孔隙结构.ppt

混凝土孔隙结构简介
课程:建筑材料物相分析
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在硬化的水泥基混凝土中均含有数量不同、大小不等的气孔,包括成型时残留气泡、水泥浆体中的毛细孔和凝胶孔、接触处的孔穴及水泥浆体的干燥收缩和温度变化而引起的微裂纹等。
孔的分类
混凝土中孔隙按其所处的位置可以分成三类:水泥石的孔隙;骨料的孔隙;水泥石和骨料交界面上的接触孔隙。
水泥基材料的孔系统:凝胶孔,~l0nm的微观孔;毛细孔,平均半径为5~5000nm的细观孔;由于故意带进空气形成的大孔;由于不足够的密实形成的大孔。
孔的分类
我国著名科学家吴中伟在1973年提出对混凝土中的孔级划分和分孔隙率及其影响因素的概念,根据不同孔径对混凝土性能的影响分为无害孔级(<20nm )、少害孔级(20~50nm )、有害孔级(50~200nm)和多害孔级(>200nm),并提出:增加50nm以下的大孔,减少100nm以上的孔,对混凝土的性能可大大改善。
孔的形成
在水泥和水搅拌形成净浆后,水泥颗粒之间的间隙为水所填充,这就是以后孔隙结构成型的容积。由于水化过程,这些间隙逐步被体积大于熟料未水化矿物质的新的生成物所代替。新生成物的结构颗粒粒径约为l0nm和大于l0nm,并有同样大小的间隙。因此原来在水泥颗粒之间的间隙被多孔材料——水泥胶体所取代。最初水所占的部分体积形成大小不一的孔隙。
未水化颗粒
充水毛细孔
C-S-H凝胶
氢氧化钙
观结构发展示意图
硅酸盐水泥浆体微

混凝土中的孔隙率,除了成型密实的因素外,主要取决于水灰比的大小。随着水灰比的减小,孔隙率降低,而总孔隙表面积增加。从孔径的分布上,水灰比较小时,水泥石中不仅总孔隙减少,平均孔径降低,大孔、毛细孔含量相对较少,而且凝胶孔含量相对较多。
不同水灰比的孔隙率分布
水灰比与孔隙率的关系曲线