混凝土孔径分布模型及其应用

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发布时间：2021-09-18

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混凝土孔径分布模型及其应用
罗学波，李浩璇，冯庆革 -一，黄小玲，杨绿峰c
(广西大学a．化学化工学院；b．环境学院；C．工程防灾与结构安全重点实验室，广西南宁530004)
摘要：研究了混凝土100 nm以下的孔径分布特征及其与氯离子快速扩散测试中6 h电通量的关系。粉煤灰单掺、矿渣粉单掺及复掺
粉煤灰／矿渣粉用于制备混凝土，养护龄期为7、14、28和90 d，采用压汞法获取各龄期样品的孔径分布数据。将粉体颗粒尺寸分布的
Rosin Rammler Bennet(RRB)模型用于描述混凝土中100 nm以下的孔径分布，得到特征孔径和孔径分布均匀性系数n。研究表明，在全
部样品中，的分布范围为30-70 nm，最可几范围为40～50 m ，孔径分布均匀性系数n的分布范围为1．1～2．I，最可几范围为1．3-1．6；在较
大水胶比(O．50)时，特征孔径呈现先增后减的趋势；特征孑L径与氯离子快速扩散测试的6 h电通量存在正相关的趋势，孔径分布均匀
性系数n与6 h电通量则存在负相关趋势，综合n与影响的n／X与6 h电通量存在非线性的负相关趋势且更为明确。
关键词： RRB模型；孑L径分布；特征孔径；孔径分布均匀性系数；6h电通量
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2011)06—00l2—03
Model of pore s。ize distribution in concrete and its application
LUOXue—bo a,LIHao-xuan ，FENGQing-geb,c，HUANGXiao—ling ，YANGLii-feng
(a．College ofChemistry and Chemical Engineering；b．College ofEnvironment；
C．KeyLaboratoryofDisasterPrevention and Structural Safety，GuangxiUniversity，Nanning 530004，China)
Abstract： Characteristics of pore size distribution within 100 nm in concrete as well as its relation with 6 h electric flux were investigated
Cement individual and composite replacement by fly ash and ground slag were applied tO concrete cured at 7，14，28 and 90 d．Mercury intrusion
porosimetry results were obtained from all samples，and Rosin Rammler Bennet(RRB)model ofpowder particle size distribution was applied to
describe the pore size distribution below 100 nrn in concrete，thus characteristic pore size X and uniformity coefi cient n of pore size distribution
were obtained．The results indicated that，for all samples the distribution range of characteristic pore size X was 30~70 nln，an d the most probable
range Was 40~50 nl／1．The distribution range of uniformity coefi cient n of pore size distribution was 1．1-2．1．and the most probable ran ge was
1．3-1．6；when water／binder(win ) O．50 the characteristic pore size X showed the tendency ofincrease then decrease as curing age prolonged；
trend ofpositive con-elation between characteristic pore size X and 6h electric flux from chloride ion rapid difusion test，and trend ofnegative
correlation between uniform ity coeficient and 6-hour electric flux were observed．In addition，the trend of nonlinearly negative correlation
between n／X an d 6h electric flux was more obviOUS．
Key words： RRBmodel；poresizedistribution；characteristicpore size；uniformitycoeficientofpore sizedistribution；6helectricflux
0 引言
目前对混凝土孑L状态的研究多集中在孔隙率、孔级配等方
面¨l31，涉及孔径分布特征及其对混凝土抗氯离子渗透性能方面
的研究并不多。若能了解和掌握混凝土中孔径(尤其是对氯离
子扩散有重要影响的孔径)分布特征，并通过这些分布特征来
研究混凝土的抗氯离子性能，将对深入了解混凝土性能和应用
起到重要的作用。
孔径分布特征指的是几个有限的参数，这些参数可以用来
描述混凝土中孔径连续分布的特点。若将混凝土中的孔视为
“空心颗粒”，这些“空心颗粒”堆积起来便形成了混凝土中的孔
洞群体，可类比于粉体中的颗粒群体。从研究思路看，经此变化
便可用颗粒尺寸分布的概念及其工具来研究混凝土中的孔径
分布特点。
另一方面，文献[4】指出，小于132 nm的孔对混凝土的强度
和渗透性没有影响，故仅仅通过总孑L隙量来研究混凝土的宏观
性能有时效果不会好；而吴中伟教授指出，增加50 nm以下的
孔，减少100nnl以上的孔可大大改善混凝土的性能。由此可知，
研究混凝土中的孔径分布、尤其是100 am以下孑L径分布特征对
改善混凝土性能有重要的意义。
1 试验
1．1 原材料与组成设计
本研究使用海螺牌P·O 42．5R级水泥。粗骨料采用广西南
宁产公称粒径在5～20 mill范围内的石灰石碎石，符合连续级配
标准。细骨料采用公称粒径小于5 nMTI的广西钦州河砂，颗粒级
配属于II区。矿物掺合料选用粉煤灰和