引起 的应力时 ， 就会产生开裂现象i t 】 。 而 目前 防止混凝土早期塑 性 收缩开裂常用措施 ， 除了保证施工质量及前期 的养护质 量外 ， 最常用 的就是掺人外加剂 ， 膨胀剂 和减 缩剂是 目前 常用 的两种防止早期裂缝的外加剂 ， 同时 由于减水剂的广 泛使用 ， 其对混凝土抗裂性能的影响也不能忽视。 目前 国内外学 者在外加剂对混凝土抗裂性 能影 响方 面 已做 了很 多的研 究 。 例 如 ， 在减水 剂影响 开裂性方 面 ： 文献 2 采用多通道椭圆环收缩开裂试验嘲 、 自由收缩试验 和强度试验综合评价 了萘系( U N F ) 、 聚羧 酸类 ( P c) 高效减 水剂对水泥砂浆体积稳定性及早期开裂 的影 响。 结果表明 ， 高效减水剂 的掺入延长 了水泥砂浆的初始开裂时间 ， 从 而 降低了水泥砂浆的开裂敏感性。 高效减水剂降低水泥砂浆 开裂敏感性的效果为： 聚羧酸类 高浓型萘系 普通型萘系。 谭俊华采用专利“ 水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂法及 其装置” 嗍 ， 研究不 同三种高效减水剂对混凝 土早期开裂性 能的影响。 试验表明 ， 外加剂 的品种对混凝土的开裂性能有 一 定 的影响 。 掺三聚氰胺系减水剂混凝土的抗裂性能优于 掺聚羧酸系和萘系混凝 土， 而掺萘系减水剂混凝 土的抗裂 性能最差5 1 。 在膨胀剂及减缩剂影 响开裂性方 面 ： 文 献 6 参照 水 工碾压混凝 土试验规程 对不 同品种的膨胀剂对混凝土的 补偿收缩效果进行 了试验 ， 结果表明掺氧化镁类膨胀剂的 混凝土没有出现后期收缩现象 ， 比较适合水工大体积混凝 收稿 日期：2 0 1 3 1 l - o 9 基金项 目：国家科技支撑项 目( 2 0 1 1 B A E 2 7 B 0 4 7 ) ； 教育部“ 新世纪优秀人才支持计划” 项 目( NC E T 一 1 2 0 6 0 5 ) 52 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 土 ， 在保证施工和养护质量 的前提下选择适宜品种的膨胀 剂可有效地控制混凝土 的变形减少收缩开裂。 文献 7 采用 板式开裂和 圆环开裂的试验方法研究了膨胀剂及减缩剂 对于收缩开裂的影响规律。 试验结果表 明： 掺膨胀剂的混凝 土在密封或者是养护充分的条件下有效的膨胀可以消除 自收缩 ， 但是继续在干燥的环境条件养护下其膨胀之后的 收缩落差较不掺膨胀剂的混凝土更大 ； 而减缩剂不能消除 收缩 ， 但是对于 自收缩和干缩均具有明显的抑制作用 。 文 献【 8 】 从理论让人们认识到减缩剂的主要作用机理是通过 降低混凝土孑 L 隙水 的表面张力来 减小毛细孔失 水时产 生 的收缩应力 ， 大幅度减少混凝土收缩 ， 提高混凝 土的抗 变 形性能 。 钱晓倩 采用其 自行设计 的混凝土早期收缩测试 装置 ， 研究 了掺合料与减缩剂对混凝 土早期收缩 开裂的影 响 ， 试验表明减缩剂对掺矿粉和粉煤灰的混凝 土同样具有 显著的减缩效果 ， 早期 4 8 h的缩率可达 4 5 以上 ， 是 控制 混凝 土早期收缩裂缝 的有效措施之一 。 综合目前研究成果发现， 已有的研究大都是没有对无 外加剂素混凝土基准组的影 响进行考虑 。 在文献 1 0 笔 者 探讨 了水胶 比、 单位立方米胶凝 材料用量 、 砂率 和粉煤灰 掺量 、 最大骨料粒径等对混凝土抗裂性能的影响。 本试验在 此基础上选定无外加剂抗裂性能最好 的一种为基准组 ， 对 掺人减水剂 、 膨胀剂及减缩剂后混凝土的开裂性能进行 了 比较研究。 1 试验原材料与方法 1 1 原材料 水泥 ： 钻牌 P O 4 2 5 R级水 泥 ； 石子 ： 涞水石灰岩质碎 石 ， 5 2 0 m m 连续 级配 ， 压碎指标 4 5 ； 砂子 ： 涞水河沙 ， 细度模数为 2 5 6 ， 为中砂 I I 级配区 ， 含泥量为 2 4 ； 粉煤 含水率为 0 5 。 