盐雾作用后混凝土单轴压缩损伤破裂宏细观研究

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发布时间：2021-09-03

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盐雾作用后混凝土单轴压缩损伤破裂宏细观研究
李兵，张连英，仇培涛。刘瑞雪，殷惠光
(1．中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州221008；
2．徐州工程学院土木工程学院，江苏徐州221018)
摘要：通过扫面电镜(SEM)和压汞(MIP)技术分别对经氯盐侵蚀后的复合掺合料(粉煤灰+矿粉)混凝土的微观形貌与孔结
构特征进行了研究，与其单轴压缩损伤破裂形态进行了对比分析探讨。结果表明：随着氯盐侵蚀愈加严重，混凝土试样的宏观破
裂特征由纵向劈裂、斜截面剪切破裂，转变为共轭斜面破裂，破碎程度增大。在单轴压缩作用下，混凝土中出现了交界面裂纹、水
泥浆裂纹、球面裂纹和骨料裂纹。在侵蚀初期，原生裂纹较为明显；在侵蚀前期，原生裂纹被修复；当侵蚀较为严重时，混凝土水
泥浆体开裂，表面愈加粗糙，且有害孔增多，多害孔和无害孔减少。
关键词：电镜扫描；压汞；细观；损伤破裂
中图分类号：TU528．01 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2015)11—0027—04
Study on macro—mesoscopic characteristic of concrete damage fracture under uniaxial compression
after salt fog efect
LIBing ，ZHANGLianying ，QtUPeitao。，LIURuixue ，YINHu~uang
(1．State Key Laboratory of Geomechanics and Deep Underground Engineering，China University of Mining and Technology
Xuzhou 221008，China；2 School of Civil Engineering，Xuzhou Institute of Technology，Xuzhou 221018，China)
Abstract：The microscopic morphology and pore structure characteristics of concrete with composite admixture(fly ash and mineral
powder)after chlorine salt erosion were analyzed by scanning electron microscope(SEM)and mercury intrusion method(MIP)，which
were comparatively analyzed and discussed with the macro characteristic of concrete damage fracture under uniaxial compression．The
results show that the macro fracture characteristic of concrete under uniaxial compression changes from longitudinal split and oblique
section shear fracture to conjugate cant fracture and the degree of breakage increases．The interface crack，cement past crack，spherical
surface crack and aggregate crack appear in concrete under uniaxial compression．At the beginning of the corrosion，the original crack is
obvious．In the early stage of the corrosion．the native crack is repaired．W hen corosion is more serious．cement paste crack appears and
the surface of concrete is more rough，and the harmful hole increases while the more harmful hole an d the harmless hole decrease．
Key words：scanning electron microscope；mercury intrusion method；mesoscopic；damage fracture
0 引言
混凝土材料的细观结构决定其宏观性能，宏观性能影
响着其细观结构特征的变化。混凝土细观层次上的研究
已经受到国内外学者的重视，探寻其宏观性能和细观结构
特征之间的联系是国内外学者的研究热点之一。
20世纪60-90年代，R．Brady Williamson(1969)，Ka—
ren Scrivene，Jennings和Midgley等人对混凝土的细观形
貌结构进行了研究；Ewart(1990)，Kim(1993)，Dwight
Viehland(1996)等对水化硅酸钙、c—s-H凝胶等化学成分
进行了大量研究。我国学者，张立华、水中和等，借
助SEM、XRD等现代测试技术对混凝土中水化产物的形
貌结构特征、晶粒尺寸、ITZ界面等进行了细致研究。肖海
军 ]、鲁彩风、刘数华等通过压汞法对混凝土的空隙
结构进行了研究。Yang -10]等研究了平均孔径与渗透压、
氯离子渗透系数等宏观参数的关系。
目前，对于混凝土细观结构的研究较多，而对其与宏
观性能之间联系方面的研究鲜有报道。本研究借助扫面电
镜(SEM)和压汞(MIP)试验检测手段对经氯盐侵蚀后的
复合掺合料(粉煤灰+矿粉)混凝土的微观形貌与孔结构
特征进行了研究。
1 试验
(1)材料及配合比
水泥：徐州中联水泥厂提供的P·O 42．5级水泥。矿物
掺合料：粉煤灰选用徐州茅村电厂提供的I级粉煤灰，矿
粉由徐州铸本公司提供。细骨料：河砂，细度模数为2．8，级
配良好，表观密度为2 679 kg／m ，含泥量为2．49％。粗骨