采 用 不 同 配 合 比 的 混 凝 土 试 件 标 准 养 护 28d后,用 Autocalm 表面渗透性测试仪检测混凝土 表面层的渗水系数,研究表层渗水性能的影响因素及 其作用规律。研究发现,水灰比对混凝土的表层渗水 性能有较大影响,C2混凝土的表层渗水系数是 C1的 0.59倍,C3是 C1的0.31倍,水灰比与表层渗水系数 之间存在线性关系;粉煤灰的掺入,一方面由于填充效 应会降低混凝土的表层渗水系数,另一方面由于延缓 水泥浆体水化会增大表层的渗水系数,粉煤灰对表层 渗透性能的影响是这两方面相互作用的结果;粉煤灰 掺入比例为15%时,与普通混凝土相比,表层渗水系 数减小,掺量达到30%时,表层渗水系数和普通混凝 土几乎相同。 关键词: 表层渗水系数;粉煤灰;孔结构;Autocalm; 影响因素 中图分类号: TU528 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.18.006 1 引 言 混凝土是目前最常用的建筑材料,是一种复杂的 多孔介质。环境中的有害离子会通过混凝土表层向结 构内部传输[1-2],与水泥水化浆体发生一系列物理和化 学反应,从而引起混凝土结构的耐久性问题。关于混 凝土的渗透性,国内外学者做了很多研究,主要集中在 氯离子的扩散方面,如 Buenfeld等提出了考虑扩散和 毛细管两种方式共同作用的氯离子渗透模型[3];Bod- dy等提出的模型考虑了渗透、扩散、毛细管作用等多 种机理[4];Nillson提出了在非饱水混凝土中扩散和对 流的共同作用下离子在混凝土中的侵入过程模型[5]。 在有害离子的扩散和渗透过程中,水分的作用至 关重要[6-8],首先,水分迁移本身会导致混凝土有效应 力的变化,其次,水也是侵蚀性介质(如氯盐、硫酸盐 等)迁移进入混凝土内的载体,最后,水是破坏发生的 必要条件和许多失效模型建立的基础[9-10]。混凝土结 构服役后,水泥浆体的水化过程和结构性能会受到所 处环境的影响,通过表层与环境发生物质交换[11-12],环 境中的气态或液态水会改变混凝土表层的饱和度和含 水量,水分再由表层向内部传输。本文通过 Autocalm 表面渗透性测试仪检测不同配合比混凝土试件的表层 渗水系数,分析了混凝土表层渗水系数的主要影响因 素和作用规律,对研究水分在混凝土内部的传输过程 和机理有重要的意义。 2 实 验 2.1 原材料和配合比 水泥:深圳海星小野田水泥有限公司生产的普通 硅酸盐水泥(P.O.42.5)化学成分见表1。细集料:河 砂,细度模数为2.61,表观密度为2632kg/m3。粗集 料:制备混凝土用的石子为深圳安托山采石场的碎石, 公称粒径为5~20mm,表观密度为2700kg/m3。 普通混凝土采用3种水灰比,分别为0.38,0.47 和0.53。实验中考虑矿物掺合料的作用,粉煤灰的质 量取代量分别为15%和30%,混凝土的配合比见表2。 表1 水泥的化学组成 Table1Chemicalcompositionsofcementitiousmate- rials 化学成分 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO f-CaO 烧失量 含量/% 63.22 18.96 6.05 3.42 1.21 0.56 3.07 表2 混凝土配合比(kg/m3) Table2Mixproportionsofconcretespecimens (kg/m3) 编号 水泥 砂子 石头 粉煤灰 水 水胶比 C1 396 718 1076 0 210 0.53 C2 409 720 1079 0 192 0.47 C3 454 729 1094 0 173 0.38 CF15 348 697 1054 61 192 0.47 CF30 286.3 689 1041 123 192 0.47 2.2 试试件件尺制寸作为和1检00测mm 的立方体块,标准养护28d 后,采用表面渗透性测试仪(Autocalm)研究混凝土表 面层的渗水特性。20世纪90年代,Basheer标准化了 整个实验过程,并实现了实验的自动化,因此这个实验 被称作 Autoclam 实验,如图1所示。实验前将试件

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