骨料种类对混凝土孔结构及微观界面的影响.pdf

第 1 8卷第 1期 2 0 1 5年 2月 建筑材料学报 J OURNAL OF BUI L DI NG MATERI ALS Vo 1 ． 1 8。 N0 ． 1 F e b ． ， 2 0 1 5 文童编 号 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 5 0 1 0 1 3 3 0 6 骨料种 类对 混凝土孔结构 及微观界面 的影 响 石 妍 ， 杨 华全 ， 陈 霞 ， 李 响 ， 周世 华 长江科学院 三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新 中心 ， 湖北 武汉 4 3 0 0 1 0 摘 要 基 于 R a p i d Ai r 和 MAP B E I 测 试技 术 ， 对 比研 究 了分 别 以玄 武岩 、 砂 岩 和灰岩 为人 工 骨料 的 大坝混凝土 内部孔结构及界面特征． 结果表 明 配合 比一定时， 灰岩混凝 土气泡数量最 多， 间距 系 数 和 平均 孔径 最 小 ； 砂 岩 混 凝 土 气 泡数 量 最 少 ， 间 距 系数 和 平 均 孔 径 最 大 ， 工 程 中应 予 以足 够 重 视． 界 面 C a OH 2的富集程度受骨料化学属性及物理性能 如长期吸水率 影响． 上述 3种骨料一 浆 体界面 C a oH 的富集程度为砂岩玄武岩灰岩， 界面过渡区厚度为砂岩灰岩玄武岩， 砂 岩界面性能最薄弱． 关 键 词 骨料 种 类 ；大坝 混凝土 ；孔结 构 ；界 面过 渡 区 中图分类号 T U5 2 8 ． 2 文献标志码 A d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 7 9 6 2 9 ． 2 0 1 5 ． 0 1 ． 0 2 4 I nf l u e nc e o f Ag g r e g a t e Va r i e t y o n Po r e S t r u c t u r e a nd M i c r o s c o p i c I n t e r f a c e o f Co nc r e t e 5H r Yan， YANG H u aq u an， CH EN Xi a， L工X i ang， ZH oU Shi h ua C o l l a b o r a t i v e I n n o v a t i o n Ce n t e r f o r Ge o Ha z a r d s a n d Ec o E n v i r o n me n t i n t h e Th r e e Go r g e s Ar e a ， Ch a n i a n g Ri v e r S c i e n t i f i c Re s e a r c h I n s t i t u t e，W u h a n 4 3 0 0 1 0，Ch i n a Ab s t r a c t Ba s e d o n t h e t e s t t e c h n i q u e o f Ra p i d Ai r a n d M AP BEI ，p o r e s t r u c t u r e a n d mi c r o s c o p i c i n t e r f a c e o f d a m c o n c r e t e wi t h d i f f e r e n t a g g r e g a t e s we r e s t u d i e d ．Th e r e s u l t s s h o w t h a t wi t h t h e d e f i n i t e mi x p r o p o r t i o n，t h e l i me s t o n e c o n c r e t e h a s t h e ma x i mu m a mo u n t o f b u b b l e s a n d t h e mi n i mu m s p a c e c o e f f i c i e n t a n d a v e r a g e p o r e s i z e ，wh i l e t h e s a n d s t o n e c o n c r e t e l e a d s t O t h e o p p o s i t e r e s u l t s ，wh i c h s h o u l d b e p a i d e n o u g h a t t e n t i o n ．Th e e n r i c h me n t o f Ca OH 2 i n t h e i n t e r f a c i a l t r a n s i t i o n z o n e I TZ i s a f f e c t e d b y c h e mi c a l a n d p h y s i c a l p r o p e r t i e s o f a g g r e g a t e s s u c h a s l o n g t e r m wa t e r a b s o r p t i o n ．