预湿轻细骨料对混凝土内养护效率的影响.pdf
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1、第 1 7卷第 6期 2 0 1 4年 1 2 月 建筑材料学报 J 0URNAL OF BUI L DI NG M ATE RI ALS Vo 1 17, No 6 De c , 2 01 4 文章编号 : 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 4 ) 0 6 1 0 5 4 0 6 预湿轻细骨料对 混凝土 内养护效 率的影 响 魏 亚 , 张倩倩 , 向亚平 ( 1 清华大学 土木工程系, 北京 1 0 0 0 8 4 ; 2 清华大学 土木工程安全与耐久教育部重点实验室 , 北京 1 0 0 0 8 4 ) 摘要 : 研 究 了 2种 轻 细骨料 的微观 结 构与释 水性 能及
2、 其预 湿后 对 混凝 土 内部相 对 湿 度和 自收缩 的 影响 提 出了混凝土内养护效率的概念 , 并研 究了轻细骨料粒径与颗粒分布对 内养护效率的影响 结果表明: 轻细骨料孔隙体积和孔径 皆大于硬化水泥净浆 ; 预 湿轻细骨料 可以延迟混凝土由于 自 干燥引起的 内部相对湿度降低并减小其降低幅度; 内养护混凝土的 自收缩和 内部相对湿度存在 线 性 关 系 当轻 细 骨料 用量 占净浆 体积 的 3 6 3 9 时 , 混凝 土在早 期 的 2 8 d内不 产生 自收 缩 混 凝 土内养护效率随轻细骨料颗粒间距和半径 比值的增 大而减 小, 在轻细骨料颗粒 间距和半径 比值 为 1 1时
3、, 混凝 土 内养护 效率 为 1 0 0 关键词:轻细骨料 ;内养护效率 ; 粒径与颗粒分布 ;混凝土 自收缩;混凝土 内部相对湿度 中 图分类 号 : TU5 2 8 2 文献标 志码 : A d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 4 0 6 0 2 0 Ef f e c t o f Pr e - we t t e d Li g ht we i g ht I n t e r na l Cu r i ng Ef f i c i e nc y Fi ne Ag g r e g a t e o n o f Co n c r e t
4、 e WE , ZHANG Qi a n q i a n 。XI ANG Y a p i n g 。 ( 1 De p a r t me n t o f C i v i l E n g i n e e r i n g,Ts i n g h u a Un i v e r s i t y,B e ij i n g 1 0 0 0 8 4,Ch i n a ;2 Ke y L a b o r a t o r y o f Ci v i l En g i n e e r i n g S a f e t y a n d Du r a b i l i t y o f Ch i n a E d u c a t
5、 i o n Mi n i s t r y,Ts i n g h u a Un i v e r s i t y,Be ij i n g 1 0 0 0 8 4 ,Ch i n a ) Ab s t r a c t :Th e mi c r o s t r u c t u r e a n d d e s o r p t i o n p r o p e r t i e s o f t WO t y p e s o f l i g h t we i g h t f i n e a g g r e g a t e ( LW FA) , s i n t e r e d f l y a s h a n d
6、 e x p a n d e d s h a l e ,we r e i n v e s t i g a t e d Th e c o n c e p t o f“ i n t e r n a l c u r i n g e f f i c i e n c y wa s i n t r o d u c e d Th e e f f e c t o f LW F A p a r t i c l e s i z e a n d s p a c i n g o n i n t e r n a l c u r i n g e f f i c i e n c y wa s a l s o e v a l
7、 u a t e dTh e e x pe r i me nt r e s ul t s i n di c a t e: t h e p or e vo l u m e a nd s i z e of LW FA a r e l a r g e r t h a n t h a t o f t he ha r de n e d p a s t e ;p r e we t t e d L W FA c a n d e l a y t h e d e c r e a s e o f c o n c r e t e i n t e r n a l r e l a t i v e h u mi d i
8、t y i n d u c e d b y s e l f d e s i c c a t i on a n d r e d uc e t he e xt e nt ;f ur t he r mor e,f or i nt e r na l c u r i ng c o nc r e t e,t he r e e xi s t s a l i ne a r r e l a t i on s h i p be t we e n t h e a ut og e n ou s s hr i nk a ge a nd i n t e r n a I r e l a t i v e h umi d i
9、t y W he n t h e c o nt e nt s of LW FA b y v ol u m e o f t he pa s t e we r e be t we e n 3 6 a n d 3 9 ,a ut og e n ou s s hr i nk a ge di d no t o c c ur wi t h i n 2 8 d a y s The i nt e r na l c ur i n g e f f i c i e n c y d e c r e a s e s a s t he r a t i o o f LW FA p a r t i c l e s p a c
