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粉煤灰对低温混凝土孔结构的影响

贺彬  
【摘要】:国内外对混凝土性能的研究,向来以耐久性为重点。美国混凝土专家Mehta P.Kumar早在上世纪90年代,第二届混凝土耐久性国际会议上便提出:“处于当代世界的寒冷地区,由于混凝土受到冻融循环破坏,还有钢筋锈蚀和侵蚀环境的物理、化学作用所引起混凝土的破坏问题日益严重”。在我国北方地域,影响混凝土耐久性的主要问题是冻害影响。经过研究发现,混凝土的冻害问题主要分为四个阶段,分别为:养护初期的冻害、养护前期的冻害、养护中期的冻害、养护后期的冻害[1]。其中一旦处在养护初期的混凝土的受冻损害,则该混凝土在耐久性方面将会产生永久性的损坏,并且无法进行后续弥补。因此有专家提出,必须要特别重视预防养护早期时的混凝土受到的冻融损害;为防止养护早期间的混凝土发生冻害,提高处于低温环境中的混凝土的耐久性,开展对低温混凝土孔结构特征的研究显得尤为重要。在传统冬季施工中,外部环境温度低于零度以下时,常向混凝土中添加防冻剂,可以降低冰点,提高初凝期强度,然而在不断使用过程中,防冻剂暴露出很多的缺点[2]。至此,国内外专家开始尝试在冬季施工混凝土中,采取掺加掺合料的方式,以避免低温环境下,混凝土在养护早期时因为受到冻害而发生损害。目前,针对此内容的研究大多数开展的是在低温混凝土中加入粉煤灰、硅灰等矿物掺合料,研究矿物掺合料对低温混凝土力学强度的影响[3]。但是针对混凝土孔结构的研究比较小,而在低温条件下对混凝土孔结构的研究更少,从粉煤灰等矿物掺合料粒度及粒度分布角度对低温混凝土孔结构影响的研究更是少之又少。本文以养护条件在恒负温和恒正温下,不采用防冻剂,而采取用粉煤灰的方式,通过改变混凝土中粉煤灰含量和粉煤灰的粒度范围,测试掺有粉煤灰的混凝土在不同龄期内孔结构特征情况,再通过测量混凝土不同龄期的强度值来判断孔隙率的变化趋势,以得出粉煤灰合理掺量以及提出混凝土冬季施工的最宜养护方法。本文首先通过以恒负温和恒正温为养护温度下,改变粉煤灰的粒度分布和掺量,采用激光粒度仪、压汞仪及扫描电镜等手段,研究了低温混凝土力学性能受其内部粉煤灰粒度分布的影响。为进一步确定粉煤灰处于某一粒度范围对低温混凝土力学性能影响最大,笔者采用灰色关联分析的方法进行测定。最后,通过结合理论基础,分析了掺粉磨灰的低温混凝土的力学性能与孔结构的之间的关系。试验结果表明:低温混凝土的力学性能、孔结构均受粉煤灰的掺入量影响。在粉煤灰掺入量相同时,即使混凝土处于不同养护温度下,混凝土的抗压强度均随粉煤灰的粒度范围中细颗粒含量增大而增大。其中0-5μm,5-10μm,10-15μm的粉煤灰颗粒含量对粉煤灰掺量为10%和20%的抗压强度起增进作用。在养护温度为-5℃时,掺粉煤灰质量为10%的低温混凝土的抗压强度要远远好于掺量为20%和30%的低温混凝土的强度的发展。在粉煤灰掺量相同情况下,混凝土的强度随着温度的降低而降低。在不同的养护温度下,混凝土随着粉煤灰粒度的不断变小,总孔隙率骤降。掺量为20%和30%的混凝土的总孔隙率小于掺量为10%的总孔隙率。处在零下10℃时,随着粉煤灰粒度的不断变小,毛细孔孔隙率所占总孔隙率的比例明显变大,而粗孔孔隙率占比明显降低[4]。恒温养护,粉煤灰掺量增加,总孔隙率先增加后减小,随着养护时间的延长,混凝土总孔隙率逐渐下降,处在零下10℃时,混凝土掺入20%的粉煤灰,混凝土的总孔隙率处于峰值。随着温度的降低,处在零下温度的混凝土,内部无害孔与少害孔变少,多害孔和有害孔变多。并且温度越低,无害孔和少害孔的数目越小。
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU528

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