摘要：湿度是影响混凝土收缩的重要因素之一。本文通过对大量试件的测试表明，湿度对自密实混凝土的早期收缩具有显著影响，有效确保其湿度在适当范围内，能有效控制自密实混凝土早期收缩。
关键词：自密实混凝土 早期收缩 湿度
0 前言
一般混凝土的施工均采用传统的依靠人工振捣工艺,这种工艺存在诸多不足,主要表现在以下几个方面[1～4]：(1)振捣工艺是由施工人员手持振动器进行振捣作业,劳动强度大,工作环境差,影响施工人员身体健康和周围居民正常生活；(2)在实施混凝土振捣作业时,混凝土工程各部位的振捣时间由施工人员凭经验控制。人为因素较多,影响混凝土工程整体施工质量；(3)薄壁结构、钢管混凝土、稠密配筋结构和复杂结构中,作业空间较小,实施人工振捣难度较大甚至不能实施人工振捣；(4)推动新型建筑技术的进步与发展较难。在工程改造中,后加柱、加粗柱等结构施工时,由于受原有结构的影响,难以实现人工振捣。针对上述振实混凝土施工工艺中存在的问题,使用自密实混凝土可以得到较好的解决。
自密实混凝土(Self-Compacting Concrete，简称SCC)指只靠混凝土自重作用，无需振捣就能浇注到模板内各个角落，并且可以均匀密实成型的高性能混凝土。 近年来,随着高效减水剂的广泛应用，国内外已研制出各种自密实混凝土，并应用于一些大型工程，如江苏润扬长江大桥E1标北锚碇基础内衬墙工程浇注C30自密实混凝土量达1万立方米[5]。但是在解决传统混凝土工程面临问题的同时，自密实混凝土中掺加大量高效减水剂和低水胶比等因素也导致其收缩，尤其是早期收缩增大，对其性能的劣化及开裂都有重大影响。因此有必要对自密实混凝土的收缩性能进行深入研究，以有效解决其收缩问题。国内外学者在这方面做了大量的研究工作。但是仍然存在一些问题，比如温湿度对自密实混凝土收缩的影响因素缺乏研究。
1 原材料水泥
北京市房山区琉璃河水泥厂生产的42.5普通硅酸盐水泥；粉煤灰：Ⅰ级粉煤灰，0.045筛余量5.6%，烧失量1.98%；砂：河砂，按JGJ52-92检测细度模数为2.57，0.315筛余量22%，含泥量1.5%。石：按JGJ53-92检测为5～20连续级配，含泥量0.9%。高效减水剂：聚羧酸系，减水率25%-35%。
2 试验方案
设计本试验分别研究在掺20%粉煤灰和不掺粉煤灰两种情况下湿度对 C3O自密实混凝土的7d收缩情况。采用《自密实混凝土设计与施工指南》（中国土木工程学会标准 CCES 02-2004）推荐的方法——即将L型仪与坍落扩展度相结合的方法，来综合评定自密实混凝土的工作性能。试验配合比和性能如表1所示。
表1 自密实混凝土配合比和性能
每组配合比浇注三个尺寸为100mm×100mm×515mm的标准收缩试件，标准养护1d后拆模，再分别将养护湿度控制在100%（水养），40%～50%和80%～90%，三者养护温度都保持在20±2℃，以确保试验结果不受温度因素影响。从1d开始，7d内每天采用比长仪测量各试件收缩。
3 试验结果及分析
在暴露在室外自然环境下的C30自密实混凝土在28d收缩过程中受到温度和湿度的交替影响，出现收缩膨胀交替的现象，见图1。可见养护温度和湿度对SCC收缩有显著影响。
掺粉煤灰20%的SCC在温度相同，湿度不同条件下的7d收缩如图2所示。不掺粉煤灰的SCC在温度相同，湿度不同条件下的7d收缩如图3所示。
由图2和图3分析可知：前4d湿度对收缩的影响规律不明显，但是4d后无论掺粉煤灰还是不掺粉煤灰，随着湿度的下降，自密实混凝土的收缩都显著增加，7d收缩增加幅度达到10%-50%。相同养护湿度条件下，掺粉煤灰和不掺粉煤灰对SCC收缩影响如图4所示。
