[摘要]通過對混凝土的裂縫成因及混凝土減縮劑(SRA)的功能成分分析，對SRA抑制混凝土裂縫出現的機理進行討論，結合實驗結果，分析SRA對混凝土裂縫形成的抑制效果，從微觀角度驗證了SRA對混凝土收縮的抑制機理，結果表明：摻入適量SRA能較大程度地改善混凝土的收縮情況，主要機理是SRA改善混凝土中骨料與水泥石的結合，所含的膨脹組分補償混凝土的收縮。
0 引言
目前普通住宅建設中存在許多質量問題，其中較為常見的就是混凝土材料的滲漏問題，如何提高混凝土的抗裂性和耐久性是混凝土工程技術中的一項重大課題，從材料組成、控制方面而言，影響混凝土早期開裂的因素很多，包括水灰比、水泥品種、用量、礦物摻合料、養護條件、外加劑等，混凝土減縮劑(ShrinkageReducing Admixture，SRA)是一類應用于混凝土工程的新型外加劑，通過摻入SRA可以在一定程度避免出現混凝土裂縫，從而降低了普通住宅質量通病的發生概率，在建筑工程應用中具有重要的意義。
1 混凝土產生裂縫的主要原因
混凝土作為使用最為廣泛的建筑材料。是以水泥作為膠凝材料、砂石骨料作為支撐結構形成的復合體，由于其組成相對復雜，成分性質存在較大差異，混凝土性能易受組成材料影響而導致質量問題。
目前從材料學角度對混凝土裂縫成因的研究主要集中在以下幾個方面：
(1)水泥石的水化引起的化學收縮；
(2)混凝土內毛細孔失水而引起的干縮和自身收縮；
(3)混凝土養護不當引起表面失水導致塑性收縮；
(4)混凝土碳化產生的體積收縮。
2 SRA的有效成分及其作用分析
針對混凝土裂縫的產生原因，科技工作者開發了SRA用以減輕甚至消除混凝土的收縮，減縮劑20世紀80年代初發明，90年代初在我國開始試用。
SRA主要包含以下成分：表面活性、減水、保塑、膨脹(補償收縮)、引氣等功能成分，如文獻[9]就采用了以下成分：2-丁氧基乙醇，乙/丙烯基氧化物，硫鋁酸鹽膨脹劑，Might 100高效減水劑等，而文獻[10]則采用國產甲醚基聚合物與乙二醇系聚合物按一定比例復合并改性用以配制SRA。
SRA中表面活性成分有效地提高混凝土固體原料表面與水的結合，從而避免出現較大程度的缺陷；減水成份可以使混凝土拌合物在保持和易性情況下，通過降低單位用水量，有效地降低混凝土內多余自由水存在，降低了宏觀大孔等缺陷的出現，進而增大混凝土密實度；保塑成分的作用主要是在一定時間內保持混凝土拌合物中的水分含量，避免出現較大的混凝土坍落度損失，從而為水泥水化保證足夠的水分，維持水化反應的正常進行及膨脹組份水化的需求；膨脹組份的主要作用則是針對混凝土的收縮采用體積補償的方法使得混凝土避免產生較大的應力，進而避免產生裂縫；引氣成分可以使混凝土內部形成小的封閉氣泡，改善和易性，避免混凝土出現大的裂縫。
本文采用南京某公司的HLC-I型阻滲抗裂劑對混凝土的性能影響進行研究，結果顯示該產品較好地滿足了實際工程的需求。
3 實驗
3.1 試驗材料
(1)水泥：海螺P.O 42.5水泥，主要化學組成如表1所示，主要性能指標如表2所示；
(2)砂：標準砂；
(3)石子：石灰石，碎石，Ф5—20mm；
(4)外加劑：HLC-I型防滲抗裂劑，南京某公司。
3.2 試驗方法
水泥凈漿試件成型參照GB/T1346-2001《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗辦法》中的有關規定進行。
混凝土試件成型、養護、強度和收縮試驗測定方法分別參照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》、GB50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法》、GBJ82-85《普通混凝土收縮性能試驗方法》中的有關規定進行。
混凝土配合比如表3所示。
水泥凈漿試樣養護至標準齡期，破型后選取合適小塊試樣浸泡在丙酮溶液中密閉保存，作為XRD試驗所需樣品。
混凝土強度試驗完畢，選取小塊試樣浸泡在丙酮溶液中密閉保存，作為SEM/EDAX試驗所需樣品。
3.3 試驗結果和討論
3.3.1 混凝土強度
試驗數值如表4所示。
由于在試驗設計中對混凝土的水灰比并未進行調整，混凝土強度的發展并未出現根本性的變化，但由于外加劑中的減水組份有效改善了內部孔隙分布情況，以及膨脹組份在早期形成了較多的鈣礬石(AFt)改善了混凝土內部結構，故其強度隨著SRA的摻量增加有一定程度的提高。
3.3.2 混凝土收縮
收縮試驗測定的長度變化數值如圖1所示。
對于基準混凝土而言，在水養過程中(1—14d)混凝土都能保持本身體積不變甚至略有膨脹，而在后期干養條件下出現了明顯的收縮，這說明養護濕度的維持對混凝土收縮有著根本性的影響，而干養過程中混凝土收縮最大的時間集中在14—28d之間(收縮值達到了5.36×10-6m)，而28d以后混凝土收縮趨于穩定，同時，隨著混凝土抗拉強度和彈性模量的提高，混凝土自身抵御收縮的能力也不斷提高，因此對于特別重要的混凝土結構、易產生滲漏部位，建議延長混凝土的保濕養護時間至28d，這對于實際工程應用具有重要的意義。
與基準混凝土相比，加入HLC型外加劑的混凝土膨脹率發展較為穩定，后期落差小，究其原因可發現，由于膨脹組份水化形成大量鈣礬石，形成的較大體積的膨脹使得混凝土的收縮得到了較大程度的補償，如圖2—圖4所示。
4 結論
(1)在混凝土中采用HLC一I型外加劑能有效地降低裂縫的出現概率。
(2)SRA改善混凝土收縮性能的主要機理是提高了骨料和水泥砂漿的結合，降低多余水分在混凝土中的存在。
(3)利用膨脹組份生成的鈣礬石產生的體積膨脹補償了混凝土的體積收縮微膨脹效應，來抵抗混凝土的收縮、溫度變化等因素產生的約束力，從而起到防止裂縫的目的。