减水剂 ： 北京建恺混 凝土外加剂有 限公司 生产的 J K 5 型萘系减少剂 ， 推荐掺量为 2 ， 减水率为 2 3 ； 膨胀剂 ： 北京德 昌伟业建筑 工程有 限公 司生产 的 D C C1 0 硫铝酸 钙型膨胀剂 ， 推荐掺量为 内掺 6 8 。 减缩剂 ： 江 苏博特新材料有 限公司生产的S B T - S R AI 混凝土减缩剂 ， 是一种聚醚类的减缩型外加剂 ， 其推荐掺量为 1 2 。 1 2试 验 方 法 混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度按 G B T 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 普通混凝土力学性能试验方法标准 进行测试 。 混凝土的 坍落度按 G B T 5 0 0 8 0 - - - 2 0 0 2 ( 普通混凝土拌合物性能试验 方法标准 进行测试 。 混凝土抗裂性试验方法参照 混凝土 结构耐久性设计与施工指南 中推荐的平板法， 并对其做 了一定 的调整 ， 具体方法可见文献 1 0 1 。 试件浇筑 、 振实、 抹 平后 ， 立 即用塑料薄膜覆盖 ， 保持环境温度为( 2 0 1 ) ， 相 对湿度为 5 0 ， 2 h 后将塑料薄膜取下 ， 用风扇吹混凝土表 面 ， 整个试验过程保持风速 8 m s 。 然后开始 观察平板表面 的裂缝发生过程 。 1 3混 凝 土 配合 比 混凝土设计强度等级为 C 3 0 ， 基准组砂率为 3 2 ， 水胶 比为 0 5 ， 单位立方米胶凝材料组成为水泥 2 5 2 k ed m， ， 粉煤 灰掺量为 1 0 8 k g m ， 在此基础上根据混凝土外加剂的类别 及掺量的不同共设计 了 1 3 组配合 比。 具体情况如下 ： J O 组 为基准组 ， 不掺任何外加剂 ； DI D 3 组 ， 单掺人减少剂 ， 掺量 分别为 3 、 4 、 5 k g m ， 保持坍落度在 1 8 2 2 G m之间； D 4 D 6 保持减水剂掺量为 3 k g m ， 一定 ， 减缩剂掺量分别为 1 、 1 5 、 2 ； D 7 D 9 保持减水剂掺量为 3 k g m 一定 ， 用膨胀 剂等量取代粉煤灰 ， 掺量分别为 6 、 8 、 1 0 ； D1 0 D1 2 保 持减水剂掺量为 3 k g m 3 一定 ， 同时掺人减缩剂和膨胀剂 ， 其掺量 分别 为 D1 0 组 1 、 6 ， D1 1 组 1 5 、 8 ， D1 2组 灰： 合众 I I 级粉煤灰， 4 5 m筛余为 1 6 ， 需水比为 9 9 ， 2 、 1 0 。 具体的配合比及混凝土的基本性能见表 1 。 表 1 混凝土设计配合比及其基本性能 2 试验结果及分析 2 1 抗压强度及劈裂强度 ( 1 ) 从表 1 DI D3和基准 J 0组对比可 以看出 ， 适量 的 掺加 萘系减水剂( 如 3 k g m3 ) 增加混 凝土 3 d 1 2 8 d 抗 压 抗折强度 ， 但是继续增加减水剂的用量 ， 会导致坍落度进 一 步的增大 ， 并且 3 d 2 8 d 抗压抗折强度也会随之降低 ， 甚 至低于不加减水剂 的基准组 。 53 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m ( 2 ) D 4 D 6和 D1 组对 比可知 ， 掺入 减缩剂会对混 凝 土抗压抗折强度有一定 的影响 ， 3 d 2 8 d 抗压抗 折强度都 会随着掺量 的增加而 降低 ， 但是影 响不是很大 ， 且强度都 要高于未掺加任何外加剂 的基准组 J 0 ， 而混凝土的坍落度 会 随着减缩剂掺量 的增加而增大。 ( 3 ) D 7 D 9和 D 1 组对比可知， 当膨胀剂的掺量小于 8 时， 混凝土 3 d 2 8 d 抗压抗折强度会随着掺量的增加而增加 ， 当掺量高于 8 时 ， 3 、 2 8 d 抗压抗折强度反而会降低 ， 但 是 还是要高于基准组 J 0 ， 膨胀剂对混凝 的坍落度影响 比较明 显 ， 随着掺量的增加 ， 坍落度降低 明显。 ( 4 ) 从同时掺入两种外加剂的 D1 0 D 1 2 组中可以看出， 其 3 d 2 8 d 抗压抗折强度均 比相应掺人一种外加剂 的要低 ， 但其抗压强度都高于基准组 J 0 ， 抗折强度却低于基准组。 随 着复合外加剂掺量 的增加 ， 坍落度随之降低 ， 但是不明显 。 2 2 开裂试验结果 掺人不同外加剂 的混凝土平板开裂结果如表 2 所示。 表 2 混 凝土 平板 开 裂试验 结 果 2 3 开裂结果分析 2 3 1 减水剂的影响 比较基准组 J 0和 D1 D 3 组可 以看出减水剂 以及减 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 屡1 0 0 5 0 O 3 4 5 减水 剂掺量 ( k g m 1 ( a 1 开 裂 时 间 g 吕 暑 暄 束 趟 水剂掺量 的变化对混凝土抗裂性能的影 响。 选取评价 指标 为初始开裂 时间 、 单位 面积上 的总开裂面积 、 最大裂缝宽 度 ， 结果如 图 1 所示。 0 3 4 5 减水剂掺量 ( k g m ) ( b ) 开裂 面积 图 1 减水剂对开裂性能的影响 从图 l 可以看 出 ： 掺入减水剂 的 DI D 3 号混凝土板 ， 其开裂时间均迟于未添加减水剂的基准混凝 土板 J 0 ， 且减 水剂的掺量越多 ， 开裂时间也越迟。 但其在单位开裂面积及 裂缝宽度方面均 比基准混凝土板要大 ， 并随着减水剂掺量 的增加 ， 单位开裂面积剂裂缝宽度也 随之变大。 分析其原 因 可能是掺人减水剂之后， 混凝土的坍落度急剧增加， 混凝 土中的游离水 的含量也增加 ， 在用薄膜覆盖 2 h 养护之后 ， 在其表面会形成一层 自由水养护薄膜 ， 在其未蒸发完之前 混凝土板不会 出现开裂现象 ， 因此开裂时间会推迟。 同时由 于减水 剂的掺入 ， 水泥的水化更加充分 ， 会加大体积收缩 。 当表面的水膜蒸发完后 ， 混凝土内部空隙的相对湿度较低 ， 水分蒸发引起的相对湿度 降低较快。 在这两者的共 同作用 4 1 4 1 2 暑 1 0 越0 8 0 4 0 2 0 0 3 4 5 减 水剂掺 量 ( k g m ) ( c 1 裂缝 宽 度 之下混凝土的裂缝发展迅速。 表现为单位 开裂面积及最大 裂缝宽度随着掺量的增加而加大 。 2 _ 3 2 减缩剂的影响 将 D1 和 D 4 D 6 组 对 比可知减缩 剂及其用量对混凝 土板开裂的影响。 各评价指标对比结果如图 2 所示。 从 图 2可以看出 ， 不管减缩剂掺量多少 ， 三项评 价开 裂性能的指标均优于未掺加减缩剂的混凝土板 ， 特别是在 改善裂缝宽度方面。 随着减缩剂 的增加 ， 三项指标都有所优 化。 其原 因是由于 ： 减缩剂主要依靠降低孔 隙溶液 的表面张 力来抑制混凝 土的收缩 ， 其减缩过程并不依赖于外界 的养 护条件 ， 因此 当混凝土表面 的水分蒸发很快 ， 且混凝土 又 处于干燥环境 时 ， 对混凝土抗裂性能的提高尤其 明显 。 如 如 如O 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 0 l 0 1 5 2 0 减水剂掺 量 ( k g m ) ( a ) 开裂 时 间 吕 吕 毫 旧 5 O O O 5 O 00 5 0 O 墨 l_ l_ 0 1 0 1 5 2 0 减水剂掺量 ( k g m ) ( b ) 开 裂 面积 图2 减缩剂对开裂性能的影响 2 3 _ 3 膨胀剂 的影响 对 比 D1 组和 D 7 D 9 组 ， 可知膨胀剂及其掺量对开裂 性能的影响。 