膨胀珍珠岩内养护混凝土抗压强度增长机制及数学模型建立

作者：刘玮; 张玉; 李珠; 赵福垚; 王廷俊

来源：复合材料学报, 2021, 1-15.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20210930.001

• 内养护
• 膨胀珍珠岩
• 混凝土
• 体积外掺率
• 预湿率
• 粒径
• 界面过渡区
• 数学模型

采用膨胀珍珠岩（EP）作为内养护材料，进行了混凝土抗压强度试验和EP-混凝土界面SEM试验，研究了EP的体积外掺率、预湿率和粒径对混凝土抗压强度增长的影响，最后经过公式推导，得到了EP的体积外掺率、预湿率和粒径三种因素影响下内养护浆体体积分数和水化反应程度的表达式，并结合Powers模型和混凝土抗压强度与孔隙率模型，建立了EP内养护混凝土抗压强度的数学模型。抗压强度试验结果表明：EP的内养护作用可以提高混凝土抗压强度及其增长速率。EP外掺率为30%的混凝土在90d强度会超过同龄期下普通混凝土（NC）的13%；EP预湿率为30%和50%的混凝土90 d强度分别超过同龄期NC的6.3%和5.3%，强度增长速率呈先下降后上升的趋势；EP粒径为0.2～0.5mm的混凝土90 d强度超过同龄期NC的6.4%，强度早期增长缓慢，后期增长较快；EP粒径为1.5～3.5mm和0.5～1.5mm EP的混凝土抗压强度在前期增长较快，后期速率逐渐降低、稳定。SEM试验结果表明：EP的内养护作用可以促进水泥继续水化，产物水化硅酸钙（C-S-H）和钙矾石（AFt）数量增加，排列方式更加密集，对EP-混凝土界面微裂缝有填补的作用；EP的孔洞为水化产物提供了生长空间。数学模型验证结果表明：EP内养护混凝土抗压强度的数学模型曲线与90 d强度试验值吻合良好，理论值与试验值误差小于12%。

• 单位
  长治医学院; 太原理工大学; 土木工程学院