水泥基材料力學(xué)性能和微觀孔結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、當(dāng)今我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)已進(jìn)入到高速發(fā)展階段,重大基礎(chǔ)工程規(guī)模空前,城鎮(zhèn)化高速推進(jìn)?？沙掷m(xù)發(fā)展與節(jié)能減排決策是我國(guó)現(xiàn)代混凝土發(fā)展的巨大的推動(dòng)力,輔以大量摻加工業(yè)廢渣的措施,是效減少波特蘭水泥的用量的有力措施,以求達(dá)到生產(chǎn)出低能耗、高性能的水泥,至今礦物摻合料已經(jīng)成為混凝土的第六組分。
　　 由于現(xiàn)代混凝土水膠比低,膠凝材料量大,導(dǎo)致開裂嚴(yán)重和性能的衰減。其中水泥、礦物摻合料及部分化學(xué)外加劑起著重要的膠凝作用,他們?cè)谒^(guò)程中形成的微結(jié)

2、構(gòu)是現(xiàn)代混凝土的基因,其分布與組合影響著現(xiàn)代混凝土的各項(xiàng)宏觀性能。運(yùn)用多孔介質(zhì)理論,建立從微觀到細(xì)觀再到宏觀的多尺度現(xiàn)代混凝土本構(gòu)模型在國(guó)際混凝土科學(xué)界已經(jīng)形成共識(shí),探討現(xiàn)代硬化漿體微觀結(jié)構(gòu)機(jī)理和宏觀強(qiáng)度性能之間關(guān)系是本課題的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　 本文主要研究了不同礦物摻合料和水膠比對(duì)水泥漿體的基本材性和軸向抗拉強(qiáng)度的影響,研究表明:水膠比和礦物摻合料的摻量均降低硬化水泥漿體的抗折、抗壓和抗拉強(qiáng)度。相同水膠比的條件下,水泥凈漿的強(qiáng)度

3、最高,硅灰對(duì)強(qiáng)度的影響最大,粉煤灰次之,磨細(xì)礦渣對(duì)硬化漿體強(qiáng)度的影響最小,并且此現(xiàn)象隨著礦物摻合料摻量的增大而明顯;抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度之間存在良好的線性相關(guān)性;水泥砂漿折壓比即塑性系數(shù)隨著水化的增大和齡期的增加而增大,水膠比降低了水泥砂漿的脆性。
　　 利用MIC-840-01型硬化混凝土孔隙結(jié)構(gòu)測(cè)定儀和PARSTAT2273恒電位儀分別測(cè)得到的微觀孔結(jié)構(gòu)參數(shù)和交流阻抗譜。實(shí)驗(yàn)表明:隨著水膠比和粉煤灰或磨細(xì)礦渣摻量的增加,含氣量

4、和平均氣泡直徑均有降低的趨勢(shì),而在相同水膠比條件下,摻加硅灰的硬化水泥漿體的含氣量和平均氣泡直徑隨著硅灰的摻量的增加而增大;在硅灰摻量相同的條件下,較大的水膠比增加了含氣量和氣泡平均直徑。測(cè)定的交流阻抗譜的各種參數(shù)對(duì)孔結(jié)構(gòu)反應(yīng)結(jié)果和上述結(jié)果一致。
　　 建立硬化礦物摻合料水泥漿體微觀孔結(jié)特征參數(shù)和宏觀抗壓強(qiáng)度及軸向抗拉強(qiáng)度之間關(guān)系模型。研究結(jié)果表明傳統(tǒng)的半經(jīng)驗(yàn)公式能粗略地反應(yīng)總孔隙率與強(qiáng)度之間的關(guān)系,相關(guān)性都比較低,而人工神經(jīng)網(wǎng)