自密实混凝土的制备、性能及机理研究

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1、摘要自密实混凝土具有良好的施工性能，无需振捣。可减少设备损耗和人工费用，降低噪音，提高生产效率，同时使用了大量的掺合料，具有明显的经济、社会和环境效益，因而具有十分广泛的应用前景。由于自密实混凝土的性能在很大程度上决定于混凝土的配合比设计，本文提出了一套配合比计算新方法，同时研究了砂率、浆体含量、掺合料品种及其掺量对自密实混凝土性能的影响规律；并对单掺粉煤灰，单掺石灰石粉，双掺石灰石粉和粉煤灰，双掺石灰石粉与矿渣微粉四个系列的自密实混凝土的性能进行了系统研究，其中又重点研究了掺石粉的自密实混凝土的系列性能。通过SEM、能谱分析和XRD分析，从孔径分布、水化产物的形貌和化学

2、组成、掺合料与水化产物的界面、反应热力学四个方面对其机理进行了研究。研究结果表明，利用密实填充理论，所提出的配合比设计方法是科学合理、切实可行的，并成功的制备出单掺粉煤灰，单掺石灰石粉，双掺石灰石粉和粉煤灰，双掺石灰石粉与矿渣微粉四个系列的高性能自密实混凝土，所制备的自密实混凝土具有良好的工作性、力学性能和耐久性。通过配合比设计和试拌表明，砂率和浆体含量是影响自密实混凝土拌合物工作性的主要因素，其中砂率以45％～48％为宜，每一混凝土中浆体含量以0．38mj～0．40岔为宣。与对比的普通高性能混凝土相比，自密实混凝土的拌合物性能明显改善，其抗压强度变化不大，但其弹性模量降

3、低5％左右，而抗折强度和劈拉强度的降低幅度较大。采用聚羧酸类外加剂，自密实混凝±并不会增大混凝土的自收缩，自密实混凝土的自收缩和抗压强度与龄期均成对数关系。将石粉作为活性掺舍料等量取代水泥，单掺石粉对胶砂和混凝土的抗离析性，早期强度和变形性能是有利的，但不利于自密实混凝土的后期强度及其它力学性能。单掺石粉的自密实混凝士的3d和7d的抗压强度与掺粉煤灰的自密实混凝土相当，从60d到90d龄期，其抗压强度的增长率依然达到10％；而28d自收缩值仅为普通高性能混凝土的1／3左右。掺加石灰石或玄武岩两种不同石粉的自密实混凝土的性能差别不大，石粉的细度在450m'／kg左右表现出较

4、优的综合性能。随着石粉掺量的提高，拌合物的抗离析性和间隙通过性有所改善，但其力学性能、抗cl一离子渗透性、抗碳化能力与单掺粉煤灰或矿渣微粉相比，都有所降低。分别将石粉当作活性掺合料等量取代部分水泥或作为填充料外掺，采用石粉与其它矿物掺合料双掺的技术制备了一系列的自密实混凝土。采用双掺的方式，可以较好的克服单掺粉煤灰早期强度低，单掺矿渣微粉的拌合物易泌水等缺陷，获得工作性和抗离析性能更好，早期强度较高，自收缩性能较好的SCC。将石粉和粉煤灰单掺或双掺取代部分水泥制备的净浆试件，养护28d，通过SEM和能谱分析可发现，在相同的水胶比下，掺加石粉和粉煤灰会明显降低净浆试样的气孔

5、含量，提高水泥的水化程度，并从反应热力学和水化产物的能谱分析，证实了石灰石粉确实参与了水化反应，生成针状类似钙钒石结构的碳铝酸钙晶体。在不同的掺合料和不同的石粉掺量的情况下，水化产物硅酸钙凝胶的形貌和Ca／Si是不相同的。与水化产物的薄弱的界面粘结和高Ca／Si的水化产物是导致掺石粉的胶砂或自密实混凝土后期强度增长率降低的主要原因。关键词：自密实混凝土配合比设计石粉工作性力学性能自收缩微观机理分析东南大学硕士论文AbstractSelf-compactingconcretehasexcellentworkahilityandmechanicalperformance,it

6、canconsolidateitselfwithinfomswithoatanyvibrationandthereforeneedslessequipmentandlaborthanthatofconventionalconcrete．SinceSCCoanconsumelorsofblenders．theapplicationofSCCcanproduceremarkableeconomical，socialandenvironmentaleffect,itsurelyhasabrightapplicationinthefuture．Becausetheperforma

7、nceofSCCdependsgreatlyonthemixdesign,anewmethodofmixdesignwasputforwardandaseriesofSCCwaspreparedtoinvestigatetheworkability,mechanicalperformanceandautogeneousshrinkageofSCCs，especiallythoseofSCCswiththelimestonepowderwereinvestigated．Micro—structureanalysisfrompor