Th e d e g r e e o f C a OH 2 a n r i c h me n t a n d i n t e r f a c e t h i c k n e s s a r e i n c r e a s e d i n t h e o r d e r o f s a n d s t o n e b a s a l t l i me s t o n e a n d s a n d s t o n e l i me s t o n e b a s a l t ．S a n d s t o n e c o n c r e t e h a s t h e we a k e s t i n t e r f a c e s t r u c t u r e ． Ke y wo r d s a g g r e g a t e v a r i e t y；d a m c o n c r e t e ；p o r e s t r u c t u r e ；i n t e r f a c i a l t r a n s i t i o n z o n e I TZ 骨料 在大 坝 混 凝 土 中用 量 比例 高 约 占混凝 土 材料总质量 的 9 O ， 最大粒径大 可达 1 5 0 mm ， 骨 料特 性 对大 坝 混 凝 土性 能 的影 响 尤其 显 著 ， 甚 至 起 着 决定 性 的作 用[ 1 ] 。 硬化 混凝 土 由骨料 、 界 面 过 渡 区和水泥浆体 3部分组成 ， 其 中水泥浆体气孔结构 及界面微观特征 对混凝 土宏观性能 的影响不容 忽 视． 研究表明[ 2 - 3 ] ， 骨料 的矿物组成和表面结 构会影 响水化产物特别是 C a OH 。和钙矾石 AF t 的成 核生长， 从而影响界面过渡区的微观结构 ， 导致界面 过渡区力学性能存在差异． 同时 ， 骨料类型也会影响 水泥浆体的孔隙结构 ， 这与骨料形状 、 表面结构及长 期吸水率等性能有关． 在满足新拌混凝土含气量要 求的同时， 部分国家已将硬化混凝土的气泡参数指 标 含气量、 气泡间距系数和气泡平均直径 等 列人 了规范[ 4 ] ， 以确保混凝土的抗冻性． 但是 ， 目前关 于 骨料种类影响大坝混凝土内部孔结构及微观界面特 收稿日期 2 0 1 3 一 O 8 1 3 ；修订 日 期 2 0 1 3 一 l l 一 1 9 基金项 目； 国家 自然科 学基 金资助项 目 5 1 1 0 9 0 1 5 ， 5 1 4 7 9 0 1 1 ， 5 1 1 3 9 0 0 1 } “ 十二五” 国家科技支撑计划项 目 2 0 1 1 B A E2 7 B 0 0 第一作者 ； 石妍 1 9 7 9 ～ ， 女 ， 河 南新乡人 ， 长江科学 院高级工程师 ， 博士． E ma i l s h i y a n ma i l ． c r s r i ． c n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 3 8 建筑材料学报 第 l 8 卷 3 界面过渡 区厚度与 C a OH 。 的富集程度有 关 C a OH z 富集越显著， 过渡 区厚度就越大 ， 其界 面力学性能越薄弱． 而骨料化学属性及物理性能 如 长期吸水率 将影响 C a OH 。 的富集． 参考 文献 [1] [2] [3] [ 4] [5] ACI c o mmi t t e e 2 0 9 1 9 9 2 ． Pr e d i c t i o n o f c r e e p， s h r i n ka g e a n d t e m p e r a t u r e e f f e c t s i n c o n c r e t e s t r u c t u r e s ， 2 0 9 R M a n u a l o f c o n c r e t e p r a c t i c e ， P a r t 1 1 8 ] ． TAS ONG W A， LYNSDALE C L， CRI PPS J C． Ag g r e g a t e c e me n t p a s t e i n t e r f a c e1I I n f l u e n c e o f a g g r e g a t e p h y s i c a l p r o p e r t i e s E J ] ． Ce me n t a n d C o n c r e t e R e s e a r c h ， 1 9 9 8 ， 2 8 1 0 1 4 5 3 - 1 4 6 5 ． RAO G A ， PRASAD B K R． I n f l u e n c e o f t h e r o u g h n e s s o f a g g r e g a t e s u r f a c e o n t h e i n t e r f a c e b o n d s t r e n g t h [ J ． Ce me n t a n d Co nc r e t e Re s e a r c h， 2 0 0 2， 3 2 2 2 5 3 2 5 7 ． 