早龄期混凝土水化进程及宏观与细微观性能相关性研究

发布时间：2018-04-29 03:36

本文选题：早龄期混凝土 + 电阻率法　；参考：《浙江大学》2014年博士论文

【摘要】：混凝土的早龄期是混凝土各项性能形成和发展最为关键的时期。伴随着混凝土的水化进程,混凝土的细微观结构发生剧烈演变,力学性能迅速形成和发展。研究混凝土早龄期的水化进程和细微观结构演变规律,建立早龄期混凝土宏观力学性能和细微观结构特征之间的定量关系对从本质上理解混凝土宏观力学性能特征,实现从细微观尺度对混凝土宏观性能的调控具有十分重要的意义。本文围绕着这一研究课题,开展了如下工作： (1)采用非接触式电阻率法划分了早龄期混凝土水化进程的不同阶段,并对各阶段的形成原因进行了阐释。对早龄期混凝土水化进程诱导期阶段的发生龄期和持续时间进行了界定。通过微观结构观察和理论计算,对电阻率的第二次减速增长阶段和第三次加速增长阶段的成因提出了新的阐释。研究了水胶比和矿物掺合料对早龄期混凝土水化进程的影响。采用压汞法测试和分析早龄期混凝土孔结构的演变。考虑混凝土的双相导电特性,建立了基于电阻率指标的早龄期混凝土毛细孔隙率预测公式,并通过参数分析定量描述早龄期混凝土固相密实度随龄期增长的规律。建立了早龄期混凝土孔隙迂曲度的预测计算公式,并预测和分析早龄期混凝土孔隙迂曲度的时变规律。 (2)基于非接触式电阻率法设计了测试混凝土渗透性能的新型装置,测试和分析了不同水胶比水泥石和不同配合比混凝土12小时至28天龄期溶液渗透特征参数的演变规律。从细微观结构角度对混凝土不同阶段的渗透性能演变规律进行了阐释,并对混凝土毛细孔封堵关键点及其发生龄期给出了新的定义和界定。 (3)考虑早龄期水化产物的生长形貌效应,引入水化产物长径比关键参数,建立了预测早龄期混凝土弹性模量的改进模型。分析了水化产物长径比对早龄期混凝土临界水化度和弹性模量增长的影响,并采用电阻率法确定了水化产物长径比参数。将改进模型的预测结果与试验结果进行比对,发现改进模型大大提高了对早龄期混凝土弹性模量形成点、水化度小于0.3的水泥浆体和砂浆以及前24小时龄期混凝土弹性模量的预测精度。考虑超高密度C-S-H凝胶的影响及未水化水泥颗粒和水化产物的非球形形貌,建立了预测硬化水泥石弹性模量的改进模型。通过改进模型预测结果与试验结果的比较,对改进模型的合理性进行了验证,并阐述了改进模型的适用范围和进一步改进的建议。 (4)研究了混凝土从早龄期至较长龄期抗压强度的增长规律以及矿物掺合料对混凝土不同阶段抗压强度增长的影响,分析了早龄期混凝土抗压强度与电阻率之间的相关性。建立了早龄期混凝土抗压强度与形状因数的相关关系。考虑混凝土固相发展变化的影响,引入孔隙迂曲度关键参数,建立了新的表征早龄期混凝土抗压强度与细微观特征相关关系的公式,并从细微观结构固相发展变化的角度对3天龄期之后混凝土抗压强度的增长机理进行了阐释。
[Abstract]:The early age of concrete is the most important period for the formation and development of concrete ' s properties . With the hydration process of concrete , the fine microstructure of concrete has changed violently and the mechanical properties are rapidly formed and developed .

( 1 ) The different stages of the hydration process of early age concrete are divided by the non - contact resistivity method . The reason of the formation of the early age concrete hydration process is defined . Through microscopic structure observation and theoretical calculation , the author puts forward a new explanation for the second deceleration growth stage and the third accelerated growth stage of the early age concrete .

( 2 ) Based on the non - contact resistivity method , a new type of device for testing the permeability of concrete is designed , and the evolution rule of penetration characteristic parameters of different cement ratio cement and concrete 12 - 28 days is tested and analyzed . The evolution law of permeability of concrete at different stages is explained from the angle of fine microstructure , and new definitions and definitions are given to the key points of concrete capillary plugging and their age .

( 3 ) In consideration of the effect of growth morphology of hydrated products in early age , an improved model for predicting the concrete elastic modulus of early - age concrete is established by introducing the effect of the long - diameter ratio of hydrated products on the critical hydration degree and elastic modulus of concrete .

( 4 ) The relation between the compressive strength and the resistivity of concrete from the early age to the longer age is studied , and the relation between the compressive strength and the resistivity of the concrete is analyzed .

【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU528

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