本文關(guān)鍵詞：早齡期水泥基材水化性能的相關(guān)性研究

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【摘要】：近年來(lái),工程建筑水平的提高帶動(dòng)著混凝土材料向著高強(qiáng)、高性能方向發(fā)展,同時(shí)導(dǎo)致高性能混凝土早期開(kāi)裂現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。裂縫的出現(xiàn)降低了混凝土使用性能和安全性,縮短了其使用壽命,高性能混凝土早期裂縫成因主要由收縮引起。為優(yōu)化高性能混凝土配合比,控制高性能混凝土早期收縮,提高其耐久性,需對(duì)高性能混凝土早期收縮原理進(jìn)行深入研究。電學(xué)性能是材料的基本屬性,通過(guò)對(duì)水泥基材電學(xué)性能的研究,結(jié)合早期水泥基材電阻率和自收縮變化,可探討采用電阻率法對(duì)早期自收縮性能進(jìn)行預(yù)測(cè)的可行性。本文以電阻率法為基本研究方法,測(cè)試了不同水泥基材料在不同水灰比和不同骨料摻量條件下的收縮和電阻率發(fā)展曲線,討論了各水化性能的內(nèi)在機(jī)理并對(duì)不同水化性能之間的相關(guān)性進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:測(cè)試了水灰比分別為0.3、0.35、0.4、0.45的四組水泥凈漿試件在7d齡期內(nèi)的化學(xué)收縮、自收縮和電阻率發(fā)展曲線。結(jié)果表明,水泥漿體單位水泥質(zhì)量化學(xué)收縮隨水灰比的增大而增大,而漿體試件自收縮和電阻率隨水灰比的增大而減小。自收縮測(cè)試結(jié)果顯示水灰比0.3和0.35的試件在7 d齡期內(nèi)體積呈現(xiàn)收縮一致性,而水灰比0.4和0.45的試件分別在7.7 h和16.8 h內(nèi)出現(xiàn)輕微膨脹;漿體早期體積變化主要由自收縮發(fā)展、強(qiáng)度發(fā)展(抑制收縮)和水化升溫導(dǎo)致熱脹三者耦合作用控制。P0.35試件電阻率微分曲線出現(xiàn)了三個(gè)峰值點(diǎn),從左到右分別代表電阻率由降轉(zhuǎn)升、AFt轉(zhuǎn)化為AFm(水化產(chǎn)物包裹層破裂),以及水化高峰期結(jié)束三個(gè)典型水化過(guò)程。根據(jù)三個(gè)峰值點(diǎn)并結(jié)合水泥漿體電阻率曲線可以將水泥漿體早期水化過(guò)程分為溶解期、誘導(dǎo)期、水化加速期和水化減速期四個(gè)階段。自收縮與化學(xué)收縮關(guān)系表明水泥漿體早期自收縮值與化學(xué)收縮值相差兩個(gè)數(shù)量級(jí),化學(xué)收縮造成的內(nèi)部孔隙只有少部分能產(chǎn)生對(duì)漿體宏觀體積有影響的自收縮;同時(shí)二者之比受齡期影響不大,受水灰比影響較大,水灰比越小,自收縮與化學(xué)收縮比值越大。自收縮(ε)和電阻率(ρ)的數(shù)學(xué)關(guān)系ε=aebρ表明水泥漿體自收縮相對(duì)電阻率呈現(xiàn)指數(shù)函數(shù)變化,且隨著水灰比的增大,系數(shù)a減小、b增大。表明采用電阻率法對(duì)水泥漿體早期自收縮進(jìn)行定量預(yù)測(cè)具有較強(qiáng)的可行性。測(cè)試了水灰比為0.4、骨料體積分?jǐn)?shù)分別為0、10%、30%和50%的混凝土在7d齡期內(nèi)的電阻率和自收縮變化。結(jié)果表明,骨料摻量的增加會(huì)增大混凝土電阻率;電阻率微分曲線顯示骨料摻量大的混凝土電阻率在溶解期表現(xiàn)為較快的下降速率和后期較快的上升速率;7d齡期總電阻率與骨料摻量呈指數(shù)正相關(guān)。混凝土自收縮隨骨料摻量增大而減小;骨料體積大于30%時(shí)對(duì)混凝土1d內(nèi)的自收縮抑制作用明顯。同一混凝土試件自收縮相對(duì)電阻率具有與水泥漿體一致的指數(shù)函數(shù)關(guān)系,且系數(shù)a、b均隨骨料摻量增大而減小,論證了采用電阻率法預(yù)測(cè)早齡期水泥基材自收縮趨勢(shì)的正確性和可行性。測(cè)試了骨料粒徑范圍分別為5-10mm和10-20mm、骨料體積分?jǐn)?shù)分別為10%、30%、50%的混凝土7d齡期內(nèi)的電阻率和自收縮發(fā)展曲線;采用顯微硬度儀測(cè)試了骨料體積分?jǐn)?shù)為30%時(shí)不同粒徑骨料混凝土7天齡期的界面過(guò)渡區(qū)厚度并對(duì)試件界面過(guò)渡區(qū)體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行了理論計(jì)算。結(jié)果表明,不同骨料粒徑混凝土內(nèi)單個(gè)骨料周圍界面過(guò)渡區(qū)厚度均為0.05mm。骨料摻量相同時(shí),混凝土界面過(guò)渡區(qū)體積分?jǐn)?shù)隨骨料粒徑的減小而增大,同時(shí)界面過(guò)渡區(qū)體積分?jǐn)?shù)越大,混凝土電阻率越小,自收縮越大。而隨著骨料摻量的增加,不同骨料粒徑混凝土界面過(guò)渡區(qū)體積分?jǐn)?shù)差距減小,對(duì)混凝土水化性能的影響也減小。
