應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界和工程界最為關注的問題之一,近年來其研究已經(jīng)從單一劣化因素轉向多種劣化因素對混凝土耐久性的影響.由于實際工程中的混凝土結構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力對普通混凝土滲透性的影響,彎曲應力對砂漿、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)象開展了部分實驗研究,同時通過對混凝土、砂漿及凈漿系列水泥基試件的碳化和滲透實驗比較,從微觀角度對碳

2、化和滲透、自愈現(xiàn)象的一些機理也做了初步研究.通過水的滲透試驗可以觀察到有外部壓應力的存在會使混凝土的滲透性有明顯改變.在應力比小于0.6的情況下,混凝土的滲透系數(shù)會隨著應力比的增加而減小,減小的規(guī)律可用式K=K<,0>·e<'-aη>表示.當應力比大于0.6以后,混凝土的滲透系數(shù)會明顯增加,但增加幅度未超過一個數(shù)量級.混凝土的滲透穩(wěn)定性則表現(xiàn)為滲透系數(shù)會隨滲透時間增加而減小,減小的趨勢是起初的40~60小時內下降最快,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表明:單位時間通過裂縫的滲透水量會隨著滲透時間增加而減小,在滲透實驗開始的三周內減小幅度最大,其后趨緩.水力梯度、裂縫寬度、滲流時間、試件品種均對自愈程度有比較大的影響.對試件裂縫中沉積的白色物質做SEM、XRD分析得出其成份主要為CaCO<,3>,CaCO<,3>堵塞裂縫應該是引起自愈現(xiàn)象的主要原因;CaCO<,3>的生成包括表面反應和擴散反應兩個階段,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.外部彎曲應力會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;彎曲應力作用下水泥石和水泥砂漿的碳化動力學過程可用式x=C<,0>e<'un>t<'b>描述.根據(jù)滲透實驗、孔結構分析的結果可以得出:碳化降低了水泥石和水泥砂漿總孔隙率并細化了孔徑,其原因是由于碳化生成的碳酸鈣在毛細孔中沉積,將大的毛細孔分割成小孔所致.因此碳化將會降低水泥石和水泥砂漿的滲透性,滲