摘要：濕度是影響混凝土收縮的重要因素之一。本文通過對大量試件的測試表明，濕度對自密實混凝土的早期收縮具有顯著影響，有效確保其濕度在適當范圍內，能有效控制自密實混凝土早期收縮。
關鍵詞：自密實混凝土 早期收縮 濕度
0 前言
一般混凝土的施工均采用傳統的依靠人工振搗工藝,這種工藝存在諸多不足,主要表現在以下幾個方面[1～4]：(1)振搗工藝是由施工人員手持振動器進行振搗作業,勞動強度大,工作環境差,影響施工人員身體健康和周圍居民正常生活；(2)在實施混凝土振搗作業時,混凝土工程各部位的振搗時間由施工人員憑經驗控制。人為因素較多,影響混凝土工程整體施工質量；(3)薄壁結構、鋼管混凝土、稠密配筋結構和復雜結構中,作業空間較小,實施人工振搗難度較大甚至不能實施人工振搗；(4)推動新型建筑技術的進步與發展較難。在工程改造中,后加柱、加粗柱等結構施工時,由于受原有結構的影響,難以實現人工振搗。針對上述振實混凝土施工工藝中存在的問題,使用自密實混凝土可以得到較好的解決。
自密實混凝土(Self-Compacting Concrete，簡稱SCC)指只靠混凝土自重作用，無需振搗就能澆注到模板內各個角落，并且可以均勻密實成型的高性能混凝土。 近年來,隨著高效減水劑的廣泛應用，國內外已研制出各種自密實混凝土，并應用于一些大型工程，如江蘇潤揚長江大橋E1標北錨碇基礎內襯墻工程澆注C30自密實混凝土量達1萬立方米[5]。但是在解決傳統混凝土工程面臨問題的同時，自密實混凝土中摻加大量高效減水劑和低水膠比等因素也導致其收縮，尤其是早期收縮增大，對其性能的劣化及開裂都有重大影響。因此有必要對自密實混凝土的收縮性能進行深入研究，以有效解決其收縮問題。國內外學者在這方面做了大量的研究工作。但是仍然存在一些問題，比如溫濕度對自密實混凝土收縮的影響因素缺乏研究。
1 原材料水泥
北京市房山區琉璃河水泥廠生產的42.5普通硅酸鹽水泥；粉煤灰：Ⅰ級粉煤灰，0.045篩余量5.6%，燒失量1.98%；砂：河砂，按JGJ52-92檢測細度模數為2.57，0.315篩余量22%，含泥量1.5%。石：按JGJ53-92檢測為5～20連續級配，含泥量0.9%。高效減水劑：聚羧酸系，減水率25%-35%。
2 試驗方案
設計本試驗分別研究在摻20%粉煤灰和不摻粉煤灰兩種情況下濕度對 C3O自密實混凝土的7d收縮情況。采用《自密實混凝土設計與施工指南》（中國土木工程學會標準 CCES 02-2004）推薦的方法——即將L型儀與坍落擴展度相結合的方法，來綜合評定自密實混凝土的工作性能。試驗配合比和性能如表1所示。
表1 自密實混凝土配合比和性能
每組配合比澆注三個尺寸為100mm×100mm×515mm的標準收縮試件，標準養護1d后拆模，再分別將養護濕度控制在100%（水養），40%～50%和80%～90%，三者養護溫度都保持在20±2℃，以確保試驗結果不受溫度因素影響。從1d開始，7d內每天采用比長儀測量各試件收縮。
3 試驗結果及分析
在暴露在室外自然環境下的C30自密實混凝土在28d收縮過程中受到溫度和濕度的交替影響，出現收縮膨脹交替的現象，見圖1?？梢婐B護溫度和濕度對SCC收縮有顯著影響
圖1 C30 SCC 暴露在室外自然環境下的28d收縮
摻粉煤灰20%的SCC在溫度相同，濕度不同條件下的7d收縮如圖2所示。不摻粉煤灰的SCC在溫度相同，濕度不同條件下的7d收縮如圖3所示。
圖3 無粉煤灰C30的7d收縮圖
由圖2和圖3分析可知：前4d濕度對收縮的影響規律不明顯，但是4d后無論摻粉煤灰還是不摻粉煤灰，隨著濕度的下降，自密實混凝土的收縮都顯著增加，7d收縮增加幅度達到10%-50%。相同養護濕度條件下，摻粉煤灰和不摻粉煤灰對SCC收縮影響如圖4所示。
圖4 摻和不摻粉煤灰的收縮對比
由圖4可知，在相同的濕度條件下，摻20%粉煤灰的SCC試件的7d收縮均比不摻粉煤灰的SCC試件的收縮小，降低幅度達到20%左右，證明在相同的濕度條件下摻加粉煤灰可以有效減小SCC的收縮。本文采用我國《混凝土收縮與徐變的試驗研究》專題協作組推薦的收縮公式[6](1)來計算SCC的收縮。
式中：
1β—相對濕度影響系數（當相對濕度濕度為40%～50%時取1.15，大于80%時，取0.75）；2β—構件尺寸影響系數（體表比為2.28，2β取1.09）；3β—養護方法影響系數（取1.00）；4β—混凝土強度等級影響系數（C30取1.00）
將各個系數帶入公式，計算出試驗條件下SCC的收縮，與實際測量值相比較，結果如圖5所示。
圖5公式（1）計算值與測量值的比較
由圖5可以看出，公式（1）的計算值與測量值差別較大，且計算值的曲線形狀與實際測量值之間也存在巨大差別，因此該收縮計算公式不適用于自密實混凝土的收縮計算。但是采用與公式（1）相同的雙曲線函數式（2），只修改了一個參數，即可取得較好計算效果。公式（2）如下：
式中1β、2β、3β和4β選取方法與公式（1）相同。將各個系數帶入公式，計算出試驗條件下SCC的收縮，與實際測量值相比較，結果如圖6所示。
圖6 公式（2）計算值與測量值的比較
由圖6可以看出，在養護濕度為40%～50%條件下公式（2）的計算值與測量值差別較小，其曲線形狀接近，證明雙曲線函數式可以用作SCC收縮計算；而在養護濕度為80%～90%和100%兩種條件下公式（2）的計算值與測量值之間還是存在較大差別，因此還需要研究濕度因素對收縮的影響，以更有效地確定收縮計算公式中的相對濕度影響系數1β。另外，公式 (1)和（2）都沒有考慮粉煤灰的摻入對收縮的影響，建議進一步研究，并在公式中增加粉煤灰摻量影響系數5β。
4 結論
1).隨著濕度的下降，自密實混凝土的收縮都顯著增加，7d收縮增加幅度達到10%-50%；2).在相對濕度分別為100%，40%～50%和80%～90%三種條件下，摻加粉煤灰可以有效減小自密實混凝土的收縮；
3）.雙曲線函數式可以用作SCC收縮計算，但是需要進一步研究，以重新確定參數，尤其是重新確定相對濕度影響系數1β；
4）.建議在雙曲線函數式中增加粉煤灰摻量影響系數5β。
自密實混凝土被稱為“近幾十年中混凝土建筑技術最具革命性的進展”[7]。它具有許多優點和廣闊的工程應用前景[8]。相信隨著收縮變形等問題的解決，自密實混凝土必將得到推廣。
參考文獻
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