各评价指标对 比结果如图 3 所示 。 可 以看 出掺人 膨胀 剂之 后混凝 土板 的开裂 时 间缩 短 ， 开裂 面积随之增加 ， 在掺 人 6 的膨胀剂之后 最大裂 缝宽度最小 ， 随着膨胀剂的增加 ， 裂缝 宽度也进一步增大 ， 甚 至超过没有掺入膨胀剂的 D1 组 。 分析原 因是 由于膨胀 剂形成 了膨胀性 水化产物钙矾 石 ， 钙矾石 晶体分 子式为 3 5 3 0 = 2 5 旦 莒 2 0 1 5 1 0 0 5 O 0 6 8 1 0 膨胀剂 掺量 ( k g m ) ( a ) 开裂 时 间 r 吕 吕 g 恒 趟 3 5 O 吕 目 、 剡 l 口D 1D 5 l l D 4D 6 I l _ 1 l _ 0 1 ， 0 1 5 2 0 减水剂掺量 ( k g m ) ( c ) 裂缝宽度 3 C a O A 1 2 0 3 3 C a S 0 4 3 2 H 2 0， 其 中含有 3 2个结 晶水 ， 因此 水 化时需要 大量 的外界水 分 。 本次试 验 中混凝 土板早期 没有进行 充分养 护 ， 外 界补水 能力不 足 ， 钙矾 石水化 消耗 了大量 自由水 ， 造成混凝 土内部水分不 足 ， 干燥 收缩及 自 收缩加剧 ， 且其 收缩受 到模具周 围螺杆 的限制 ， 因此其 开 裂时间及开裂面积两项指标会比没掺人的差。 此外 ， 由于 钙矾石膨胀抵消了部分混凝土的收缩 ， 最大裂缝宽度反而 会减小 。 0 6 8 1 0 膨胀 剂掺量 ( k g m ) f b ) 开 裂 面积 图 3 膨胀剂对开裂性能的影响 2 3 4 同时掺人膨胀剂及减缩的影响 D1 0 D1 2 组同时掺入 了减缩剂和膨胀剂 ， 把其和 D 4 D 6 、 D 7 D9 相应的组别进行对 比可 以得 出 同时掺 入两种 l- J J t l 剂和单掺入一种外加剂对混凝抗裂性能的影 响。 各评 价指标对 比结果如图 4 所示 。 g 名 吕 暄 疆 g 吕 魁 憾 O 8 I 口D 1D 8 l I D 7D 9 I l- 0 6 8 1 0 膨胀剂 掺量 ( k g m ) ( c ) 裂缝 宽 度 可以看出， 保持外加剂掺量在一定范围内， 同时掺入 减缩剂和膨胀剂的混凝土 ， 其抗裂性能的三项评价指标 ， 比 单掺入膨胀剂的混凝土要稍好 ， 比单掺入减缩剂的要差。 这 说 明在掺人膨胀剂的情况下 ， 减缩剂的抗裂性能会被一定 的削弱， 不如单掺的好 。 D4 D7 D1 0 D5 D8 D1 1 D6 D9 D1 2 D4 D7 D1 0 D5 D8 D1 1 D6 D9 D1 2 组 别 组别 ( a ) 开 裂 时 间 ( b ) 开 裂面 积 图4 同时掺入膨胀剂及减缩对开裂性能的影响 3结论 ( 1 ) 在一定范 围内掺人萘系减水剂之后 ， 混凝 土的初 始裂缝 出现时间推迟 ， 但混凝土的单位开裂面积和最大裂 缝宽度都大于未添加减水 剂的基准混凝土 ， 因此萘系减水 剂总体上会增大混凝土的早期塑性收缩。 0 8 i 0 6 、 o 0 2 0 D4 D7Dl 0 D5 D8 D l 1 D6 D9D1 2 组别 ( c ) 裂缝 宽度 ( 2 ) 掺加适量减缩剂， 混凝土出现早期裂缝的时间延 长 ， 且开裂面积和裂缝宽度明显改善。 因此减缩剂在干燥 的 条件下能够充分发挥其减缩抗裂效应。 ( 3 ) 混凝土 中掺人一定范 围的膨胀剂 ， 初始开裂时 间 稍有提前 ， 单位开裂面积也随之增大 ， 但是适量 的膨胀剂 会减小最大裂缝宽度 ； 如若掺人过量 ， 则最大裂缝宽度也 55 6 5 4 3 2 l O 厦留i ；蠹 如 如 如0 如 如如 0 6 5 4 3 2 1 O q 匿莒 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 会增大。 因此要重视加强早期养护 ， 才能发挥出其膨胀抗裂 效应 ， 反之则可能加剧混凝土 的开裂 。 ( 4 ) 在一定范 围同时掺入膨胀剂和减缩剂 ， 其抗裂效 果较单掺人膨胀剂并没有大幅的提升 ， 较单掺入减缩剂 的 混凝土反而有所降低 。 因此在实 际工作中不鼓励通过同时 掺人这两种外加剂来提高混凝土的抗裂性能。 参考文献 ： 1 李林香 混凝土的收缩及防裂措施概述I J 1 混凝土 ， 2 0 1 1 ( 4 ) ： 1 1 3 - 1 1 6 【 2 】马保国 掺高效减水剂水泥砂浆的早期开裂研究 J 】 _建筑材料学 报 ， 2 0 0 8 ， 8 ( 6 ) ： 5 9 3 5 9 8 【 3 HE Z h e n， Z HO U Xi a n g mi n ， L I Z o n g j i n Ne w e x p e r i m e n t a l me t h o d f o r s t u d y i n g e a r l y a g e c r a c k i n g o f c e me n t 2 b a s e d ma t e r i a l s fJ AC I Ma t e ri a l s J o u r n a l ， 2 0 0 4 ， 1 0 1 ( 1 ) ： 5 0 - 5 6 【 4 】郑建岚， 罗素蓉 ， 王雪芳 ， 等 水泥基材料抗裂性能测试诱导开 裂法及其装置 ： 中国， Z L 2 0 0 4 1 0 0 6 1 4 9 2 1 【 P 】 2 0 0 7 2 0 2 2 0 7 【 5 】 谭俊华 高效减水剂对混凝土性能的影D fi t J 山西建筑 ， 2 0 0 9 ， 3 5 上接第 5 1页 量的分 布也不尽相 同。 这说明玻化微珠的玻化过程是随机 的而且是不定型的玻化 ， 从而导致玻化微珠空腔结构的形 态各异 ， 同时说明玻化微珠结构类型的非单一性 。 图中观察到的小部分 的玻化微珠是未完 全封闭的 ， 可 能是 由于在玻化微珠的生产 以及运输过程中发生 的碰撞 、 互相挤 压以及 玻化微珠与水 泥 、 砂 子 、 石子一同放 人搅拌 机中搅拌时 ， 他们之间的互相挤压以及摩擦而导致玻化面 的破碎 。 在微观结构 的分析中 ， 分析微观结构 的固相和过渡区 是微观结构分析 的主要途径 ， 而且在分析 的过程中一定要 注意微观结构过渡区域 的微裂缝和空隙的区域 。 对 于不 同纳米二 氧化硅 掺量 的纳米玻 化微珠 保温承 重混凝 土 ， 当纳米二氧化硅含量为 l 时( 图 4 ) ， 同未掺纳 米二氧化硅的玻化微珠保温承重混凝土相 比， 虽然玻化微 珠 的周 围有空隙 ， 这种分布形态排列无序但数量和规模不 是很大； 可是如果二氧化硅的含量增加到 2 时 ， 从图 5中 可 以清晰的观察到玻化微珠的周 围有空隙和微裂缝 ， 相 比 于二氧化硅含量为 1 的玻化微珠保温承重混凝土 ， 玻化微 珠周围空隙和微裂缝相对而言 比较多 ， 甚至有些裂缝会贯 穿玻化微珠之间 ， 因此表现为宏观上混凝土的抗压强度下 降 ； 同样 当二氧化硅的含量为 3 时( 图 6 ) ， 可 以发现空隙 清晰可见且其数量也 比较多 ， 但是在扫描 电子显微镜下没 有观察到太 多的微裂缝 ， 或者 是微 裂缝不是 太明显 ， 但总 体强度 由于空隙的分布多 ， 会 比掺量为 l 二氧化硅的混凝 土强度低 ； 因此也就解释了当二氧化硅的含量从 1 变化到 3 时 ， 纳米二氧化硅保温承重混凝土的强度最高的是纳米 二氧化硅含量为 1 的情况 。 