浅析活性粉末材料对混凝土性能的影响

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1、浅析活性粉末材料对混凝土性能的影响丁廉洁1欧玲2东莞市全鑫混凝土搅拌有限公司广东省东莞市523270摘要：随着近年来对材料特性认识的不断深入和设计经验的积累，活性粉末混凝土配合比设计、养护制度以及力学性能等相关研究己经相对完善，耐久性研究工作正在开展。与其他材料相同，混凝土材料也具有由其组成及结构决定的某种特性。活性粉末混凝土是由多种不同的原材料经过配合比设计、成型、养护等工序配制而成的，它的各项宏观性能与材料的微观结构和构成等特性也是紧密相关的。因此，研究和掌握活性粉末混凝土内部微结构发展变化的规律，对活性粉末混凝土各项性能进行机理分析

2、，能够为活性粉末混凝土的工程应用提供理论基础。关键词：活性粉末；混凝土；研究方向刖g混凝土材料的微观结构主要指骨料相、水泥石的微结构以及混凝土内的孔隙结构，而由于骨料在混凝土内基本无变化，因此，对混凝土材料微观结构的研究主要集中在水泥石的微结构以及混凝土内的孔隙结构，对水泥石微结构的研究可分为微观形貌、晶体结构、物相组成等方面。目前，国内外学者对普通混凝土的微观结构进行了比较深入的研究。1.活性粉末混凝土微观研究主要方法材料的宏观特性是由其微观性质决定的，混凝土材料的微观研究为其宏观性能的机理分析提供了理论依据。目前活性粉末混凝土的微观研

3、究方法主要有：（1）采用压汞法（MIP）、气体吸附法（BET）以及核磁共振法（NMR）测定孔结构；（2）利用扫描电子显微镜（SEM）、环境扫描电镜（ESEM）观察其微观形貌；（3）使用X射线能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）、热重分（TGA）等测试手段对活性粉末混凝土进行成分分析。2•活性粉末混凝土孔结构分析混凝土的孔结构严重影响着混凝土的抗压强度、抗拉强度等力学性能以及抗冻性、抗渗性等耐久性能万。现有研究认为：混凝土中的孔隙可分为对耐久性有利孔和不利孔，其中对耐久性最有利的孔隙是半径为0.1nm<r<5nm的超微孔和r&

4、lt;10nm的微毛细孔。而最不利的是10nm<r<100nm的微细毛孔。因此，研究混凝土孔结构对混凝土性能的影响意义垂人。目前对活性粉末混凝土孔结构的研究主要采用的是压汞法同时也有少量文献采用气体吸附法和核磁共振法对活性粉混凝土的孔结构进行研究。不同水泥用量（表1）、不同养护制度下大掺量矿物细粉活性粉末混凝土的孔结构变化情况为：（1）人掺量矿物细粉活性粉末混凝土的平均孔径在10nm左右，孔隙率均在5%左右，这比普通混凝土15%的孔隙率低许多，而当水泥用量为300kg/m3时，活性粉末混凝土的孔隙率最低为4.98%；（2）养护

5、制度对孔隙率也有影响，水胶比较高、活性矿物细粉含量较高的活性粉末混凝土在蒸养后再进行干热养护，其孔隙率和孔隙特征得到明显的改善。表1不同水泥用量的人掺量矿物活性粉末混凝土孔结构MarcelCheyrezy等研究了养护条件对活性粉末混凝土孔径在3.75〜lOOnm之间累计隙率的影响，其中累计孔隙率以试件体积的百分比形式表示。结果表明，活性粉末混凝土的累计孔隙率低于9%,而热养护显著地降低了活性粉末混凝土的孔隙率。热压养护温度在150〜200°C时活性粉末混凝土的孔隙度最小。NguyenVanTuan等研究了掺量为20%的谷壳灰（RHA）或硅

6、粉（SF）活性粉末混凝土Id、7d、28d以及91d龄期的孔径分布和孔隙率，并以不掺两种活性物质的活性粉末混凝土作为对照组（REF）O实验结果表明，两种活性掺合料都能显著地改善活性粉末混凝土的孔结构，只是SF对孔径分布和孔隙率的改善作用更强一些。这主要是因为：（1）两种化学组成相似的极细颗粒所产生的填充效应以及火山灰效应使得这两种活性粉末混凝土具有比REF组更小的孔径以及更低的孔隙率；（2）由于平均粒径为0.1〜0.15μm的SF比平均粒径为5.6μm的RHA小得多，因而SF的填充效应和火山灰效应比RHA要好。气体吸附法在活性

7、粉末混凝土孔结构研究中的应用较少，国内几乎没有利用此法研究活性粉末混凝土孔结构的文献。也有少量学者运用核磁共振法研究活性粉末混凝土的孔结构。活性粉末混凝土的多孔性主要是由一定阈值以内的孔组成的。上述研究均表明活性粉末混凝土的孔隙率极低，这主要是因为活性粉末混凝土中掺入了大量的活性掺合料，而高温蒸压养护则能促进活性掺合料的火山灰反应，进一步改善活性粉末混凝土的孔结构。另一方面，活性粉末混凝土材料比普通混凝土材料更加致密，而现有活性粉末混凝土孔结构的测试方法都具有一定的局限性。为此，有关活性粉末混凝土孔结构的测试方法还有待进一步研究。3•活性

8、粉末混凝土的微观形貌分析研究活性粉末混凝土微观结构变化最直观的方法就是观察其微观形貌。观察活性粉末混凝土微观形貌最常用的测试手段是SEM和ESEMoSEM是直接利用样品表面材料的性能进行微观成