粉煤灰综合利用 FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION2015 NO.5
专题研究
外掺剂对混凝土性能影响的微观分析 Microscopic Analysis of the Admixture Impact on Concrete
孙建诚,宋春雨,韩冰
(河北工业大学,天津市300401) 摘要:混凝土是由水泥、水、粗细集料以及一定量的活性掺合料和微量外加剂经过拌合、运输/输送、成型和养护 制成的一种人造石料。
为了掌握混凝土抗裂性能的内在机理,本报告借助扫描电镜的手段从微观层次展开分析,观察掺 加粉煤灰、矿渣及高效减水剂共计10种配合比的混凝土14d、28d扫描电镜典型特征照片,分析其微观结构特性,为外加 剂对水泥水化影响提供了一个微观的、全面的认识。
关键词:混凝土;微观分析;外掺剂;水化物 中图分类号:TU528.1;TU528.042文献标识码:A文章编号:1005-8249(2015)05-0015-04 混凝土是一种各向异性的复合材料,由水泥、水、泥砂浆体试件,在标准条件下分别养护14d和28d,标 粗细集料以及一定量活性掺合料和微量外加剂组成,养成型后将试件击碎至直径为2mm~4mm大小的颗 经过拌合、运输/输送、成型和养护而制成的一种人造粒,抽真空后再进行喷金处理,然后放置在SEM扫描 石料。
形成强度的水泥混凝土,由宏观层次看,可视为电子显微镜下扫描并采集图像,主要观察水泥混凝土 粗、细集料(分散相)分散于水泥浆体(连续相)的两相的水化产物及形貌变化,研究粉煤灰、矿渣的火山灰反 复合材料;由细观角度观察,可视为粗细骨料、水泥浆应产物。
试验考虑到粗集料粒径过大不利于微观分 体和界面组成的三相复合材料;而由微观层角度分析,析,所以在此将方案配合比设计中的粗集料予以扣除。
可视为粗细机理、凝胶、晶体、界面及孔隙中的气体和表1微观混凝土砂浆体试验配合比方案设计 液体等多相复合材料。
水泥混凝土的强度受集料、水组别各组成成分用量/kg 化产物和界面粘结等强度的影响很大,混凝土微观形水泥砂石子水FASlag减水剂 貌特征极大的影响着混凝土的宏观力学性能。
所以,空白组0.81 0.8200.34 0.00 0.00 0.0000 为了深人了解混凝土抗裂性能的内在机理,本报告借10%FA0.73 0.78 0.0.34 0.11 0.00 0.0000
20%FA0.68 0.7400.34 0.23 0.00 0.0000 助扫描电镜手段由微观层面展开分析,即从水泥熟料、30%FA0.57 0.7000.34 0.34 0.00 0.0000 粉煤灰及矿渣在水化过程中所发生复杂的物理化学过10%Slag0.75 0.9100.34 0.00 0.08 0.0000 程人手,分析水化产物的微观形貌特征,进一步深层次20%Slag0.66 0.9100.34 0.00 0.17 0.0000 分析混凝土宏观性能形成的机理。
30%Slag0.58 0.9100.34 0.00 0.25 0.000
20%FA+1.2%减水剂0.521.1000.27 0.18 0.00 0.0078 1微观试验方案10%Slag+1.2%减水剂0.59 1.1600.27 0.00 0.07 0.0077
20%FA+10%Slag+0.47 1.10 00.27 0.18 0.05 0.0078 本试验将研究掺人粉煤灰、矿渣及高效减水剂共1.2%减水剂 计10种配合比的混凝土14d、28d扫描电镜的典型特2养护14d水化产物微观形貌分析 征照片并分析其微观结构特性。
试验试件的制备方法:利用水泥砂浆抗折强度的据试验结果观察,因龄期较短,混凝土与水泥的水 试验模具,制备40mmx40mm×160mm不含粗集料的水化反应并不显著。
由空白组(如图1)可知水泥水化并 收稿日期:2015-05-14不完全,混凝土砂浆体表面存在少量针状或刺状的C-
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万方数据
粉煤灰综合利用 2015 NO.5FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION 专题研究 S-H,有少量水化生成的Ca(OH)嵌在水化物中,且之增多,矿渣填充于混凝土的孔隙中,进而提高其强 试件表面孔隙裂缝较多。
观察掺人10%粉煤灰的试度。
此外,由于矿渣与Ca(OH)发生反应使得试件中 样(如图2)知,粉煤灰水化程度较低,混凝土砂浆体表的Ca(OH)量减少,而Ca(OH)比较脆弱,因此它的 面可以看到少量球状的粉煤灰颗粒。
在掺加20%FA减少会抑制裂缝的产生,提高混凝土的强度。
和30%FA的试验中,粉煤灰颗粒进一步增多,与掺加 10%FA的试样类似,表面水化产物依旧很少。
通过观 察分析,随着粉煤灰...