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混凝土的自收缩概念,以及自收缩的测试方法

自收缩也叫自生收缩,是指混凝土在密封(与外界无水分交换)条件下,因水泥水化反应而产生的自身体积变形。干燥收缩则是混凝土暴露在空气中时因为空隙水散失而引起的体积变形。我们一般所说的收缩是两者之和,即全收缩。根据H.E.Davis等的研究,普通混凝土的极限自收缩应变最大仅为100×10-6,因此从实用角度出发可忽视其影响(只有在大体积混凝土中考虑),而只需考虑干燥收缩的作用。然而高强混凝土因为水灰比小、水泥用量大,表现出的自收缩更早、更快、更明显。有关文献中证实高强混凝土的干燥收缩远小于自生收缩(大约为3:7),而高强混凝土的自收缩在初始阶段急剧增加,尔后随时间慢慢增大,90%以上的自生收缩都发生在前28d,故其影响不可无视。因此对于干燥条件下的高强混凝土必须同时考虑自生收缩和干燥收缩。

目前进行水泥基材料自收缩的方法有两种,分别是《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082收缩试验之非接触法。

GB/T50082 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》

但是该方法存在如下不足:

1、铺设塑料薄膜费时费力,很难铺贴平整,且对塑料薄膜的柔软度和韧性要求较高。

2、标靶固定装置需要卡在试模上,固定过程会使钢模由棱柱体变成近哑铃形,增加了试件变形过程所受阻力。

3、混凝土试件与成型试模之间接触面过大,试件所受摩擦力相对较大。

4、由于外伸埋入式标靶的存在,使得试件为异型结构,为了保证试件完全绝湿,塑料薄膜包覆操作非常麻烦,且做到100%绝湿状态几乎不可能。

5、混凝土试件在早期水泥水化过程的微膨胀效应被束缚。

正是由于以上不足之处,不建议采用此方法进行混凝土自收缩测量。

ASTM C1698 "Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement Paste and Mortar"提出将水泥基材料直接灌入波纹状的管子里,管子两端密封,然后将试件放置于光滑的不锈钢滑道内进行试验。此种方法试件成型简单,可以轻易做到100%绝湿状态,摩擦力只来源于波纹管与不锈钢杆之间的线接触,由于波纹管径向弹模远大于轴向弹模,因此可以将水泥基材料的体积变形转化为线性变形。试件早期膨胀也可以完整显示出来,因此该方法是我公司坚决向客户推荐的试验方法。