低水膠比水泥基材料的水穩(wěn)定性及機理.pdf

1、低水膠比水泥基材料（LWBRCM）是一種新型的水泥基復合材料，在國防、核電、海洋平臺等特種工程中具有重要的戰(zhàn)略意義。通常，LWBRCM具有水膠比極低(<0.20)、膠凝材料用量高等特點，由此導致未水化水泥顆粒含量高等突出問題。在潮濕或水環(huán)境下，外界水分進入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，導致未水化的水泥顆粒繼續(xù)水化而誘發(fā)膨脹開裂，影響混凝土的長期服役性能（即水穩(wěn)定性問題）。目前，低水膠比水泥基材料的水穩(wěn)定性仍是一個具有較多爭議性的話題，對其內(nèi)部未水化水

2、泥顆粒的危害尚未引起足夠的重視。此外，評價水穩(wěn)定性的方法大多沿用B. Hillemeier采用的高溫水浴法，養(yǎng)護溫度過高（>=80℃），不能排除二次鈣礬石膨脹的危害，可能會夸大混凝土的水穩(wěn)定性問題。評價指標方面，主要通過測定強度損失率、相對超聲波聲時值、抗凍性和抗水滲透性，以及統(tǒng)計混凝土試塊表面裂紋的數(shù)目和寬度來評定混凝土的水穩(wěn)定性。未水化水泥顆粒后期繼續(xù)水化對低水膠比水泥基材料的體積穩(wěn)定性、抗氯鹽侵蝕、抗碳化等其他耐久性指標的影響，仍

3、舊需要繼續(xù)研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①低水膠比水泥基材料在外部水環(huán)境下的損傷過程可以分為兩個階段：a.密實階段，未水化水泥顆粒繼續(xù)反應(yīng)生成后期水化產(chǎn)物，不斷填充空隙、裂縫、孔洞等缺陷，直至孔隙內(nèi)填充物的膨脹應(yīng)力開始破壞孔隙外壁；b.微裂紋擴展階段，即不均勻膨脹致使裂紋開始出現(xiàn)并擴展，裂紋中的Ca(OH)2被碳化，使表面裂紋張開，表面腐蝕，水分大量進入水泥基材料內(nèi)部。②水灰比越低，水泥凈漿試塊90d的水穩(wěn)定性現(xiàn)象越嚴重。其90

4、d的化學結(jié)合水量增長率、膨脹值、抗折強度損失率和抗壓強度損失率均隨水灰比的降低而增大。③相同養(yǎng)護溫度下，水泥凈漿試塊相同位置處的化學結(jié)合水量隨養(yǎng)護齡期的增大而增大，這說明水泥凈漿中的未水化水泥顆粒參與了后期的繼續(xù)水化反應(yīng)；且距離水分侵入端越近，水泥凈漿試塊同一齡期的化學結(jié)合水量和Ca(OH)2含量越大，存在外界水分自外向內(nèi)的遷移過程。④結(jié)合MIP和BSEM結(jié)果分析證明，未水化水泥顆粒參與了后期的繼續(xù)水化反應(yīng)，并導致水泥石內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫，