應(yīng)力作用下水泥基材料碳化和滲透特性研究.pdf

1、混凝土的耐久性一直是水泥混凝土科學(xué)界和工程界最為關(guān)注的問題之一,近年來其研究已經(jīng)從單一劣化因素轉(zhuǎn)向多種劣化因素對(duì)混凝土耐久性的影響.由于實(shí)際工程中的混凝土結(jié)構(gòu)均承受不同類型的荷載和帶有不同寬度的微裂縫,故該文考慮選取外荷載引起的壓應(yīng)力對(duì)普通混凝土滲透性的影響,彎曲應(yīng)力對(duì)砂漿、凈漿碳化深度的的影響以及在帶有裂縫狀態(tài)下水泥基材料的滲透和自愈現(xiàn)象開展了部分實(shí)驗(yàn)研究,同時(shí)通過對(duì)混凝土、砂漿及凈漿系列水泥基試件的碳化和滲透實(shí)驗(yàn)比較,從微觀角度對(duì)碳

2、化和滲透、自愈現(xiàn)象的一些機(jī)理也做了初步研究.通過水的滲透試驗(yàn)可以觀察到有外部壓應(yīng)力的存在會(huì)使混凝土的滲透性有明顯改變.在應(yīng)力比小于0.6的情況下,混凝土的滲透系數(shù)會(huì)隨著應(yīng)力比的增加而減小,減小的規(guī)律可用式K=K<,0>·e<'-aη>表示.當(dāng)應(yīng)力比大于0.6以后,混凝土的滲透系數(shù)會(huì)明顯增加,但增加幅度未超過一個(gè)數(shù)量級(jí).混凝土的滲透穩(wěn)定性則表現(xiàn)為滲透系數(shù)會(huì)隨滲透時(shí)間增加而減小,減小的趨勢(shì)是起初的40~60小時(shí)內(nèi)下降最快,其后愈來愈平緩,其

3、規(guī)律可用公式K=(a+ct)/(1+bt)來表示.帶有裂縫試件水的滲透試驗(yàn)表明:單位時(shí)間通過裂縫的滲透水量會(huì)隨著滲透時(shí)間增加而減小,在滲透實(shí)驗(yàn)開始的三周內(nèi)減小幅度最大,其后趨緩.水力梯度、裂縫寬度、滲流時(shí)間、試件品種均對(duì)自愈程度有比較大的影響.對(duì)試件裂縫中沉積的白色物質(zhì)做SEM、XRD分析得出其成份主要為CaCO<,3>,CaCO<,3>堵塞裂縫應(yīng)該是引起自愈現(xiàn)象的主要原因;CaCO<,3>的生成包括表面反應(yīng)和擴(kuò)散反應(yīng)兩個(gè)階段,這在一定

4、程度上解釋了自愈現(xiàn)象先快后慢和自愈幅度砂漿>混凝土>凈漿.外部彎曲應(yīng)力會(huì)加速水泥石和水泥砂漿的碳化過程,這可能與受拉區(qū)域碳化收縮受到限制有關(guān);彎曲應(yīng)力作用下水泥石和水泥砂漿的碳化動(dòng)力學(xué)過程可用式x=C<,0>e<'un>t<'b>描述.根據(jù)滲透實(shí)驗(yàn)、孔結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果可以得出:碳化降低了水泥石和水泥砂漿總孔隙率并細(xì)化了孔徑,其原因是由于碳化生成的碳酸鈣在毛細(xì)孔中沉積,將大的毛細(xì)孔分割成小孔所致.因此碳化將會(huì)降低水泥石和水泥砂漿的滲透性,滲