高性能混凝土抗冻性与孔结构的关系

1、高性能混凝土抗冻性与孔结构的关系1、 混凝土配制：本文配制了强度等级为C60的高强混凝土作为对比基准,在此基础上配制了高性能混凝土。混凝土配合比见表1。在上述混凝土配合比中,D-60表示基准高强混凝土,H-60表示高性能混凝土,D-60水泥用量与H-60总胶结料用量相等。2、 混凝土抗压强度本文测试了一直到龄期90d的混凝土抗压强度,结果见表2。3 冻融试验结果分析鉴于H-60的性能优势在后期,本文的冻融试验在试件标准养护56d后开始。试验中测试混凝土试件的抗压强度损失率、抗折强度损失率、动弹性模量损失率。试验中当抗压强度损失率大于25%或动弹性模量损失率大于40%(也就是

2、说相对动弹性模量小于60%)时,即认为混凝土已破坏。试验结果见图1图3。从图1图3可以看出,在冻融循环过程中,H-60混凝土的抗压强度损失率、抗折强度损失率、动弹性模量损失率均显著低于基准混凝土D260,且H260与D260各项损失率的差距在冻融后期更为明显,这说明H-60混凝土耐久性劣化速度小于D-60混凝土。D-60在冻融250次后动弹性模量损失率(39、2%)已接近40%,说明耐久性即将失效,此时抗压强度损失率(23、5%)也已接近于25%,所以D-60在盐溶液中耐冻融次数约250次。在250次循环之后,D-60混凝土试件表面已出现明显裂纹,冻融至300次时,试件表面裂纹已发展为较宽的裂

3、缝,且沿裂缝开始出现剥落。而H-60直到300次循环时,试件外观也无明显变化,其抗压强度损失率、动弹性模量损失率均远小于破坏临界指标要求,由此可以认为,H-60在盐溶液中耐冻融次数大于300次,依此,相比于基准混凝土D-60,可视其为具有高抗冻性的高性能混凝土。4 混凝土孔结构变化与冻融耐久性的关系孔结构是混凝土细观结构的重要内容,它直接影响混凝土的许多性能,如强度、变形性能及耐久性4。本文选用光学显微镜测孔法和压汞法对混凝土孔结构进行测试。5 硬化混凝土气孔检测仪孔结构测试硬化混凝土气孔检测仪可测试混凝土中的圆形气孔。本文选用济南生产的VISION208硬化混凝土检测仪。

4、通过VISION208硬化混凝土含气量检测仪获得的图片示例本文采用图像法进行显微测孔。测量时,记录气孔总数、气孔弦长、浆线长和测线总长便可计算出有关气孔的参数，测试了标养56d的混凝土。测试结果如表3所列。中国水科院和交通部一航局科研所等单位的大量试验结果表明,硬化混凝土气孔平均间距系数不超过0.300mm时,混凝土抗冻等级即可达F300。由表3可见,基准混凝土D-60的气孔平均间距系数大于0.300mm,故抗冻性较差;而高性能混凝土H-60的气孔平均间距系数小于0.250mm,所以具有良好的抗冻性。由表3还可看出,H-60与D-60相比,气孔平均弦长降低,但含气量和气孔比表面积增大,说明H-60孔隙率增大,但增加的是微小孔隙,这些微小孔可有效缓冲冻融破坏应力,无疑对混凝土的抗冻性有利。形成上述孔结构特征的原因是H-60中掺入了优质引气剂,引入了微细气孔;且粉煤灰尤其是硅灰的细小颗粒及“二次水化”反应的产物填充了较大孔隙,进一步使大孔减少,微小孔增多,改善了混凝土孔结构,提高了混凝土抗冻耐久性。6结论1)由于掺入优质引气剂、高效减水剂等外加剂及优质矿物掺合料,高性能混凝土形成了有利于改善抗冻耐久性的孔结构:大孔减少,小孔、微孔增多,孔分布均匀。2)在冻融循环试验之后,混凝土孔结构发生劣化,平均孔径和总比孔容增大,说明混凝土中大孔含量增加。这是混凝土耐久性发生劣化的内在机理。