摘要：
混凝土膨胀剂限制膨胀率试验过程的影响因素及建议
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楼主
依据GB23439－2009《混凝土膨胀剂》附录A的试验方法，进行膨胀剂限制膨胀率的检测，影响检测结果准确性的因素较多。本文就易造成限制膨胀率误差的一些因素进行分析，指出试体制备、试验仪器、测长过程等可能的多个影响因素，并根据经验提出相应的一些建议。
混凝土膨胀剂是一种建筑结构功能材料，品质直接关系到建筑结构的安全。依据GB23439－2009《混凝土膨胀剂》，限制膨胀率则是混凝土膨胀剂的关键性技术指标，也是本标准的强制性条款。限制膨胀率是指混凝土的膨胀被钢筋等约束体限制时导入钢筋的应变值，用钢筋的单位长度伸长值表示，通过测量配筋率一定的单向限制器具的变形可以获得限制膨胀率。试验方法主要按标准GB23439－2009附录A进行，主要测量水中7d和空气中21d的限制膨胀率，测量要求高，影响因素多，测量结果准确性和重现性都比较差。
本文是在试验室温湿度环境符合要求的情况下，围绕试验整个流程，对可能的影响因素进行分析说明，并提出建议。
1、试体制备过程影响因素及建议
1.1试验样品
膨胀剂样品取样是试验过程中的首要环节，因此需要注意以下事项:(1)膨胀剂按同类型编号取样，并且具有代表性，可连续取，也可从20个以上不同部位取等量样品。一个编号内不同部位取得的全部单样，应充分混匀后得到混合样，并分为两等份，一份为检验样，一份为封存样;(2)检验样和封存样必须做好密封处理，所用容器应洁净、干燥、密闭、不易破损，避免样品掺入杂质或受潮提前发生水化反应，影响检验结果。
1.2试验材料
水泥采用GB8076规定的基准水泥。标准GB23439－20096.2.1也提到“允许采用由熟料与二水石膏共同粉磨而成的强度等级为42.5MPa的硅酸盐水泥”。实际上，现有市场同强度等级不同牌子的水泥，成分会有所差异。当采用强度等级为42.5MPa的硅酸盐水泥替代基准水泥时，一般实验室很难验证其成分是否满足要求。建议尽量采用基准水泥，以提高试验结果的稳定性。
砂采用符合GB/T17671的ISO标准砂。ISO标准砂对颗粒级配有严格的要求，目前市售的ISO标准砂均采用小袋包装，每袋1350g。不可用其它砂代替使用，也不宜把标准砂拆袋使用，砂的颗粒级配的变化，可能会对结果有影响。建议ISO标准砂直接整袋使用。
1.3水泥胶砂配合比及成型过程
水泥胶砂配合比中，主要的是膨胀剂掺量统一规定为内掺10%。统一掺量有两个目的:第一，可以客观衡量不同膨胀剂在相同掺量下膨胀能的大小，评价比较膨胀剂的优劣;第二，可以消除市场所谓“低掺量”炒作给应用带来的误区。不同掺量所测得结果有所不同，试验过程应严格按照标准规定掺量操作。
水泥胶砂成型按GB/T17671规定进行，重点是纵向限制器的使用次数。纵向限制器钢丝等级对变形有重要影响，应采用符合GB/T4357规定的D级弹簧钢丝。标准中GB23439－2009附录A中提出“纵向限制器不应变形，生产检验使用次数不应超过5次”。实际上，由于试体与纵向限制器胶结强度大，使用过1次的纵向限制器，在拆解试体过程难免会产生一定的变形，二次使用会影响到最终试验结果。建议纵向限制器一次性使用，不宜多次使用。
1.4试体脱模
试体脱模后1h内测量试体的初始长度，拆模时间决定了初始长度的测试，初始长度不同直接影响到限制膨胀率结果大小，故在规定抗压强度(10±2)MPa的时间内拆模极为重要。一般情况下，脱模时间14－20h为宜，不可按水泥的脱模时间24h后再脱模。脱模时间提早或者推迟都会影响到最终的初始长度值。