由图4可知，在相同的湿度条件下，掺20%粉煤灰的SCC试件的7d收缩均比不掺粉煤灰的SCC试件的收缩小，降低幅度达到20%左右，证明在相同的湿度条件下掺加粉煤灰可以有效减小SCC的收缩。本文采用我国《混凝土收缩与徐变的试验研究》专题协作组推荐的收缩公式[6](1)来计算SCC的收缩。
式中：β1—相对湿度影响系数（当相对湿度湿度为40%～50%时取1.15，大于80%时，取0.75）；β2—构件尺寸影响系数（体表比为2.28，β2取1.09）；β3—养护方法影响系数（取1.00）；β4—混凝土强度等级影响系数（C30取1.00）将各个系数带入公式，计算出试验条件下SCC的收缩，与实际测量值相比较，结果如图5所示。
图5公式（1）计算值与测量值的比较
由图5可以看出，公式（1）的计算值与测量值差别较大，且计算值的曲线形状与实际测量值之间也存在巨大差别，因此该收缩计算公式不适用于自密实混凝土的收缩计算。但是采用与公式（1）相同的双曲线函数式（2），只修改了一个参数，即可取得较好计算效果。公式（2）如下：
式中β1、β2、β3和β4选取方法与公式（1）相同。将各个系数带入公式，计算出试验条件下SCC的收缩，与实际测量值相比较，结果如图6所示。
由图6可以看出，在养护湿度为40%～50%条件下公式（2）的计算值与测量值差别较小，其曲线形状接近，证明双曲线函数式可以用作SCC收缩计算；而在养护湿度为80%～90%和100%两种条件下公式（2）的计算值与测量值之间还是存在较大差别，因此还需要研究湿度因素对收缩的影响，以更有效地确定收缩计算公式中的相对湿度影响系数β1。另外，公式 (1)和（2）都没有考虑粉煤灰的掺入对收缩的影响，建议进一步研究，并在公式中增加粉煤灰掺量影响系数β5。
4 结论
1).随着湿度的下降，自密实混凝土的收缩都显著增加，7d收缩增加幅度达到10%-50%；
2).在相对湿度分别为100%，40%～50%和80%～90%三种条件下，掺加粉煤灰可以有效减小自密实混凝土的收缩；
3）.双曲线函数式可以用作SCC收缩计算，但是需要进一步研究，以重新确定参数，尤其是重新确定相对湿度影响系数β1；
4）.建议在双曲线函数式中增加粉煤灰掺量影响系数β5。
自密实混凝土被称为“近几十年中混凝土建筑技术最具革命性的进展”[7]。它具有许多优点和广阔的工程应用前景[8]。相信随着收缩变形等问题的解决，自密实混凝土必将得到推广。
参考文献
[1] 李悦,郭奇.自密实混凝土的配制原理[J].商品混凝土，2007年第1期：29-31
[2]刘秉京.混凝土技术[M].人民交通出版社，1998：7-10，16-35
[3]张国栋，彭刚.现代混凝土理论与设计[M].武汉理工大学出版社，2002：5-8，15-16
[4]黄士元，蒋家奋.混近代凝土技术[M].陕西科学技术出版社，1998：125-133
[5]张志国，刘秉京.自密实混凝土在桥梁工程中的应用[J].中国港湾建设，2004年（2）：1-5
[6]李悦，刘志坚.自密实混凝土的制备及其在钢管混凝土中的应用（J）.首届全国建筑结构技术交流会专辑,Vol.36(S1), 9-16～9-18
[7]EFNARC.Specification and Guideines for Self-Compacting Concrete[J].Nov.2001:6-8
[8] 杨玉红,李悦,郭奇.自密实混凝土的工程应用及经济性分析[M].新型建筑材料，2006第12期：10-12