贾耀东 ， 谢永江 ， 朱长华． 国外混凝土 抗冻性控制 要求和 试验 方法综述口] ． 混凝 土， 2 0 0 5 6 2 4 2 8 ． J I A Ya o d o n g ， XI E Y o n g j i a n g 。 Z HU Ch a n g h u a ． Re q u i r e me n t a n d t e s t me t h o d o f c o n c r e t e f r o s t r e s i s t a nc e i n v a r i o u s c ou n - t r i e s [ J 2 ． C o n c r e t e ， 2 0 0 5 6 2 4 2 8 ． i n C h i n e s e P0W ERS T C． Vo i d s s p a c i n g a s a b a s i s f o r pr o d u c i n g a i r - e n t r a in e d c o n c r e t e E J ] ． AC I J o u r n a l P r o c e e d i n g s ， 2 0 0 2 ， 5 0 9 7 4 卜 7 6 0 ． [6] Z HANG D S ． Ai r e n t r a i n me n t i n f r e s h c o n c r e t e wi t h P F A E J 3 ． C e me n t a n d C o n c r e t e C o mp o s i t e ， 1 9 9 6 ， 1 8 6 z 4 0 9 4 1 6 ． [7] 杨华全 ， 周世 华 ， 苏 杰． 气 泡 参数 对引 气混 凝 土性 能的影 响 [ J 3 ． 水力发电 ， 2 0 0 9 ， 3 5 1 1 8 1 9 ， 9 8 ． YANG H u a q u a n， ZHOU S h i hu a， SU J i e ． Ef f e c t o f a i r v o i d p a r a me t e r s o n p r o p e r t i e s o f a i r e n t r a i n in g c o n c r e t e [ J ] ．Wa t e r P o we r ， 2 0 0 9， 3 5 1 1 8 1 9， 9 8 ． i n Ch i n e s e [8] 徐华轩． 测试龄期对混 凝土气孔 结构影 响的研究 [ J ] ． 铁道工 程学报 ， 2 0 1 0 5 6 7 7 1 ． XU Hu a x u a n ．Re s e a r c h o n i n f l ue n c e t e s t i n g a ge s o n p o r e s t r u c t u r e o f c o n c r e t e [ J ] ． J o u r n a l o f Ra i l wa y En g i n e e r i n g S o c i e t y， 2 0 1 0 5 6 7 - 7 1 ． i n Chi n e s e [9] 袁润章． 胶 凝材 料学 [ M] ． 2版． 武汉 武 汉工业 大学 出版社 ， 2 0 0 3 1 2 5 ． YUAN Yun z h a n g ． S c i e n c e o f c e me nt i t i o us ma t e r i a l s FM] ． 2 n d e d．W u h a nW uh a n Un i v e r s i t y of Te c h n o l o g y Pr e s s ， 20 0 3 1 2 5 ． i n Ch i n e s e [ 1 0 3 A L I G I Z A KI K K， RO OU M R． An a l y s i s o f i r o n o x i d e s a c c u mu l a t i n g a t t h e i n t e r f a c e b e t w e e n a g g r e g a t e a n d c e me n t p a s t e [ J 3 ． Ce me n t a n d C o nc r e t e Re s e a r c h， 2 0 00， 3 0 1 2 1 9 41 1 9 4 5 ． [ 1 1 2 陈霞． 外掺 氧化镁混凝土 的抗裂 特性及微细 观结 构研究[ D2 ． 武汉 武汉大学 ， 2 0 1 1 ． CHEN Xi a ． Cr a c k r e s i s t a nc e a n d me s o mi c r o s t r u c t u r e o f c o n c r e t e w i t h i n c o r p o r a t i o n o f l i g h t b u r n t Mg O[ D ] ． Wu h a n Wu h a n Un i v e r s i t y， 2 0 1 1 ． in Chi n e s e 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m