孔径分布对混凝土收缩的影响

1. Aly1 and J. G. Sanjayan2

摘要：本文介绍了掺渣水泥混凝土孔隙结构对混凝土干燥后收缩行为的影响。研究的参数是混合物中的固化长度（1天和7天固化），炉渣和石膏含量。通过汞压入孔隙率测定和氮气吸附技术试验研究了孔结构分析。结果表明，与0％，35％，50％的渣混合物相比，65％的7天固化混凝土的收缩率最低。这归因于在这些混凝土中干燥时形成半月板的最高孔半径。人们发现在炉渣混合物中添加石膏可以减少纳米孔（在4至20nm孔径范围内）并降低中孔的比例。较高比例的中孔和较低的弯月孔半径值可以解释用含有0％添加石膏的65％矿渣水泥制成的混凝土干燥收缩率的增加。

DOI: 10.1061/(ASCE)0899-1561(2010)22:5(525)

CE数据库主题标题：脱水;收缩;孔径分布;混凝土。

作者关键词：干燥;收缩;孔径分布;混凝土。

介绍

干燥对混凝土的收缩程度和应力状态有显著影响（Jennings和Xi 1993; Grasley和Lange 2004; Gawin等人2007）。干燥速度主要取决于微观结构，而微观结构又受到水泥材料类型的影响，特别是如果它们含有补充的水泥材料如炉（Kanna等，1998）。由于（Zhou2006b等人）的早期反应速率相对较慢，与普通波特兰ce-ment OPC产品相比，水合矿渣混合的ce-ment产品的机械性能发展较慢。因此，矿渣混凝土中的孔隙系统随着水化程度的变化而变化，与OPC混凝土的速率不同（Anwar 2004）。炉渣大大改善了硬脑膜通过孔隙细化混凝土的坚韧性，并具有capa持续长期火山灰反应或水合作用的能力（Swamy 1997; Hooton 2000）。这是由于炉渣的水化（Manmohan和Mehta 1981），这是炉渣和氢氧化钙之间的反应（起源于港口水化期间）土地水泥）形成硅酸钙水合物（CSH）凝胶填充毛孔。许多研究人员报告说，矿渣混凝土具有比OPC混凝土更细的孔径分布（PSD）（Manmohan和Mehta 1981; Roy和Idorn 1985; Zhou等人，2006a）。

随着炉渣替代的增加，OPC /矿渣混凝土的PSD变得更精细（Gjorv和Vennesland，1979; Aldea（2000）Geiseler（1995）等人）报道，由于毛细孔体积和孔隙连续性的减少，以及浆料密度的增加，混凝土中矿渣含量的增加导致混凝土对氯离子渗透的渗透性降低。

文献中提出了三种不同的微观结构模型来解释混凝土的收缩行为，即：Powers模型（Powers 1968）;Feldman-Sereda模特（费尔德曼和塞雷达1968年）;和慕尼黑模型（Wittmann 1973）。该机制的确切性质受到这些模型之间的争论。然而，他们都认识到孔隙结构在与干燥相关的变形中起作用的重要性。发现干燥收缩的程度受CSH凝胶和PSD的特征的影响很大（Wittmann 1973; Garci Juenger和Jennings2⑻2）。Parrott（1981）的研究表明，即使在适度干燥的情况下，水合水泥中的多孔凝胶也会收缩。凝胶的收缩似乎是由于小孔的体积减小而发生的，而总孔隙率没有任何变化。Pentala和Rautanen（1990）得出结论，高强度和普通强度混凝土的初始蠕变和收缩率受到外部环境损失的可蒸发水量的控制。从这些研究中可以清楚地看出，混凝土的孔隙结构会影响收缩年龄行为（Garci Juenger和Jennings，2002; Zhou等，2006a）。然而，有关矿渣和石膏含量对微孔结构和收缩行为影响的现有数据不足以得出任何一般结论。