矿渣粉对混凝土收缩性能的影响
一、什么是混凝土的收缩？
收缩是混凝土体积相对于其初始浇筑体积随时间逐渐减小的过程。混凝土收缩是由于混凝土中浆体发生物理和化学变化所导致的。混凝土最典型的两种收缩类型是塑性收缩和干燥收缩。塑性收缩是指混凝土在塑性状态阶段发生的收缩，而干燥收缩则是指混凝土在达到初凝状态之后发生的收缩。从技术角度讲，干燥收缩在混凝土的寿命周期内都会持续发生，但大部分收缩发生在混凝土浇筑之后的90天内。
二、哪些原因导致混凝土发生收缩？
塑性收缩是由环境因素使得混凝土表面水分蒸发而导致的收缩，如湿度、风速及环境温度等。在美国混凝土协会ACI 305高温天气混凝土施工指南[1]中，为混凝土的浇筑提供了相应的指导，将混凝土塑性收缩开裂最小化。
干燥收缩是由于混凝土浆体中水分流失所引起的。混凝土的干燥收缩受多种因素影响，包括：
环境条件（温度及相对湿度）
构件的尺寸（表面积与体积之比）
混凝土材料因素：
骨料的体积
骨料的弹性模量
浆体水胶比（w/cm）
三、收缩对混凝土结构的影响
几乎所有混凝土都受到某种形式的约束，如钢筋、模板、地基或连接的构件等。当混凝土的体积发生收缩时，这种约束会限制混凝土构件的体积变化，进而在混凝土中产生拉应力。而一旦这种拉力作用超过了混凝土的抗拉强度，混凝土构件就会发生开裂。在大多数情况下，混凝土开裂不是主要关注的问题，通常我们可以通过各种措施来控制收缩开裂，如设置施工缝、安装荷载传递装置及使用适当的加强筋等。
在大尺寸面板、密封装置及暴露于除冰化学品的钢筋混凝土中，控制混凝土收缩裂缝尤为重要。在美国混凝土协会ACI 224 混凝土结构裂缝控制指南[2]中，提供了关于最小化混凝土收缩及裂缝的相关信息及指导。
四、矿渣粉对混凝土收缩的影响
为评估矿渣粉对混凝土干缩性能的影响，SCA对已发表的有关于混凝土干燥收缩的研究进行了批判性的回顾[3]。本研究查阅了32篇相关文献，并对62种混凝土混合料（掺矿渣粉混凝土及未掺矿渣混凝土）的相关数据进行了比较。在参考文献的相关研究中，矿渣粉既可作为混合水泥的组成材料，也可作为混凝土原材料进行掺加。
研究表明，在无约束条件下，掺矿渣粉的混凝土的干燥收缩略高于不掺矿渣粉的混凝土，两者差别微乎其微。定量计算发现，掺矿渣粉的收缩率仅增加了2.9%，而按浆体体积校正之后，这一差值减小至1.5%左右。
图1 矿渣粉掺量对混凝土相对收缩的影响
此外，研究还发现，混凝土混合料中矿渣粉的掺量（占胶凝材料20%~80%）对混凝土相对干缩没有显著影响（图1）。
最后，文献数据表明[4]，矿渣混凝土的约束收缩开裂略小于不掺矿渣粉的混凝土。矿渣混凝土的开裂延迟至后期，从而减小了混凝土的裂缝宽度。SCA正在通过进一步的研究来证实这些抑制开裂的原因。
综上所述，现有文献表明，在矿渣混凝土中无论矿渣粉的掺量如何，混凝土的干燥收缩几乎没有增加。对于所有的混凝土混合料，如果对于干燥收缩有特殊要求，应参照美国混凝土协会ACI 224指南。
与所有混凝土混合料一样，必须进行多批次试验以验证混凝土的性能。除此之外，结果还可能因环境温度和混合料组分而有所不同。您可以咨询矿渣粉人士以获得帮助。此处包含的任何内容都不应被视为或解释为明示或暗示的担保或保证，包括任何适用于特定用途的担保。
参考文献
1.ACI 305R-99, Hot Weather Concreting; American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 1999.
2.ACI 224R-01, Control of Cracking in Concrete Structures; American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 2001.
3.Hooton, R.D., Stanish, K., and Prusinski, J., “The Effect of Ground, Granulated Blast Furnace Slag (Slag Cement) on The Drying Shrinkage of Concrete – A Critical Review of The Literature, ” Eighth CANMET/ACI International Conference on Fly ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete, Supplementary Papers Volume, American Concrete Institute, 2004.
4.Li, Z., Qi, M., Li, Z, and Ma, B. “Crack Width of High-Performance Concrete Due to Restrained Shrinkage,” Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 11, No 3, 1999, pp. 214-23.