10、 i ng t o p a r t i c l e s i z e i nc r e a s e s The r e s u i t s s ho w t h a t 1 00 i n t e r n a l c u r i ng e f f i c i e nc y c a n be a c hi e v e d i f t he r a t i o o f LW FA p a r t i c l e s p a c i n g t o pa r t i c l e s i z e a pp r o a c he s 1 1 Ke y wo r ds :l i g ht we i gh t
11、f i ne a gg r e g a t e;i n t e r n a l c u r i ng e f f i c i e nc y;p a r t i c l e s i z e a n d s pa c i n g;c on c r e t e a u t o g e n ou s s h r i n ka ge;c o nc r e t e i n t e r n a l r e l a t i v e h umi d i t y 随着具有低水灰比等特征的高性能混凝土的广 泛 应用 , 混凝 土 自收缩 及 相 应 的早期 开裂 成 了影 响 结构耐久性和外观的重要 因素自 1 9
12、 9 0年以来 , 研 究者提出并采用预湿轻细骨料为 内养护材料以减少 或 避免混 凝 土 的 自收 缩和早 期 开裂 轻 细 骨料 所 特有的多孑 L 特征 , 能够在水泥水化过程 中释放 出预 收稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 4 2 9 ;修订 日期 : 2 0 1 3 - 0 7 1 5 基金项 目: 国家 自然科学基金资助项 目( 5 1 1 0 8 2 4 6 ) ; 交通运输部西部交通科技项 目( 2 0 1 1 3 1 8 2 3 7 1 0 ) 第一作者 : 魏亚 ( 1 9 7 6 一) , 女 , 河南驻马店人 , 清华大学 副教授 , 博士生导师 , 博士 E m
13、a i l : y a w e i t s i n g h u a e d u c n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6 期 魏亚 , 等 : 预湿轻 细骨料对 混凝 土内养护效率的影响 1 0 5 5 I 一 l , r I 、 r 7 I 1 一 占 t 上 王 L t t1 J 1 J ,、 4 ,h I b、 l I , h l jL 厶,b 11 L I n 1 目 对于 提 高混凝 土 的早 期开 裂 和耐 久性 有重 要意 义 然而, 采用过量 的预湿轻细骨料来完全消除 自 收缩 在某 些情 况 下 并 无 必 要 因为 过 量 的预 湿 轻
14、 细 骨料可能导致混凝土 内部水分过多 , 从而产生冻融 破坏等问题 因此 , 只需使用适量的轻细骨料 以降低 混 凝 土开 裂风 险至 可接 受 的级 别 即可 通常 认 为 , 减 小 轻细 骨料 粒 径 或 颗 粒 间距 会 增 大 内养 护 效 率 _ 2 然 而 , 研 究 也发 现 上述关 系 并不 总是 存 在l_ 5 为 了更 好 地利 用 内养 护 技 术 提 高 混 凝 土 性 能 , 本 文研 究 了 2种 轻 细 骨 料 的微 观结 构 、 释水 性 能及 其用量对混凝土 自收缩 和内部相对湿度 的影响 , 并 研究 了轻细 骨料 粒径 与 颗粒 分布 对混 凝 土 内
15、养 护效 率 的影 响 1 试 验 1 1 材 料 水 泥 ( C) 采 用 普 通 硅 酸 盐 水 泥 ; 粗 骨 料 采 用 最 大粒 径 为 1 2 5 mm 的 石 灰 岩 ; 砂 采 用 细 度 模 数 为 2 6 5的天 然砂 ( NS ) ; 2种 轻 细骨 料 ( L wF A) 分 别 为 烧结 粉煤 灰 陶砂 ( F ) 和 页岩 陶砂 ( S ) 天 然砂 及 2种 轻细骨料 的性能如表 1 所示 , 其 中 S S D表示饱和面 干状 态 2种 轻细 骨料 的级 配 如表 2所 示 混凝 土 强 度等级采用 C 4 O和 C6 O 混凝土 中轻细骨料用量采 用其 占净
16、浆体积百分 比表 示 , 即 w F A V 其 中 w ,V。 分别为轻细骨料和净浆 的体积 根据混 凝土的强度等级及轻细骨料种类 , 用量对其进行编 号 , 如 C 4 F 3 7代 表 强度 等 级 为 C 4 0的混 凝 土 中 , 粉 煤灰陶砂体积 占净浆体积的 3 7 ; C 6 0代表强度等 级为 C 6 o的普通 水 泥 混凝 土 通 过均 匀 撒 布 适 量 水 表 1 天然砂和轻细骨料的性能 Ta bl e 1 P r o p e r t i e s o f n a t u r a l s a n d a n d LW FA P a s s i n g r a t i o
17、( b y ma s s ) LW FA 一 4 m 8 m 1 6 m 3 0 m 5 0 m l o o m 到预湿 轻 细骨料 配 制混 凝 土 前 测 试 轻 细骨 料 的含 水 量 , 并 据此 调整 拌 和水用 量 1 2方 法 采用压汞仪对轻细骨料及硬化水泥浆体的孔隙 结构进行对 比研究 采用饱和盐溶液对轻细骨料在 各级 相对 湿度 ( H ) 环 境 下 的释 水 性 能进 行 研 究 所 用 的饱 和 盐溶 液分 别为 K。 S O , KNO 。 , KC 1 和 Na C 1 溶液 , 以获 得 9 7 4 ,9 4 2 , 8 5 5 和 7 5 6 的 相对湿度 环境
18、 这 4 个 相对湿度 包含在 由于 白干燥 所 引起的混凝土 内部相对湿度降低的范围内( 1 0 0 7 5 E 6 J ) 首先将饱和面干状态的轻细骨料置于相对 湿度 9 7 4 的饱和盐溶液环境 中, 放置 5 d后称重 并 转移 至下 一个 饱 和盐溶 液环 境 中直至 相对 湿 度为 7 5 6 , 最 后烘 干并 称重 , 以获 得轻 细骨 料在 不 同环 境相对 湿度 下 的饱水 度 ( 钆w ) 饱水 度 在 本 文 中指 轻细骨料在一定环境相对湿度下吸入水体积与轻细 骨料饱 和 面干状 态 时吸人 水体 积之 比 采用 S c h l e i b i n g e r自收缩测量
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