20091105高性能混凝土论文.doc

高性能混凝土的微细观结构与宏观性能之间的关系复合掺合料对高性能混凝土抗冻性能的提高土建学院08级工程硕士导师：333学号：0333姓名：333电话箱：1111112009-11-03 高性能混凝土的微细观结构与宏观性能之间的关系复合掺合料对高性能混凝土抗冻性能的提高摘要：复合掺合料的引入可以有效控制钙矾石的取向生长，细化颗粒可改善界面结构，有利于硫铝酸盐水泥混凝土的微观结构改善，提高构件的相对动弹性模量，从而提高其抗冻性能。引言抗冻性是指混凝土在水饱和状态下能经受多次冻融循环作用而不被破坏的性能。在寒冷地区，混凝土受冻融循环破坏往往是导致混凝土劣化的主要因素。抗冻性可间接反映混凝土抵抗环境水浸入和抵抗冰晶压力的能力，因此，抗冻性常作为混凝土耐久性的指标。1. 混凝土是由硬化水泥浆体和骨料组成的含毛细孔的复合材料。为了获得混凝土所必要的和易性，其拌和水量总要多于水泥水化所需的水量，那部分多余水便以游离水的形式滞留于混凝土中，形成占有一定体积的连通毛细孔，这些连通毛细孔就是导致混凝土遭受冻害的主要原因。按照美国学者P C. Powerse提出的膨胀压和渗透压理论，吸水饱和混凝土在冻融过程中遭受的破坏力主要由两部分组成:其一是膨胀压力，当混凝土中的毛细孔在某负温下发生物态变化，由水转化成冰时体积膨胀9%，因受毛细孔的约束产生拉应力;其二是渗透压力，由于表面张力作用，混凝土中毛细孔水的冰点随着孔径的减少而降低，因而在粗孔中的水结冰后，由冰与过冷水的饱和蒸汽气压差和过冷水之间盐分浓度差引起水分迁移而形成渗透压。另外，过冷水迁移渗透结果必然会使毛细孔中冰的体积不断增大，从而形成更大的膨胀压力。当混凝土受冻时，这两种压力会损伤混凝土内部的微观结构。但一次作用造成的损伤不足以使混凝土的宏观力学性能发生可察觉的变化，只有当经过多次冻融循环后，损伤逐步积累不断扩大，发展成互相连通的大裂缝，使混凝土强度逐渐降低，直至完全丧失。混凝土受冻融循环作用破坏的根本原因是水结冰产生约9%的体积膨胀。如果混凝土中的孔完全充满水，这么大的膨胀足以使混凝土开裂破坏。理论上当混凝土的饱和度小于91%时，混凝土就不会受冻破坏。混凝土受冻时粗孔中的水先结冰，在水结冰膨胀的推动下，孔中未结冰的水将向周围迁移形成静水压力，这是冻融破坏的动力。当静水压力超过混凝土强度能承受的程度时，就会损坏混凝土.混凝土的饱和度愈高，结冰速度愈快，混凝土的静水压力和破坏力就会愈大。实际上由于水的分布不均匀，以及在静水压力作用下未结冰水并不能自由、快速地向周围迁移，混凝土的临界饱和度一般远小于91%。但冻和融反复进行，致使混凝土承受疲劳作用而不断加重破坏，所以混凝土的抗冻性还和冻融循环次数有关。2. 通过对比试验，可以得到在加入复合掺合料后，结构孔洞中的粗状钙矾晶体明显消失。因为矿粉掺合料起到晶核的作用，有利于细化铝硫酸盐水泥的主要成分钙矾晶体。同时即使在负温下，只要能维持水泥的水化过程，矿物掺合料还可参与水化反应以利于C-S-H的形成。使得Ca(OH)2的结晶变得细小，减少取向生成的有害Ca(OH)2 量，并可提高界面过渡层的密实程度，改善混凝土的微观结构；另外还具有一定的填充作用，它可改善细粉材料的颗粒级配、减小孔隙率，提高混凝土的抵抗冻融能力。3. 本文研究硫铝酸盐水泥高性能混凝土，在不同龄期的变化情况及抗冻融性能。改善界面结构，有利于硫铝酸盐水泥混凝土微观结构的改善，提高试件的相对动弹性模量，从而提高其抗冻性能。小结硫铝酸盐水泥基高性能混凝土的结构及性能进行研究，旨在利用硫铝酸盐水泥的快硬、早强、抗硫酸盐和抗氯盐侵蚀等性能，以满足冬季施工、抢修抢建工程、水工、盐碱地及沿海等环境恶劣地区的工程应用。通过对高性能混凝土的微观结构的深入研究，以期望改善和提高混凝土的宏观性能。参考文献：1 吴中伟.高性能混凝土(HPC)的发展趋势与问题.建筑技术，1998, (1):8-13.2 冯乃谦编著.高性能混凝土.北京:中国建筑工业出版社，19962 Chang Jun,34 (2004) 2009-2013.Chen