高性能混凝土的勻質性

混凝土的勻質性指的是不一樣單位體積混凝土之間各組分分布的均勻程度。當混凝土原材料組成及摻量相同時,其性能取決於勻質性的好與壞。混凝土是高度不勻質原材料,良好勻質性是高性能混凝土應該追求的目標。

由於混凝土外加劑的大量使用,混凝土的坍落度已從20年前的70~90mm發展到現在的180~200mm,甚至已經開始應用自密實混凝土。但流動性增加的同時,加大了混凝土勻質性下降,目前混凝土(尤其是泵送混凝土等)常摻加幾種外加劑和摻合料,各種組分之間的相容性不良問題也加重了勻質性不良的趨勢,甚至造成新拌混凝土離析、泌水情況發生,影響工程質量。

勻質性對混凝土微觀結構和細觀結構有很大影響,這主要是因為混凝土是一類由砂石骨料、水泥、水及其他外加原材料混合產生的非勻質原材料

由於混凝土施土和本身變形、約束等一係列原因,硬化的混凝土中存在著許多氣穴、微孔和界麵裂縫。氣穴主要是由混凝土內部殘留的氣體產生;微孔主要是混凝土硬化後多餘水分蒸發後留下的孔隙形成。界麵裂縫主要產生在水泥漿與粗骨料的過渡區部分微孔的連通部位。

如果勻質性不良,混凝土在配製時發生離析、泌水現象,粗骨料周圍會產生水膜,骨料底部的水膜更厚,所以,貼近粗骨料處的水灰比要比遠離粗骨料的區域水膠比高得多,水膜中即使有水泥顆粒也是極少量的。

當基體中水泥顆粒溶解時,絕大部分遷移性離子(如鈣離子、氫氧根、硫酸根和鋁酸鹽離子等)首先擴散於水膜中,並結晶產生氫氧化鈣和鈣磯石。由於水膜中的水膠比較高,在水膜中氫氧化鈣和鈣磯石等晶體生長幾乎不受限製,而且易在骨料表麵定向排列,使晶體孔隙增大,並有礙於C-S-H凝膠與骨料的接觸。由於離子濃度下降,水化生成的C-S-H凝膠也必然減少,使得凝膠與骨料表麵接觸點減少。

所以,界麵產生疏鬆的網絡結構,原始裂縫增多變大,界麵粘結強度下降,削弱了界麵結合效應。粗骨料表麵過渡區成為混凝土中的強度極限相,是最容易開裂,水最易滲透和最易受溶蝕的區域。混凝土的強度、抗滲、抗凍、耐蝕等重要性能常常因界麵上存在的缺陷而受到損失,甚至引起嚴重破壞。其中對於高強混凝土,勻質性不同時,各齡期強度有明顯差別,良好的勻質性可以使混凝土強度提高20%。

 

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