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文檔簡介
1、水泥混凝土材料是一種由硬化水泥石、骨料、孔隙、摻合料等物相組成的非均質(zhì)多相復(fù)合材料。當(dāng)水泥混凝土材料服役于溫度劇烈變化的環(huán)境中時,其內(nèi)部各相組分會產(chǎn)生不同大小的熱變形,這些熱變形由于物相間的熱變形特性的差異而相互擠壓拉伸形成熱應(yīng)變,使得水泥混凝土的界面過渡區(qū)產(chǎn)生微裂紋,從而對材料的宏觀力學(xué)性能和微觀耐久性能構(gòu)成影響。本文主要針對我國內(nèi)蒙古地區(qū)大溫差環(huán)境下的水泥混凝土材料由于反復(fù)的溫度起伏導(dǎo)致劣化(以下簡稱“溫差劣化”)損傷的現(xiàn)象進(jìn)行試驗
2、研究。在實驗室環(huán)境下模擬研究水泥混凝土材料在大溫差環(huán)境(35℃~85℃)的溫差劣化損傷現(xiàn)象及破壞機理。利用宏觀和微觀測試手段研究水泥混凝土材料內(nèi)部水泥石、骨料的組分熱變形特性,通過摻入粉煤灰、硅灰和苯丙乳液等摻合料對其進(jìn)行改性,從而找到并適應(yīng)于這種大溫差環(huán)境下的低溫度敏感性混凝土的制備技術(shù)。得到的主要結(jié)論如下:
(1)通過試驗?zāi)M大溫差環(huán)境,發(fā)現(xiàn)水泥混凝土材料中的水泥石和骨料的熱變形特性,包括熱應(yīng)變和熱膨脹系數(shù),均存在較大
3、差異。大溫差循環(huán)作用會使水泥混凝土材料的界面過渡區(qū)出現(xiàn)裂紋損傷。裂紋寬度會隨著大溫差循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸擴(kuò)展。與此同時,水泥混凝土材料的抗壓強度會大幅損失。
(2)水泥石的熱變形特性可以由添加粉煤灰、硅灰和苯丙乳液等摻合料而得到調(diào)控和改善。在35℃~85℃時,這三種摻合料的添加均能不同程度的降低水泥石的熱應(yīng)變和熱膨脹系數(shù)。
(3)粉煤灰改善水泥石熱變形特性主要由于其添加可以增大水泥石的孔隙率,水泥石孔結(jié)構(gòu)得到
4、改善使得其熱膨脹系數(shù)得到降低;硅灰改善水泥石熱變形特性主要由于其添加可以與水泥石內(nèi)部的氫氧化鈣反應(yīng)生成水化硅酸鈣凝膠并降低氫氧化鈣含量從而降低了水泥石的熱膨脹系數(shù);苯丙乳液改善水泥石熱變形特性主要是由于其添加可以在水泥石內(nèi)部形成聚合物薄膜,增強了材料的韌性,由此也降低了水泥石的熱膨脹系數(shù)。
(4)可以通過試驗設(shè)計制備特定大小熱膨脹系數(shù)的水泥石,使混凝土組成材料之間達(dá)到相當(dāng)程度的熱膨脹協(xié)調(diào)性,從而制備得到對溫度變化敏感性較低
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