纳米材料与粉煤灰复掺对混凝土渗透性能影响的试验研究.pdf

河北工程大学
硕士学位论文
纳米材料与粉煤灰复掺对混凝土渗透性能影响的试验研究
姓名:李帅
申请学位级别:硕士
专业:岩土工程
指导教师:杨万斌
2011-04
摘要
摘要
混凝土渗透性是混凝土耐久性最重要的指标之一。一个抗渗性非常好的混凝土
发生劣化的速度十分缓慢。矿物掺合料作为组分掺入混凝土能够改善混凝土的耐
久性,纳米材料和粉煤灰在混凝土中复合使用,能够发挥各自的优势,对混凝土
的耐久性起到“优势互补”的效应。以纳米材料和粉煤灰复掺进行混凝土的渗透
性研究是本文研究的基本出发点。
针对上面所提的基本出发点,本文首先进行了单掺纳米材料和单掺粉煤灰砂浆
工作性能、力学性能、抗碳化性能的试验研究,从而确定了进行混凝土渗透性试
验研究的最佳配合比和最佳掺量。通过 6h 直流电量法和 NEL 法对其渗透性的结
果进行评定,在同等配合比和掺量的条件下,又进行了混凝土的抗冻性研究,并
对抗碳化与抗渗性的关系以及抗冻性与抗渗性的关系做了初步的解释。
试验研究表明:水胶比的降低能够提高混凝土的强度,掺入纳米材料会降低混
凝土的工作性能,提高混凝土的早期强度,增加混凝土的密实性,提高混凝土的
抗渗性和抗碳化能力,而粉煤灰可以改善混凝土的工作性能,粉煤灰掺量的增加
会降低混凝土的早期强度和抗碳化能力,两者复掺后混凝土的工作性、力学性能、
抗碳化能力和抗渗性能都能朝着有利的方向发展,从而体现了复掺纳米材料和粉
煤灰具有“优势互补”效应。
复掺纳米材料和粉煤灰对混凝土抗渗性和抗碳化能力都有促进作用,一定程度
上说明了抗渗性好对抗碳化能力是有帮助的;然而抗渗性好的纳米材料混凝土进
行 300 次冻融循环以后却表现出抗冻的“脆性”,在没有征兆的情况下,就会从试
件端部或者中间出现裂缝,即使掺入一定量粉煤灰后,结果也没有得到改善,与
其抗渗性的表现出现了差异。本文首次提出了抗冻的脆性,分析原因有可能是因
为纳米材料活性高,水化反应快,自身的储存的能力过早的被消耗,后期能量储
备不够,在冻融循环的作用下低能量储备的纳米材料已经维系不了原本自己建立
起来的较高的性能体系,自然就会在没有征兆的情况下,发生抗冻的脆性破坏。
关键词:混凝土;纳米材料;粉煤灰;优势互补;渗透性;碳化;抗冻“脆性”
I
Abstract
Abstract
Concrete permeability is one of the most important indicators of concrete
durability. Degradation speed of great ration-proof concrete is very slow. Mineral
admixtures ponents of concrete can improve the durability of concrete, nano
materials and fly ash were used together in concret can bring their own advantages, to
the durability of concrete as a “complementary” effect. Based on the research of nano
materials mixing fly ash concrete permeability is the basic point of departure in this
paper.
According to above mentioned basic starting point, work performance, mechanical
properties, carbonation of only mixed nano materials or only mixed fly ash mortar were
tsted at the first, so as to determine fixed the best mix design and proportion of concrete
permeability research. The results of congcrete permeability were evaluated through
methods 6h DC quantity and NEL, under the same conditions of proportion and
admixture quantity the research of