SAP内养护高性能胶砂水化进程及微观结构研究

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中国众多水利工程长年受河流侵蚀、冻融、冲磨等破坏作用，结构耐久性急剧下降，因此具有高强、高耐久性的高性能混凝土（HPC）常被作为水利工程建设的首选材料[1-2]。但HPC 因水胶比低且内部湿度场分布不均易引起毛细管负压增大，导致自收缩大且易开裂[3]。为解决这一难题，内养护技术应运而生，即通过向混凝土内部引入额外水分作为“蓄水池”调节内部湿度场以减少自收缩[4-5]。高吸水性树脂（SAP）因吸水可控、无污染、成本低且减缩能力优异等优点而成为理想的内养护材料[6-7] 。

SAP的交联网状结构使其具有极高的溶胀能力，吸水量远超自身重量的数百上千倍[8，吸水后通常会膨胀形成直径约为 50～1000μm 的“蓄水池”来补偿附近胶凝材料所需的水化用水量，若SAP溶胀尺寸过小或掺量过少，则不足以补偿混凝土中水分损失，且易导致吸水成团，使得体系内部水分不均，因此其吸水溶胀能力不应小于 100μm^[9-10] 。额外引水的 SAP 材料随着水化反应的进行，受孔溶液浓度、渗透压等因素的影响缓慢释水，可降低内部湿度差，提高水化程度，且水化程度与 SAP 掺量和额外引水量成正比[11-12]。尽管SAP能够有效降低混凝土自收缩，提高内部水化程度，但掺量过大会影响混凝土的和易性，增加内部孔隙率，导致混凝土强度显著降低，还可能形成局部水分富集区域，使内部钢筋腐蚀程度加重[13-14]。汪首元等[15]采用核磁共振研究了SAP不同掺量时内养护混凝土的孔结构和抗冻性，发现SAP会增加混凝土胶凝孔和毛细孔数量，但抗氯离子渗透能力随掺量增多而增大，抗冻性能随之提高。……