孔隙大小分布对混凝土收缩的影响
T.Aly和JGSanjayan
摘要：本文介绍了掺混矿渣的混凝土孔隙结构对暴露在干燥时的混凝土收缩性能的影响。所研究的参数是混合物的固化时间（1天和7天固化），矿渣和石膏含量的长度。采用压汞法和氮气吸附法进行孔隙结构分析。结果表明，与0％，35％，50％矿渣混合物相比，65％的7天固化的矿渣混凝土具有最低的收缩演变。这归因于在这些混凝土中干燥时半月板形成的最高孔径。研究发现，在矿渣混合物中添加石膏会减少纳米孔（在4至20nm孔径范围内）并降低中孔比例。中孔比例较高和半月板孔隙半径较小可以解释混凝土干缩率的增加，其中65%的矿渣水泥含有0%的添加石膏。
作者关键词：烘干；收缩； 孔隙大小分布；具体。
简介
干燥对混凝土的收缩程度和应力状态有显著影响（Jennings和Xi，1993； Grasley和Lange，2004；Gawin等人，2007）。干燥速率主要取决于微观结构，而微观结构又受到胶凝材料类型的影响，尤其是当它们含有辅助胶凝材料如矿渣（Kanna等人，1998）。由于早期反应速率相对较慢，水化矿渣混合物水泥产品的机械性能往往比普通硅酸盐水泥（OPC）产品慢得多（Zhou等人，2006b）。因此，矿渣混凝土中的孔隙系统随着水化程度的不同而改变（Anwar，2004）。矿渣通过孔的细化，大大提高了混凝土耐久性，并具有持续长期的火山灰反应或水化作用的能力（Swamy，1997；Hooton，2000）。这是由于矿渣水化（Manmohan和Mehta，1981），就是矿渣与氢氧化钙（源于硅酸盐水泥水化过程中）形成填充孔隙的硅酸钙水化物（CSH）凝胶之间的反应。许多研究人员报道，矿渣混凝土具有比OPC混凝土更精细的孔隙大小分布（PSD）（Manmohan和Mehta，1981；Roy和Idorn，1985；Zhou等人.2006a）。随着矿渣替代量的增加，OPC/矿渣混凝土的PSD变得更加精细（Gjorv和Vennesland，1979；Aldea等人，2000）。Geiseler等人（1995）报道，由于毛细孔孔隙体积和孔隙连续性的减少以及膏体密度的增加，从而混凝土中矿渣含量的增加导致混凝土对氯离子渗透的渗透性降低。
文献中提出了三种不同的微观结构模型来解释混凝土的收缩行为，即：Powers模型（Powers1968）；Feldman-Sereda模型（Feldman和Sereda1968）；和Munich模型（Wittmann1973）。该机制的确切性质在这些模式之间有争议。然而，他们都已经认识到孔隙结构在与干燥有关的变形中所起作用的重要性。研究发现干燥收缩的程度受CSH凝胶和PSD的特性影响很大（Wittmann1973；Garci Juenger和Jennings2002）。Parrott（1981）的研究表明，水化水泥中的多孔凝胶即使在相当温和的干燥环境下也会收缩。凝胶的收缩似乎是由于小孔隙的体积减小而发生的，总孔隙率没有任何变化。Pentala和Rautanen（1990）认为，高强度混凝土和普通强度混凝土的初始蠕变和收缩率是受外部环境损失的蒸发水量控制的。从这些研究中可以清楚地看出，混凝土的孔隙结构影响收缩行为（Garci Juenger和Jennings2002；Zhou等人，2006a）。然而，关于矿渣和石膏含量对微孔结构和收缩行为的影响的现有数据还不足以得出任何的一般的结论。
在本研究中，进行了试验研究，以确定养护时间（1天和7天养护），矿渣置换水平（35％，50％和65％）和石膏含量（0％和3％）在矿渣水泥的孔隙结构及其在50％plusmn;5％干燥温度和23plusmn;1℃温度下对混凝土收缩的影响。采用压汞法（MIP）和氮气吸附法技术测试。
表1.胶凝材料的性质
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