用水量对混凝土工作性和匀质性的影响研究

摘要

水泥混凝土材料是工程建设的重要物质基础，由于其具有来源丰富，造价低廉，性能优良，易于制备和维修等特性，广泛应用于国民基础建设之中。混凝土材料的高性能化是现今研究的热点。混凝土的高性能化应该从材料的设计和制备着手。在混凝土的组成材料中，水对混凝土的早期以及后期的性能起到了关键作用，必须要加强对用水量的控制。此外，矿物掺合料和外加剂的加入，对混凝土的工作性会产生显著影响。混凝土流动性增大的同时，往往会引起混凝土匀质性的下降，甚至造成新拌混凝土离析、泌水的发生，影响了工程质量。本文结合荆岳长江公路大桥的工程实际，对混凝土材料制备过程中用水量的控制，用水量波动对不同配合比的新拌混凝土的工作性能以及匀质性能的影响进行了研究。结论如下： 1、新拌混凝土单位水量测定仪可以在施工现场取样，快速准确地测定新拌混凝土的单位容重和含气量并推算出单位含水量，测定结果精确度高。运用该技术对现场混凝土材料进行质量监控，可以快速准确反映出新拌混凝土用水量的变化，及时调节水量和施工配合比，对加强混凝土工程质量具有重要意义。 2、新拌水泥砂浆的流变特性近似属于宾汉姆流体，用水量的增加会使水泥砂浆、粉煤灰—水泥砂浆和高效减水剂—水泥砂浆的屈服应力和塑性粘度显著降低；粉煤灰和减水剂的掺入不会改变水泥浆体的流变特性，但流变参数会发生改变。相同水灰比下，粉煤灰—水泥砂浆的屈服应力明显小于水泥砂浆，而塑性粘度则要高于水泥砂浆；而减水剂—水泥砂浆的屈服应力和塑性粘度都明显减小。粉煤灰和减水剂的加入，改善了混凝土材料的工作性能。 3、采用离析度和集料分布图像法相结合的方法可以有效的对混凝土的匀质性进行判定，离析度、集料离差度与强度差异率存在很好的线性相关性。分析结果表明，用水量的增加会带来混凝土匀质性的下降，对于匀质性相同的普通混凝土和高性能混凝土，相同用水量的变化对高性能混凝土的影响更为显著。 4、新拌混凝土在制备过程中引起的微观和宏观泌水作用会在集料界面处产生水分分布梯度，并最终导致硬化后混凝土界面过渡区内结构在不同位置存在明显差异。水灰比的降低能减小集料界面处水分分布梯度，减小界面过渡区的宽度，改善界面过渡区的均匀性。矿物掺合料和外加剂的掺入能够有效改善界面过渡区，但用水量的改变对其界面区的影响要大于普通混凝土。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究目的与意义

1.2国内外研究现状

1.2.1新拌混凝土含水量的测定

1.2.2混凝土工作性研究

1.2.3混凝土匀质性研究

1.3本文研究内容

第2章试验原材料与测试方法

2.1试验原材料

2.1.1水泥

2.1.2集料

2.1.4粉煤灰

2.1.5外加剂

2.1.6拌合水

2.2测试方法

2.2.1流变性能测试方法

2.2.2界面过渡区测试方法

2.2.3力学性能的测试

2.3本章小结

第3章新拌混凝土单位水量的测定

3.1引言

3.2测定原理与方法

3.2.1技术原理

3.2.2单位水量测定技术-W-Checker简介

3.3测定实例分析

3.3.1测定精度分析

3.3.2工程应用

3.4本章小结

第4章新拌混凝土工作性流变学分析

4.1引言

4.1.1流变学基本原理

4.1.2新拌混凝土流变学方程

4.2试验方法

4.3流变性能测定结果

4.3.1用水量对水泥砂浆流变参数的影响

4.3.2用水量对粉煤灰-水泥砂浆流变参数的影响

4.3.3用水量对减水剂-水泥砂浆流变参数的影响

4.4本章小结

第5章混凝土匀质性能研究

5.1引言

5.2试验方案及方法

5.3混凝土匀质性测试结果

5.3.1匀质性评价

5.3.2力学性能评价

5.3.3匀质性对混凝土界面微结构的影响

5.4本章小结

第6章结论与展望

6.1论文总结

6.2展望

参考文献

致谢

附 录