早齡期混凝土水化進(jìn)程及宏觀與細(xì)微觀性能相關(guān)性研究.pdf

1、混凝土的早齡期是混凝土各項(xiàng)性能形成和發(fā)展最為關(guān)鍵的時(shí)期。伴隨著混凝土的水化進(jìn)程，混凝土的細(xì)微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈演變，力學(xué)性能迅速形成和發(fā)展。研究混凝土早齡期的水化進(jìn)程和細(xì)微觀結(jié)構(gòu)演變規(guī)律，建立早齡期混凝土宏觀力學(xué)性能和細(xì)微觀結(jié)構(gòu)特征之間的定量關(guān)系對(duì)從本質(zhì)上理解混凝土宏觀力學(xué)性能特征，實(shí)現(xiàn)從細(xì)微觀尺度對(duì)混凝土宏觀性能的調(diào)控具有十分重要的意義。本文圍繞著這一研究課題，開展了如下工作:
　　(1)采用非接觸式電阻率法劃分了早齡期混凝土水化進(jìn)

2、程的不同階段，并對(duì)各階段的形成原因進(jìn)行了闡釋。對(duì)早齡期混凝土水化進(jìn)程誘導(dǎo)期階段的發(fā)生齡期和持續(xù)時(shí)間進(jìn)行了界定。通過(guò)微觀結(jié)構(gòu)觀察和理論計(jì)算，對(duì)電阻率的第二次減速增長(zhǎng)階段和第三次加速增長(zhǎng)階段的成因提出了新的闡釋。研究了水膠比和礦物摻合料對(duì)早齡期混凝土水化進(jìn)程的影響。采用壓汞法測(cè)試和分析早齡期混凝土孔結(jié)構(gòu)的演變?？紤]混凝土的雙相導(dǎo)電特性，建立了基于電阻率指標(biāo)的早齡期混凝土毛細(xì)孔隙率預(yù)測(cè)公式，并通過(guò)參數(shù)分析定量描述早齡期混凝土固相密實(shí)度隨齡期增

3、長(zhǎng)的規(guī)律。建立了早齡期混凝土孔隙迂曲度的預(yù)測(cè)計(jì)算公式，并預(yù)測(cè)和分析早齡期混凝土孔隙迂曲度的時(shí)變規(guī)律。
　　(2)基于非接觸式電阻率法設(shè)計(jì)了測(cè)試混凝土滲透性能的新型裝置，測(cè)試和分析了不同水膠比水泥石和不同配合比混凝土12小時(shí)至28天齡期溶液滲透特征參數(shù)的演變規(guī)律。從細(xì)微觀結(jié)構(gòu)角度對(duì)混凝土不同階段的滲透性能演變規(guī)律進(jìn)行了闡釋，并對(duì)混凝土毛細(xì)孔封堵關(guān)鍵點(diǎn)及其發(fā)生齡期給出了新的定義和界定。
　　(3)考慮早齡期水化產(chǎn)物的生長(zhǎng)形貌效應(yīng)

4、，引入水化產(chǎn)物長(zhǎng)徑比關(guān)鍵參數(shù)，建立了預(yù)測(cè)早齡期混凝土彈性模量的改進(jìn)模型。分析了水化產(chǎn)物長(zhǎng)徑比對(duì)早齡期混凝土臨界水化度和彈性模量增長(zhǎng)的影響，并采用電阻率法確定了水化產(chǎn)物長(zhǎng)徑比參數(shù)。將改進(jìn)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)模型大大提高了對(duì)早齡期混凝土彈性模量形成點(diǎn)、水化度小于0.3的水泥漿體和砂漿以及前24小時(shí)齡期混凝土彈性模量的預(yù)測(cè)精度?？紤]超高密度C-S-H凝膠的影響及未水化水泥顆粒和水化產(chǎn)物的非球形形貌，建立了預(yù)測(cè)硬化水泥石彈

5、性模量的改進(jìn)模型。通過(guò)改進(jìn)模型預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的比較，對(duì)改進(jìn)模型的合理性進(jìn)行了驗(yàn)證，并闡述了改進(jìn)模型的適用范圍和進(jìn)一步改進(jìn)的建議。
　　(4)研究了混凝土從早齡期至較長(zhǎng)齡期抗壓強(qiáng)度的增長(zhǎng)規(guī)律以及礦物摻合料對(duì)混凝土不同階段抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)的影響，分析了早齡期混凝土抗壓強(qiáng)度與電阻率之間的相關(guān)性。建立了早齡期混凝土抗壓強(qiáng)度與形狀因數(shù)的相關(guān)關(guān)系?？紤]混凝土固相發(fā)展變化的影響，引入孔隙迂曲度關(guān)鍵參數(shù)，建立了新的表征早齡期混凝土抗壓強(qiáng)度與細(xì)微觀