【關(guān)鍵詞】：水泥基材料 水泥水化 化學(xué)收縮 自收縮 電阻率 界面過(guò)渡區(qū)
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ172.1;TU528
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第1章 緒論13-29
• 1.1 混凝土收縮性能研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2 混凝土的收縮種類和收縮機(jī)理14-21
• 1.2.1 化學(xué)收縮15-16
• 1.2.2 自收縮16-19
• 1.2.3 溫度收縮19
• 1.2.4 干燥收縮19-20
• 1.2.5 碳化收縮20-21
• 1.3 混凝土各組分對(duì)自收縮性能的影響21-24
• 1.3.1 水泥21
• 1.3.2 礦物摻合料21-23
• 1.3.3 骨料23-24
• 1.4 電學(xué)方法在混凝土研究中的應(yīng)用24-26
• 1.4.1 無(wú)電極電阻率測(cè)定儀24-25
• 1.4.2 電阻率法的應(yīng)用25-26
• 1.5 本論文選題背景及意義26-27
• 1.6 論文研究?jī)?nèi)容27-29
• 第2章 原材料與測(cè)試方法29-33
• 2.1 原材料29
• 2.1.1 水泥29
• 2.1.2 粗骨料29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法29-33
• 2.2.1 凝結(jié)時(shí)間29
• 2.2.2 化學(xué)收縮29-30
• 2.2.3 自收縮30-31
• 2.2.4 電阻率31
• 2.2.5 界面過(guò)渡區(qū)31-33
• 第3章 早齡期水泥漿體水化性能相關(guān)性研究33-43
• 3.1 凝結(jié)時(shí)間33
• 3.2 化學(xué)收縮33-34
• 3.3 自收縮34-37
• 3.4 電阻率37-39
• 3.5 化學(xué)收縮和自收縮的定量關(guān)系39-40
• 3.6 導(dǎo)電性能和自收縮相關(guān)性40-42
• 3.7 本章小結(jié)42-43
• 第4章 骨料含量對(duì)混凝土水化性能影響43-51
• 4.1 骨料摻量對(duì)混凝土電阻率的影響43-46
• 4.1.1 試驗(yàn)方法及配合比43-44
• 4.1.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析44-46
• 4.2 骨料摻量對(duì)混凝土自收縮的影響46-47
• 4.2.1 試驗(yàn)方法及配合比46
• 4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析46-47
• 4.3 混凝土電阻率與自收縮相關(guān)性47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-51
• 第5章 骨料粒徑對(duì)混凝土水化性能的影響51-63
• 5.1 骨料粒徑對(duì)混凝土界面過(guò)渡區(qū)的影響51-57
• 5.1.1 混凝土界面過(guò)渡區(qū)體積的測(cè)定52
• 5.1.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析52-54
• 5.1.3 不同骨料粒徑混凝土界面過(guò)渡區(qū)體積分?jǐn)?shù)計(jì)算54-57
• 5.2 骨料粒徑對(duì)混凝土電阻率的影響57-59
• 5.3 骨料粒徑對(duì)混凝土自收縮的影響59-61
• 5.4 本章小結(jié)61-63
• 第6章 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 結(jié)論63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況71-73
• 致謝73

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