4结 论 通过对不 同纳米二 氧化硅掺量 的纳米玻 化微珠保温 承重混凝土抗压强度 的测定 以及它们和玻化微珠 的微观 5 6 ( 1 1 )： 1 7 0 1 7 1 【 6 J6 南培伟 膨胀剂对混凝土变形性能的影响 J J _ 南京航空航天大学 学报， 2 0 0 6 ， 3 8 ( 2 ) ： 2 5 1 2 5 4 7 刘加平 膨胀剂和减缩剂对于高性能混凝土收缩开裂的影响 J l _ 东南大学学报， 2 0 0 6 ， 3 6 ( 1 I ) ： 1 9 6 1 9 9 8 】S H A H S P ， K A R A G U L E R M E ， S A R I G A P H U T I M E f f e c t s of s h ri n k a g e- r e d u c i n g a d mi x t u r e o n r e s t r a i ne d s hrin k a g e c r a c k i n g of c o n - c r e t e J A C I M a t e r i al s J o u r n a l ， 1 9 9 2 ， 8 9 ( 3 ) ： 2 8 9 2 9 5 9 9 钱晓倩 掺合料与减缩剂对混凝土早期收缩的影响【 J 1 沈阳建筑 大学学报， 2 0 0 5 ， 2 1 ( 6 ) ： 6 9 2 6 9 6 【 1 0 李 悦 无外 加剂 混凝土抗裂 影响因素的探 讨 J 昆凝土 ， 2 0 1 4 ( 1 ) ： 1 5 作者简介 ： 联 系地址 ： 联系电话 ： 李悦( 1 9 7 2 一 ) ， 教授， 博士， 主要研究方向： 建筑材料。 北京市朝阳区平乐园 1 0 0 号 北京工业大学建筑工程 学院( 1 0 0 1 2 4 ) 1 8 8 1 0 4 78 9 44 结构 图像的获得和研究 ， 可 以得出如下结论 ： ( 1 ) 在扫描 电子显微镜下观察得到 ， 玻化微珠 是种独 特 的空腔结构 ， 且其结构 的排列是无序的 ， 结构类型是多 种多样 的。 ( 2 ) 在 电子显微镜下 ， 玻化微珠 的周 围微 裂缝和空 隙 的存在 ， 会降低纳米玻化微珠保温承重混凝土 的强度。 ( 3 ) 在纳米玻化微珠保温承重混凝 土中 ， 二氧化硅 的 含量为 1 时， 纳米玻化微珠 保温承重混凝土 的强度最 大 ， 同未掺二氧化硅的玻化微珠保温承重混凝 土相 比， 强度可 以提高将近 1 5 2 0 。 参考文献： 1 】 张泽平玻化微珠保温混凝土及其结构的基本性能试验与理论 分析研究 D J 太原 ： 太原理工大学， 2 0 0 9 2 】李珠 玻化微珠保温材 料的系列研 究与 城市窑洞 ” 式绿色建 筑 J 1 北京邮电大学， 2 0 1 1 ( 1 2 ) 3 】王伟玻化微珠保温承重混凝土的耐久性能试验研究【 D 太原 ： 太原理工大学 ， 2 0 1 2 4 王景贤 ， 王久立 纳米材料在混凝土中的应用研究进展 J 1 混凝 土 ， 2 0 0 4 ( 1 1 ) ： 1 8 2 1 【 5 】ME HT A P K， P A UL 0 J M Mo n t e i r o c o n e l e t e mi c r o s t mc t u r e ， p r o p e r t i e s ， a n d mme fi M M Ne w Yo r k ： Me g r a w Hi l l ， 1 9 8 6 【 6 J6 杨静， 邢峰 矿物细掺料对新拌水泥基材料工作性的影响 J 】 _ 混 凝土 ， 2 0 0 1 ， 44( 2 ) 【 7 王亚杰 玻化微珠保温混凝土试验及建筑抗震、 能耗分析【 D 】 太 原 ： 太原理工大学， 2 0 0 8 【 8 】 罗胜 玻化微珠保温混凝土晋城凤凰城 1 9 #楼项目配合比试验 及耐久性的研究【 D 】 太原： 太原理工大学， 2 0 1 2 9 张立德 纳米材料【 M】 北京： 化学工业出版社， 2 0 0 0 作者简介： 孙亮( 1 9 8 9 一 ) ， 男， 硕士研究生， 从事混凝土结构方向。 联系地址 ： 山西省太原市迎泽西大街 7 9 号( 0 3 0 0 2 4 ) 联系电话 ： 1 8 3 3 4 7 0 8 3 9 2 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m