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集料是混凝土的重要组成部分,不同集料具有不同的特性,对混凝土性能的影响也具有较大的差异。石灰岩碎石和河砂是一种常见的结构致密的天然石质材料,而高钛重矿渣是一种多孔结构的高炉渣,玄武岩为多孔结构火山喷出岩。多孔骨料具有较强的预吸水能力,本文选取两种多孔骨料研究骨料多孔性和预吸水性对混凝土性能的影响。 本文在分析高钛重矿渣和玄武岩化学组成、矿物组成以及骨料微观形貌的基础上,对石灰岩碎石、天然河砂、重矿渣和玄武岩碎石的物理性能进行研究,并以其为骨料配制天然砂、石混凝土,干燥重矿渣混凝土,饱水重矿渣混凝土,干燥玄武岩混凝土和饱水玄武岩混凝土,研究骨料形貌以及多孔骨料预吸水后内养护作用对混凝土性能的影响。 研究表明:(1)利用照相分析法测量重矿渣孔隙率为13.0%,玄武岩孔隙率为15.65%。采用石蜡固封法对粗糙度进行量化表征,测得天然石的粗糙度为0.0484,重矿渣的粗糙度为0.2664,玄武岩的粗糙度为0.1061,骨料的粗糙程度较好的反映了骨料表面形貌。(2)混凝土的干缩增长速度在前期增长的非常快,后期干缩率增长速度逐渐减慢,干燥重矿渣混凝土在14 d后基本不再收缩,饱水重矿渣混凝土在14 d后增长缓慢,到60d后干燥收缩基本不增长,而天然砂石混凝土在60 d龄期后干燥收缩才不再明显发展。表面粗糙的重矿渣配制的混凝土干燥收缩率明显小于天然砂石混凝土,粗糙骨料具有较好的抑制混凝土干燥收缩的作用;而且饱水重矿渣混凝土干燥收缩率小于干燥重矿渣混凝土,多孔骨料预湿后在混凝土内部湿度下降时能够起到延缓湿度的降低,对混凝土的干燥收缩具有一定的抑制作用。(3)重矿渣混凝土的自生体积变形远小于天然砂石混凝土,干燥重矿渣混凝土在60 d时只有-1.55με,饱水重矿渣混凝土处于微膨胀状态。以干燥玄武岩为粗骨料,河砂为细骨料配制的玄武岩混凝土的自生体积变形远大于干燥重矿渣混凝土,但仍小于天然砂石混凝土,饱水玄武岩混凝土自生体积变形与饱水重矿渣混凝土一致,均出现微膨胀现象。重矿渣混凝土与饱水玄武岩混凝土具有较好的体积稳定性。(4)重矿渣混凝土的早期抗裂性能优于天然砂石混凝土。(5)通过研究混凝土断裂方式发现饱水重矿渣混凝土骨料断裂与界面断裂的比例最大,干燥玄武岩混凝土和干燥重矿渣混凝土其次,天然砂石混凝土的比例较低,多孔骨料混凝土骨料断裂与骨料、浆体界面过渡区断裂比例大于天然砂石混凝土,这与骨料的孔隙结构和骨料结构有关。骨料的损伤特征表明多孔骨料有助于提高混凝土强度。(6)重矿渣混凝土的断裂韧性比天然砂石混凝土好,其断裂能大于天然砂石混凝土。