水泥细度与组成成分对混凝土收缩性能影响研究

摘要

混凝土工程早期裂缝是备受关注、带有普遍性的问题。导致混凝土结构裂缝的原因很多，其中，收缩是主要诱导因素。据统计，收缩引起的混凝土裂缝占总裂缝的80％以上。水泥细度与组成成分对混凝土拌合物的工作性、收缩行为及耐久性具有重要影响。本文主要研究水泥细度与组成组分对混凝土收缩性能的影响规律，以期为工程用水泥细度的上限值控制及相关标准修订提供技术基础。
　　通过集中约束平板法研究水泥细度与组成成分对混凝土开裂总面积的影响并进行定性评价；采用非接触式激光位移传感器定量检测混凝土早期收缩；参考国家相关标准试验方法分析水泥细度与组成成分对混凝土干缩、徐变的影响规律；利用TAMAIR、BET氮吸附、X射线衍射(XRD)方法，分别研究水泥水化热、孔结构及水泥水化产物。研究表明：
　　①水泥细度在限定范围(275m2/kg～441m2/kg)内，水泥比表面积增大，水泥水化放热速率加快，水化热增大，水化放热峰值出现时间提前。
　　②水泥比表面积在一定范围(275m2/kg～400m2/kg)内，随水泥比表面积提高，混凝土塑性裂缝总面积、塑性收缩、干缩有增大趋势；用同一细度水泥配制的混凝土，在同龄期内其干缩随着水灰比的增大而增长，水灰比对混凝土干缩的影响程度大于水泥细度。
　　③在275m2/kg～441m2/kg范围内，混凝土徐变应变和徐变度随着水泥细度增大呈减小趋势，特别是当水泥比表面积提高到441m2/kg时，混凝土徐变应变和徐变度显著下降；增长养护龄期能够明显降低混凝土徐变。
　　④水泥碱含量在0.4%～1.2%范围内，随着水泥碱含量的增加，单位水泥水化放热速率和峰值有增长趋势，峰值出现时间得以提前；混凝土塑性收缩、干缩及徐变随碱含量的提高呈增大趋势；当水泥碱含量在0.8%时，混凝土塑性裂缝总面积最小；碱含量提高，水泥石总孔体积、平均孔径和最可几孔径增大，小于20nm孔体积分数减小；碱含量增加，水泥硬化体内部C-S-H、β-C2S峰值降低，γ-C2S峰值相对升高，CH晶体即Ca(OH)2峰值变化不大。
　　⑤在本实验条件下，粉煤灰和矿粉能够降低混凝土干缩；不同细度水泥混凝土在粉煤灰和矿粉掺量变化时，表现出很大差异的干缩行为，即不同细度水泥混凝土的矿物掺合料的适宜掺量不同。

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1 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 水泥细度及组成成分对混凝土性能影响研究现状

1.3 混凝土的收缩及形成机理

1.4 本课题研究目的和内容

2 原材料和试验方法

2.1 原材料

2.2 试验仪器及方法

3 水泥细度与组成成分对混凝土塑性收缩及开裂的影响

3.1 水泥细度对混凝土塑性收缩及开裂的影响

3.2 水泥碱含量对混凝土塑性收缩及开裂的影响

3.3 本章小结

4 水泥细度与组成成分对混凝土干燥收缩的影响

4.1 水泥细度对混凝土干燥收缩的影响

4.2 水泥碱含量对混凝土干燥收缩的影响

4.3 混合材种类及掺量对不同细度水泥混凝土干燥收缩影响

4.4 本章小结

5 水泥细度与组成成分对混凝土徐变的影响

5.1 水泥细度对混凝土徐变的影响

5.2 水泥碱含量对混凝土徐变的影响

5.3 本章小结

6 细度及组成成分对水泥水化热和水泥石微观结构的影响

6.1 细度及组成成分对水泥水化热的影响

6.2 水泥碱含量对水泥石孔结构的影响

6.3 水泥碱含量对混凝土水化产物的影响

6.4 本章小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 建议与展望

致谢

参考文献

附 录