新拌混凝土渗透性表征方法研究

In order to solve the problems, such as long experiment period, hysteretic results and results be not match with actual situation in hidden structure which existing in existing technology for evaluating the permeability of concrete, fresh concrete is set as the object of the study, and characterization method for permeability of fresh concrete shall be researched. Permeablity of fresh concrete will be divided into two parts, one is from mix with water to initial setting, another is from initial setting to final setting. Correlation between permeability, electrical parameters and pore structure parameters variation with time in two stages of fresh concrete shall be studied by soil percolation test and non-contact electrical parameters test combining with results of air void analyzer, mercury injection apparatus, low temperature scanning election microscope and vacuum filtration. Testing method for permeability of fresh concrete based on electrical parameters shall be proposed. On this basis,the estimating index for permeability of fresh concrete shall be proposed by studying the effect of w/b, mineral admixtures type and dosage, aggregate properties, water reducing agent，air entraining agent,curing temperature and moisture on permeability of fresh concrete combining with hydration test and pore structure test. The characterization method should be established by studying the correlation of permeability and correlation of pore structures between fresh and hardend concrete under different conditions, respectively. Permeability model of fresh concrete shall be established by researching the permeating mechanism of multi-scale fresh cement paste, fresh mortar and fresh concrete.

为解决现有混凝土渗透性评价方法试验周期长、结果滞后以及无法真实反映隐蔽结构混凝土渗透性等问题，拟以新拌混凝土为研究对象，开展新拌混凝土渗透性表征方法研究。将新拌混凝土渗透性研究分为加水搅拌—初凝和初凝—终凝两阶段，以土体渗滤试验法和非接触电参数试验法，并结合新拌混凝土孔结构分析仪、压汞仪、低温扫描电镜、真空抽滤等手段研究两阶段渗透性与电学参数和孔结构参数时变规律间的关联性，提出基于电学参数的新拌混凝土渗透性测试方法；在此基础上，结合水化程度和孔结构测试，研究水胶比、矿物掺合料种类与掺量、骨料性能、减水剂和引气剂、养护温度和湿度等因素对新拌混凝土渗透性的影响规律，提出新拌混凝土渗透性评价指标；分别研究不同因素作用下新拌与硬化混凝土渗透性、孔结构参数的相关性，确定新拌混凝土渗透性表征方法；基于提出的标征方法，系统研究不同尺度新拌水泥净浆—砂浆—混凝土渗透机理，建立新拌混凝土渗透模型。

渗透性是决定混凝土耐久性的关键因素，国内外关于混凝土渗透性的研究方法有水渗法、气体渗透法以及离子渗透法等，但均是以硬化混凝土为研究对象，在实际应用中存在试验周期长、结果滞后和试验结果与实体结构混凝土真实渗透性偏差大的问题。现有研究已经证实，硬化混凝土性能与施工期新拌混凝土性能状态间有密切关系，早期新拌混凝土性能好坏决定了后期硬化混凝土性能的高低。因此，为解决现有混凝土渗透性评价方法的不足，开展本项目研究。.本项目结合混凝土渗透性特点，提出了适合于不同水化阶段的新拌混凝土渗透性表征方法，即在加水搅拌至初凝阶段可用改进的基于土力学渗透性的测试装置来测试其渗透性；而对初凝以后阶段则可用电化学参数法来测试混凝土的渗透性，且采用电化学参数表征渗透性更准确；通过对净浆—砂浆—混凝土三种不同尺度材料的体积电阻率、孔溶液电阻、凝胶电容和凝胶电阻等电学参数的研究，提出了基于电化学参数法的新拌混凝土渗透性评价指标，即可用体积电阻率和孔溶液电阻评价水泥基材料新拌阶段渗透性；通过研究确定不同强度等级混凝土的12h体积电阻率和孔溶液电阻均与56d混凝土电通量和氯离子扩散系数具有极好的相关性，确定以新拌混凝土12h体积电阻率和孔溶液电阻可用于评价硬化混凝土渗透性；建立了新拌混凝土电化学参数与硬化混凝土渗透性的相关性模型，并按照《铁路混凝土》中混凝土抗渗性的指标，计算得到了用于快速评价混凝土渗透性的体积电阻率和孔溶液电阻限值。.本项目通过间接表征的方式，提出了用新拌混凝土12h电化学参数表征硬化混凝土渗透性的方法和评价指标，初步实现了通过测试新拌混凝土电学指标判断混凝土硬化体渗透性的预期目标。