混凝土的宏观性能与其细观和微观结构有着很密切的联系,而孔结构是水泥混凝土微观结构的 重要构成部分。以不同类型的混凝土为研究对象,利用压汞仪测定混凝土的孔结构参数 ,对 比分析了普通混凝 土、添加掺合料以及纤维等不同种类混凝土的孔结构特性。 【关键词】 混凝土 ;压汞法 ;孔结构 ;掺合料 ;纤维 【中图分类号】 TU528.0 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2013)09—0003—02 孔隙率、孑L径尺寸与级配、孔形貌、孔分布等被称为混 凝 土的孔结构 。研究孔结 构的 主要 目的就是 要获 取混凝 土 的宏 观性能 (力学性能和耐久性能 )和孔结构 两者 之 间的影 响关 系 ,建立 孔结 构一材 料性 能 的定性 或定 量 的 相互 关 系 模型。通过研究孔的结构特征来控制和优化混凝土的宏观 性 能。很多 国内外 学者 通过模 型法建 立多 种理 想 模 型 ,其 中以研究孔结构与强度之间的影响关系较多,尤其是孔隙 率 与强度的关 系。 目前 许多 研究 结果 表 明 :掺活 性 矿物 掺 和料的混凝土,其孔结构有所改善,有利于提高混凝土的力 学 性能和耐久性能 。 文中采用压汞法测定 混凝土孔结构参数。采用美国 MICROMERITICS公 司生产的 AutoPorelV9500全 自动压汞 仪。压汞仪可 用于 分析 粉末 或块 状 固体 的孔 尺 寸分 布 、总 孔体积、总孔 面积 、样品堆/真密 度,最大 压力 3.3万 磅 (228MPa),孔径测 量范围 0.2~20nm,有一个 高压 站和两 个 低压站。数据处理软件包括弯曲度、渗透性、压缩性、孔喉 比、不规 则尺寸分布 、Mayer—Stove颗粒 尺寸分 布 ,有快速 扫 描 、时 间或速率平 衡 三种 操作 模式 ,进 退 汞 的 体积 精 度 小于 0.1trL。 1 原材料性 能 表 1 掺和料的性能 本试验选 用的水泥为大连 小野 田水 泥有 限公 司生 产的 42.5R硅酸盐水泥。选用大连建科院 DK一4型混凝土高效 减水剂。制备 的混凝土类 型有掺 掺和 料的混 凝土 和掺纤 维 的混凝土 。掺和料 性能见表 1;三种纤维 :聚丙烯纤维 (PP)、 耐碱玻璃纤维 (AR)、玄武岩纤维 (BF)的性能见表 2。 2 混凝土孔 结构 分析 各种类 型混凝土配合 比见表 3,混凝土强度见 表 4,混凝 土了L结构测试结果 见表 5。 表 2 纤维 的性能 编号 PP . A. R m-3/kg I11 0, /%/%/%/%/· ·一/k·m一’ C30 0.52 36 —— —— 2.5 —— —— —— C40 0.45 36 一 一 2.5 一 一 一 C柏 一FAlO 0.45 36 1O 一 2.5 一 一 一 C4o—FA15 也45 36 15 — 2.5 一 一 一 C.40一s1 0.45 36 ~ 8 2.5 一 一 一 C4o—PP 0.45 36 ~ 一 25 n9 一 一 C柏 一AR n45 36 ~ 一 2.5 — 2.0 一 C40一BF 0.45 36 ~ 一 2.5 一 一 2.5 2.1 掺加掺合料对混凝 土孔结 构的影 响(图 1) 对 比普 通混凝土 :C30和 C40相 比,最可几孔径 、总孔 体 积都有 比较大的 差别 ,说 明混 凝土 强度 的不 同是 由孔结 构 参 数的变 化决 定 的 ;对 比 CA0与 C40一FA的混凝 土 ,很 明 显 ,掺加 粉煤 灰后 ,混 凝土 的孔结 构有 了很大 的改变 ,总孔 体积和最可几孔径都变小了,而混凝土的强度也有了提高, 对 比 C40一FA10与 C40一FA15,后者的孔结构特 征 比较好 , 总孔体积下降更加明显 ,因此掺 加粉煤灰 15% 更合适 ;对 比 C40普通混凝土与掺加硅灰的混凝土,加入硅灰后,最可几 孔径和总孔体积都有不同程度的下降,而混凝土强度提高。 由孔 径分 布结 果发 现 :孔 径在 20~100nm范 围 内的孔 (无害孔)所占的比例很大,而有害孔径范围主要分布在 100 ~ 20Onto范 围。相对于空 白混凝土 ,掺加粉煤灰 和硅 灰的试 件,无害孔径略有上升,同时有害孔径明显降低,说明添加 粉煤灰和硅灰后对降低混凝土有害孑L径是有利的。
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