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本论文研究了不同水胶比(0.35和0.5)、不同养护龄期(7、14、28和90天)和不同矿物掺合料掺量(单掺粉煤灰15%、单掺矿渣20%和复掺15%粉煤灰和20%矿渣)下混凝土的100nm以内孔径分布特征、抗氯离子渗透性能以及两者间的关系。实验中利用快速氯离子渗透测试方法来研究混凝土的抗氯离子渗透性能;另外,还利用佛尔哈德法测定混凝土中不同渗透深度下的氯离子浓度,并以得到的氯离子分布来研究混凝土的抗氯离子渗透性能。同时,利用压汞法测定混凝土的孔径分布。研究结论如下:
(1)混凝土的抗氯离子渗透性能随着水胶比的增大而减弱,随着养护龄期的增长而增强;而且随着龄期的增长,不同水胶比混凝土的抗氯离子渗透性能间的差距不断减小。
(2)矿物掺合料的掺入最终改善了混凝土的抗氯离子渗透性能,但可能减弱其早龄期的抗氯离子渗透性能。单掺粉煤灰时,混凝土早龄期的抗氯离子渗透性能减弱,随着养护龄期的增长,抗氯离子渗透性能不断增强,其远龄期的抗氯离子渗透性能得到明显地改善;与单掺粉煤灰不同的是,掺入矿渣不仅有利于改善混凝土远龄期的抗氯离子渗透性能,而且还可以提高其早龄期的抗氯离子渗透性能。当掺入矿物掺合料时,宜采用90天作为评价混凝土抗氯离子渗透性能的龄期。
(3)混凝土中总氯离子(即游离氯离子与固化氯离子之和)分布与游离氯离子分布具有很好的线性相关性(相关系数为0.9929),这说明在本实验条件下总氯离子分布在一定程度上表征了游离氯离子分布。
(4)不论是水胶比还是矿物掺合料不同,混凝土总氯离子浓度的平均值与快速氯离子渗透测试得到的6h电通量之间具有良好的线性正相关性,这说明在本实验条件下总氯离子浓度与6h电通量之间关系密切。
(5)粉体颗粒尺寸分布的RRB模型可以应用于表征混凝土中100nm以下的孔径分布,并得到了特征孔径X和孔径分布均匀性系数n。特征孔径的分布范围为30~70nm,其最可几分布范围为40~50nm;均匀性系数的分布范围为1.1~2.1,其最可几分布范围为1.3~1.6。水胶比为0.50的混凝土,在养护龄期从7天到90天的过程中,特征孔径显现出先增大再减小的趋势。
(6)混凝土的特征孔径X与6h电通量、总氯离子浓度的平均值以及第一渗透层的总氯离子浓度间存在正相关的趋势,同时均匀性系数n与三者间存在负相关趋势,n/X与三者间显现出更为明显的非线性负相关趋势。
(7)灰色关联分析后发现,在表征混凝土抗氯离子渗透性能时,6h电通量、总氯离子浓度的平均值和第一渗透层总氯离子浓度间具有一致的规律;特征孔径X对混凝土抗氯离子渗透性能的影响最大,其次是均匀性系数n和n/X。