应用压汞法对混凝土孔结构特征的研究.pdf

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1、赵晶等：应用压汞法对混凝土孔结构特征的研究3应用压汞法对混凝土孔结构特征的研究赵晶，徐天博(1．大连交通大学土木与安全-r"程学院。辽宁大连116028；2．长春新星宇建筑安装有限公司。长春130000)【摘要】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

2、．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、孔分布等被称为混表2纤维的性能凝土的孔结构。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，

3、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。编号PPAR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／％／％／％／％／·m-3／kg．·I11一／0k·m一，’C300．5236————2．5——————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C400．4536一一2．5一一一(228MPa)，孔径测量范围0．2～20nm，有一个高压站和两个C柏一FAlO0．

4、45361O一2．5一一一低压站。数据处理软件包括弯曲度、渗透性、压缩性、孔喉C4o—FA15也453615—2．5一一一比、不规则尺寸分布、Mayer—Stove颗粒尺寸分布，有快速扫C．40一s10．4536～82．5一一一描、时间或速率平衡三种操作模式，进退汞的体积精度C4o—PP0．4536～一25n9一一小于0．1trL。1原材料性能C柏一ARn4536～一2．5—2．0一C40一BF0．4536～一2．5一一2．5表1掺和料的性能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

5、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，本试验选用的水泥为大连小野田水泥有限公司生产的总孔体积下降更加明显，因此掺加粉煤灰15％更合适；对比42．5R硅酸盐水泥。选用大连建科院DK一4型混凝土高效C40普通混凝土与掺加硅灰的混凝土，加入硅灰后，最

6、可几减水剂。制备的混凝土类型有掺掺和料的混凝土和掺纤维孔径和总孔体积都有不同程度的下降，而混凝土强度提高。的混凝土。掺和料性能见表1；三种纤维：聚丙烯纤维(PP)、由孔径分布结果发现：孔径在20～100nm范围内的孔耐碱玻璃纤维(AR)、玄武岩纤维(BF)的性能见表2。(无害孔)所占的比例很大，而有害孔径范围主要分布在1002混凝土孔结构分析～20Onto范围。相对于空白混凝土，掺加粉煤灰和硅灰的试各种类型混凝土配合比见表3，混凝土强度见表4，混凝件，无害孔径略有上升，同时有害孔径明显降低，说明添加土了L结

7、构测试结果见表5。粉煤灰和硅灰后对降低混凝土有害孑L径是有利的。4低温建筑技术2013年第9期(总第183期)表4混凝土抗压强度MPa结构。加人纤维后，混凝土的强度有提高；纤维混凝土的最可几孔径都大幅度的降低，其中以玄武岩纤维混凝土降低的最为明显，，这是因为纤维具有阻止裂纹产生的作用，而且无机纤维在降低混凝土最可几孔径，改善混凝土孔结构的效果上比有机纤维好。对比掺加纤维的混凝土和空白混凝土的孔径分布：添加纤维后，20～100的孔径分布有略微的提高，而100～200nm范围的有害孔数量明显下降，其中，玄武岩纤

8、维的效果最明显，再一次的验证了无机纤维对改善混凝土孔结构效果强于有机纤维。3结语在混凝土中添加粉煤灰和硅灰以及不同品种的纤维，通过压汞法试验研究了混凝土孔结构特征。(1)在混凝土中用粉煤灰代替部分水泥，早期强度会孔隙分布范围／％编号降低，但是后期强度发展较高；掺人硅灰后，混凝土的强度lTl1．g—l(20～10onm100_m>提高；粉煤灰和硅灰的掺入改善了混凝土的孑L结构。(2)掺入纤维后，混凝土的强度有了一定