《鹽類外加劑對混凝土早期收縮與開裂影響機理的研究》是依託哈爾濱工業大學，由葛勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鹽類外加劑對混凝土早期收縮與開裂影響機理的研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：葛勇
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鹽類早強劑和防凍劑在北方地區套用很廣，阻銹劑則在全國有著較廣泛的套用。工程中由於對它們的使用不當造成的混凝土早期開裂較為嚴重。本項目主要研究鹽類外加劑（包括常用無機鹽和部分有機鹽）及其與高效減水劑、引氣劑復摻時，對混凝土早期孔結構、氣孔結構、孔隙中溶液成分、濃度、表面張力等的影響規律及作用機理，研究它們對混凝土內部相對濕度和早期收縮與早期開裂的影響規律與作用機理，以及混凝土早期收縮與早期開裂的關係，研究混凝土早期抗裂性與早期彈性模量、早期強度及其增長率的關係。提出摻加鹽類外加劑混凝土的開裂模型和避免出現早期開裂的常用鹽類外加劑的摻量臨界值（單摻、復摻），為鹽類外加劑在實際工程中的合理使用和提高我國混凝土材料自身的抗裂性、耐久性提供理論支撐和技術支持。
結題摘要
鹽類外加劑作為主要的早強劑和防凍劑，在工程中使用不當可能造成嚴重的混凝土早期開裂。本項目主要研究鹽類外加劑對混凝土微觀結構、早期收縮與早期開裂的影響規律與作用機理，為鹽類外加劑的合理使用和提高混凝土的抗裂性提供理論支撐和技術支持。 利用同步輻射光源等技術，系統地研究了CaCl2、Ca(NO3)2、Ca(NO2)2和Na2SO4對C3S和C3A水化產物微觀結構的影響。研究發現四種鹽並未與C-S-H發生化學鍵合，也未改變Ca2+不規則的七配位對稱性，但CaCl2通過加速C3S的溶解過程來縮短預誘導期和誘導期，直接進入到加速期，增大了C-S-H結構中矽酸根鏈的聚合度，進而使得C-S-H形貌向二維方向生長形成薄層狀，而其他三種無機鹽對C-S-H矽酸鹽鏈的聚合度幾乎無影響。Na2SO4較大程度上縮短了C3S水化過程中的預誘導期和誘導期，直接進入到加速期，增大了C3S及其水化產物C-S-H凝膠和Ca(OH)2的分散度。Ca(NO3)2對C3S水化反應的加速作用不明顯，在一定程度上延長了誘導期；Ca(NO2)2對C3S水化反應速率幾乎無影響。 無機鹽硝酸鈣、亞硝酸鈣、硫氰酸鈉（硫氰酸鈉對水泥水化有著明顯的抑制作用）在摻量增大時，均增大了混凝土或砂漿早期自收縮和早期開裂，特別是當水灰比較低時，這一趨勢更加明顯。硫酸鈉由於生成膨脹性產物補償收縮而使影響降低。而有機鹽甲酸鈣和乙酸鈣的早強作用不顯著，甚至減緩水泥的水化速度，在摻加＜1%時有增大混凝土或砂漿收縮和開裂的風險，而在摻量增大時早期開裂風險降低。當無機鹽複合使用時，水灰比為0.3的大部分混凝土的自收縮增大。鹽類外加劑主要通過增大小毛細孔孔隙率和增大溶液的表面張力影響混凝土收縮，進而增大了混凝土早期開裂的風險。 考慮混凝土早期自收縮和早期抗裂性，實際工程中應注意鹽類外加劑的摻量。水灰比較小時，建議硝酸鈣摻量≤2.0%，水灰比較大時，控制硝酸鈣摻量≤1.0%；亞硝酸鈣顯著提高混凝土早期自收縮係數，不建議單獨採用亞硝酸鈣作為早強劑；乙酸鈣的建議摻量為≤1.0%；水灰比較小時，硫氰酸鈉的建議摻量≤1.5%，水灰比較大時，硫氰酸鈉不宜單獨作為外加劑使用。
