对比研究了不同掺量的高吸水树脂(SAP)与钙质膨胀剂(UEA)复合作用对低水灰比玻璃纤维增强水泥基材料(GRC)力学性能、收缩性能和抗裂性能的影响,并对抑制收缩机理进行了讨论。结果表明:预吸水的SAP释水具有内养护的效果,能够促进水泥水化;掺入0.2%的SAP能够提高水泥砂浆的力学性能,但是SAP含量进一步增加时,释水留下的孔隙会导致力学性能降低;SAP释放的水分能够补偿混凝土的内部湿度,从而降低毛细管张力,同时释放的水分能够提供给UEA进行膨胀反应,从而协同抑制水泥砂浆的收缩,细化裂缝,降低开裂指数,提高抗裂性能。

针对超高性能混凝土(UHPC)因胶凝材料用量大、水胶比小导致的体积稳定性问题,采用0、5%、10%、15%、20%陶粒等体积取代细骨料,制备了一种陶粒内养护UHPC,研究了陶粒取代率对UHPC工作性、力学性能、体积稳定性的影响,并运用压汞法、XPS、SEM微观测试方法分析了陶粒对UHPC微观结构的影响。结果表明:陶粒在胶凝材料水化过程中因内部相对湿度差释放水分,促进了水化反应,提高了水化产物的数量,增加了结构的致密性,改善了UHPC的力学性能、体积稳定性和孔结构;但当陶粒超过一定掺量时,也会带来不利影响。

采用肯尼亚火山渣和高吸水树脂作为内养护材料,研究了内养护水不同引入方式对C60高性能混凝土抗压强度的影响。结果表明:(1)火山渣和高吸水树脂对C60混凝土各龄期的抗压强度均有不同程度的降低,其中,高吸水树脂引入内养护水对抗压强度的降低程度更大;(2)火山渣和高吸水树脂对抗压强度的降低程度随着龄期的发展逐渐减小,甚至火山渣掺量较小时(104 kg/m^3),其28 d抗压强度近似等于基准组;(3)与内养护材料引入内养护水相比,简单增加拌合水量对混凝土强度的不利影响更大。

通过模拟施工现场四季气候特征,对比研究了高吸水性树脂SAP内养护对混凝土早期强度的影响。试验结果表明,SAP内养护技术对混凝土的早期强度发展效果优于施工现场自然养护,特别是在春夏季气温20~30℃条件下甚至接近于标准养护强度发展趋势。本实验条件下,SAP掺量为1.0%~1.5%时对混凝土强度发展情况最有利。

研究了高吸水性树脂(SAP)作为内养护材料对碱矿渣水泥砂浆抗压强度和收缩性能的影响。研究结果表明,掺加预吸水SAP可引起强度下降,下降幅度随着附加水胶比的增加而增大;SAP可大幅降低碱矿渣水泥砂浆的自收缩,但对绝对干燥收缩的影响较小,甚至可能会使其有所增加。

以高吸水树脂(SAP)为内养护水分蓄存载体,采用核磁共振法研究了内养护水分在水泥浆体中的释放规律,探索了其对水泥浆体毛细负压的影响以及参与水化的特征。结果表明,高吸水树脂基内养护水泥浆体的0.1~6ms弛豫峰和32.7~200.9ms、231.0~1629.7ms弛豫峰分别由毛细水、内养护水产生;内养护水分的释放始于水泥浆体水化加速期,内养护时间随蓄水SAP掺量的增加而延长;释放出的内养护水分降低了水泥浆体的毛细负压,同时也促进了水泥浆体的水化;SAP仅控制的是内养护水分的释放速率,内养护水泥浆体与直接增加相同额外水量的浆体后期水化程度相当。

通过水泥砂浆流动度试验、水泥胶砂试件强度试验、水泥胶砂试件干缩试验、混凝土强度试验、混凝土孔结构分析和混凝土面板早期诱导开裂试验,系统研究了高吸水树脂对水泥胶砂及混凝土性能的影响。结果表明,高吸水树脂内养护对水泥胶砂试件流动性影响与其吸水性能有重要关系,但在混凝土中则并不明显;高吸水树脂对水泥胶砂试件早期干缩有很好的抑制作用,后期干缩抑制效果不明显;高吸水树脂对混凝土后期强度降低不大,对混凝土孔结构总孔隙率影响不明显,高吸水树脂增大了混凝土大孔的体积,稍微降低了气孔间距系数;掺吸水树脂的混凝土要控制早期水分蒸发,避免发生塑性收缩开裂。

针对目前隧道渗漏水的现状和原因,摈弃以室内试件抗渗等级评价衬砌混凝土防渗性能的传统思路,以改善混凝土流动性及抗裂性进而提升实体结构防渗性能的新思路来进行衬砌混凝土的配制。在此基础上,通过流动性控制、外加剂改性、内养护减缩等途径开展了衬砌混凝土性能优化研究,制备出了不依赖于现场施工水平的大流动性内养护抗裂衬砌混凝土,并结合施工缝及变形缝等细部防水措施,在某富水区地铁隧道进行了工程应用,取得了较好的防渗漏效果。

内养护技术可以显著改善混凝土的性能。试验利用超吸水聚合物对混凝土进行内养护，研究了混凝土的抗冻性能。试验结果表明，不论是单掺超吸水聚合物还是超吸水聚合物与粉煤灰复掺，均可改善混凝土的抗冻性，250次冻融循环后混凝土抗压强度较空白混凝土少损失4％～8％。