预拌补偿收缩混凝土压拉力学性能及微观结构试验研究

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将砂子、石子和水泥按配比预先拌合而成的干拌混合料运用于喷射混凝土,能有效降低喷射混凝土施工时扬尘浓度、提高施工效率,促进喷射混凝土材料供应的专业化与产业化。但受干拌混合料制备工序和制备成本限制,干拌混合料中砂子并未达到完全干燥状态,常含有少量水,造成水泥劣化,导致采用干拌混合料制作的混凝土(预拌料混凝土)结构疏松,内部孔隙较多,在工程应用时容易出现开裂、耐久性差等问题。因此,为改善上述问题,在使用干拌混合料制作混凝土时掺入膨胀剂制成预拌补偿收缩混凝土。论文研究了不同膨胀剂掺量,干拌混合料不同砂子含水率和不同贮存期条件下混凝土的压拉力学性能及微观结构,为预拌补偿收缩混凝土的工程应用提供试验依据。  采用砂子含水率分别为0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的干拌混合料分别贮存3d、7d、l0d、15d、20d和30d后掺加掺量为0%、4%、6%、8%、10%的膨胀剂制作混凝土试块,标准养护28d,进行压拉力学性能试验。由试验结果分析可知,在各干拌混合料砂子含水率、各干拌混合料贮存期条件下,随着膨胀剂掺量的增大,预拌补偿收缩混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度均呈现先增大后降低的趋势,6%膨胀剂的预拌补偿收缩混凝土压拉强度较大。干拌混合料贮存期相同时,随着干拌混合料砂子含水率增大,预拌补偿收缩混凝土劣化加剧,抗压强度与劈裂抗拉强度不断降低;干拌混合料砂子含水率一定,随着贮存期的延长,预拌补偿收缩混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度逐渐降低,强度与贮存期近似呈指数函数关系变化;干拌混合料贮存期为30d时,在砂子含水率为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%条件下,预拌补偿收缩混凝土抗压强度分别降低为46.3MPa、、43.9MPa、40.4MPa、37.2MPa,而劈裂抗拉强度分别为3.32MPa、3.34MPa、3.10MPa、3.11MPa。掺入适当掺量膨胀剂,能密实预拌料混凝土内部多孔隙的结构,改善界面过渡区情况,减少强度损失,因此预拌补偿收缩混凝土的强度损失率低于预拌料混凝土的。对于预拌补偿收缩混凝土,若抗压强度损失率控制在5%以内,砂子含水率为0.5%的干拌混合料合理贮存期为15d,而抗拉强度损失率控制在5%以内时,砂子含水率不超过1.0%的干拌混合料合理贮存期为7d。若抗压强度损失率控制在10%以内,砂子含水率为0.5%的干拌混合料合理贮存期为30d,砂子含水率为1.0%的干拌混合料合理贮存期只有15d。  预拌补偿收缩混凝土微观结构分析可知,当砂子含水率增大或贮存期延长时,水化硅酸钙凝胶数量减少,片状氢氧化钙晶体呈定向生长,水化硅酸钙凝胶不再全部包裹氢氧化钙晶体;同时混凝土内部孔逐渐增多,出现大直径的孔,预拌补偿收缩混凝土微观结构整体都较为密实。
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