《多孔細集料對混凝土自收縮的減縮效果及其表征》是依託哈爾濱工業大學，由董淑慧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多孔細集料對混凝土自收縮的減縮效果及其表征
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：董淑慧
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
當前，高強、高性能混凝土在工程中大量套用，其較低的水膠比使得混凝土早期自收縮顯著，極易導致混凝土開裂。本項目主要研究預濕多孔細集料粒徑、孔結構、吸水釋水能力、摻量等對混凝土自收縮的影響；根據多孔細集料自身特徵，藉助圖像採集、有限元分析軟體等構建其在混凝土中的空間分布模型，提出多孔細集料顆粒表面間距的計算模型與方法；通過試驗與模擬多孔細集料引入水分向水泥漿體（石）內部的遷移擴散過程，確定多孔細集料所含水分對水泥石起到自養護作用的有效釋水距離；最終得到多孔細集料對混凝土的自養護減縮作用效率與表征方法，以及消除混凝土自收縮實際所需用水量計算模型。為實現混凝土自收縮的可控性、量化設計及套用提供依據。
結題摘要
當前，具有低水膠比、較高膠結材料用量的混凝土在土木工程中大量套用，帶來高強高性能的同時，也帶來了高自收縮這一負面影響。由於低水膠比混凝土的高緻密性和高抗滲性，外部水分很難進入到混凝土內部，即使處於水中養護狀態下，仍會發生自乾燥現象，因此，本項目主要研究了混凝土內部相對濕度與自收縮率之間的關係，及多孔細集料對混凝土自養護減縮效率的表征方法。研究結果表明：採用預含水陶砂可以明顯減小混凝土早期自收縮，陶砂預飽水程度越高、取代率越高，混凝土自收縮降低越顯著；自乾燥條件下，隨著預飽水陶砂摻量的增加，混凝土內部相對濕度隨齡期降低速率逐漸減小，96h普通混凝土內部相對濕度＜80%，陶砂取代率≥40%時，120h混凝土內部相對濕度仍＞90%；自乾燥狀態下，混凝土自收縮的大小與相對濕度降低值之間具有顯著相關性，可以用二項式方程描述；預濕陶砂的摻入可以提高水泥水化程度、界面區水泥石顯微硬度，細化孔結構，在距離界面50µm以內，預飽水陶砂對水泥石有顯著增強作用，可以改變距界面60μm以內水泥石的鈣矽質量比；得出了受陶砂自養護作用的水泥石體積計算公式，當混凝土中細骨料採用預飽水陶砂時，在界面區60μm厚度範圍內受到顯著自養護作用的水泥石體積約為水泥石總體積的10%；自養護材料的減縮效果可用自養護材料顆粒水分的有效作用距離和自養護材料顆粒表面間距來表征，得出了水分臨界作用距離和顆粒表面間距的計算公式，預飽水陶砂摻量為50%時，陶砂的顆粒表面間距為417μm，自養護減縮效率為98.2%，受自養護作用的水泥石體積百分率為44.7%，實測自乾燥條件下，120h時混凝土內部相對濕度＞90%，混凝土基本不發生自收縮現象。可見，採用自養護方法是解決低水膠比混凝土自收縮問題的有效手段，設計混凝土材料組成時，可以採用本研究結果來計算為消除混凝土自收縮所需的自養護材料質量。