2、试体测长过程影响因素及建议
2.1测量仪的影响及建议
按标准GB23439－2009附录A规定，千分表为分辨率0.001mm的电子千分表。经调查，市售测量仪(新标准比长仪)常以量程(0－1)mm的机械千分表代替电子千分表。相对电子千分表，机械千分表调零操作比较不易，且量程(0－1)mm难以满足所有试体的测量，可能出现超量程无法读到测量值，影响最终结果。本标准中未规定千分表的量程，建议采用量程为(0－10)mm的电子千分表。
另外，千分表测头也很关键。千分表测头有凹、凸、平等形状，由于纵向限制器两端测头一般是凸型的，千分表测头若同样采用凸型测头，两测头之间对顶很难完全对中，难免会偏左偏右的偏差，影响读值。建议千分表测头采用凹型测头(见图1)，与纵向限制器凸型测头互相嵌和(见图2)，增强测量的稳定性，减少误差。
新标准比长仪(见图3)是目前常用的限制膨胀率测量仪，该比长仪底部一般是平底，由于未设置测头，试体置于比长仪卧槽内侧时，试体与内槽之间很难完全嵌和，左右晃动会造成读值的不稳定。建议测量仪的采用砂浆收缩测量仪(见图4)的立式支架，该测量仪底部设有测头，可与千分表测头形成两头对中。经多次比较测量，砂浆收缩测量仪的稳定性明显强于新标准比长仪。
2.2试体测长过程的影响及建议
在取出试体准备测长之前，应清理好测量仪器，特别注意测量仪槽内或测头内不应有沙粒等杂质。取出的试体应放在湿抹布上，擦拭掉试体表面和两端测头的沙子、明水，并且记好标记。
试体长度测量时，通常采用一组试件重复测量的方式，以提高测量的稳定性。通常情况，同一试件重复测量时，千分表示值变化应在0.003mm内。由于要求测量精度高，经常遇到测量值重现性差的现象，出现类似的问题，可从以下几个方面进行排查:(1)千分表端部测头松动，由于千分表的端部测头与连杆是螺纹连接，长久使用可能出现连接松动;(2)纵向限制器变形，多个测头不在同一个轴线上。对于纵向限制器的变形，检查可用卡尺测量纵向限制器两端钢板间的距离，当两端钢板四角间的测量值不一致，有可能是变形导致的不平行;(3)长度测量过程中试件的保湿。对于刚脱模的试件或水中取出的试件应立即用湿毛巾包裹，除测量读数外，均应有效包裹，测试区应避免空调对吹;(4)试验员操作过程应保持轻拿轻放，避免在测长过程损伤试体。
依据标准GB23439－2009，试体完成测长后的养护，应注意不损伤试体测头，试体之间保持25mm以上的间隔，试体支点距限制钢板两端约70mm。这里主要是试体养护时应横向放置，不可同水泥试体一样纵向放置，纵向放置可能影响到膨胀剂的膨胀效能，最终影响试验结果。
3、结束语
(1)材料:试验样品必须做好密封处理，水泥尽量采用基准水泥，ISO标准砂不宜拆袋使用，应保持原有颗粒级配整袋使用;
(2)仪器设备:纵向限制器建议一次性使用，千分表采用量程为(0－10)mm的电子千分表，并且选用凹型测头，测量支架可考虑采用立式支架;
(3)测长:严格控制脱模时间，注意清理仪器和试体，并用湿布进行包裹处理，操作过程避免损伤试体，重复测量减少误差，测长后继续养护的试体应横向放置。根据经验，针对可能影响的因素，提出有效合理的建议，可以提高混凝土膨胀剂限制膨胀率的测量结果的稳定性和准确性。
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作者：陈哲祥，如涉及作品内容、版权和其它问题，请及时联系，我们将尽快处理。
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