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1、浅谈公路混凝土的微观结构和性能关系 以及测试技术,研究意义,近年来，基于我国国情，混凝土发 展十分强劲，同时道路混凝土技术发 展快速，尤其是强度及耐久性等宏观 路用性能研究己成为关注的热点，研 究成果不断涌现，工程应用实例也为 数不少。但是，对道路混凝土宏观路 用性能劣化与微观结构变化之间关系 的研究尚少，因而无法从本质上揭示 道路混凝土衰变与破坏的机理。因而 接下来研究这个方向具有很好的实用 价值。,微观结构影响了什么？,道路混凝土孔结构测试方法及选定,压汞法,1.优点： MIP法特别是高压汞测孔法是目前应用最多且最有效的孔结构测试方 法，并广泛应用于测量水泥基材料孔结构的研究，对硬化水泥浆
2、和砂浆 的孔结构参数(如孔隙率、孔径尺寸和孔径分布)等己取得了很多成果。 压汞法所测量的孔径范围较宽，从几个pm到几nm范围内的孔都可以用 该方法进行测量。 压汞法给出的信息是一个非常完整的孔分布，可以对水泥石的孔有一 个清晰全面的认识。 压汞试件制作简单，易于处理。 压汞法试验耗时短，试验精度较高。 2.实验器材 Autoscan 60水银压汞仪（10（-4）-150um）,3.基本原理 依据水银对固体表面的不可湿润性，当把水银用一定压力压入毛细管时必须 克服毛细管阻力，其压力与毛细管半径有关，压入水银的体积则为孔体积。因 此，可通过测定压力与水银压入量来获得孔径与孔体积之间的关系，从而得出
3、被 测混凝土孔结构各参数。压汞试验所得到的直接结果为不同孔径范围所对应的孔 隙量，进一步计算可得到孔隙率、临界孔径、平均孔径、最可几孔径等孔结构参 数。 4.样品要求 56d龄期的试样，取样时采用普通切割机粗略切取小块试样，然后通过砂纸简 单打磨成圆球状，无需复杂的操作程序。打磨后将试样浸泡在酒精巾使之停止水 化，烘干后置入干燥小瓶，以供测孔试验使用。,道路混凝土气孔结构测试方法,直线导线法： 1.基本原理： 在试样中取任意直线，气孔在此直线上所截取线段长度的总和与此直线全长的 比值，即为气孔在试样中的体积含量。 2.步骤：该法首先用物镜测微尺校准目镜微尺刻度，然后在观测面两端贴导线 间距标志
4、，使选定的导线长度平均分布在观察范围内，调整观测面位置，运用 目镜测微尺进行定量测量。从第一条导线开始观察，分别记录视域中气孔的数 量、测微尺所截取的每个气孔的弦长刻度值及所截取的气孔截面直径。,孔结构与混凝土强度的关系,发展历程： 1.1896年，法国的Feret首先提出了“混凝土强度与孔隙率的经验关系”, 如下公式,2.到了20世纪60年代，美国的TCPowers基于自己对水泥石结构的假设及大量试验结果，将水泥的主要水化产物(凝胶)考虑进来，提出了反映水泥石强度与其孔隙率关系的胶空比公式,3.1979年，瑞典学者TCHansen以TCPowers的试验数据及假设基 础为依据，建立了水泥石与
5、混凝土的强度组合模型，即以下公式,可见上述四个研究都表明了孔结构对强度均有一定的影响,4.在1980年第七届国际水泥化学会议上，Jamber指出：,1)不同水化产物，即使固相、孔隙率相同，抗弯拉强度可能相差很大，并将其归因 于不同孔径分布所致。 2)孔隙率相同时，孔径越小强度越高,注：孔分为四个区段：200nm以上的多害孔区段；100200nm之间的有害孔区段；20100nm之间少害孔区段；20nm以下的无害孔区段。,1.道路混凝土的磨耗量随着总气孔率的增加而增大，二者呈正比关系,孔结构与混凝土耐磨性的关系,2.平均孔径与磨耗量之间的相关性显著，磨耗量随着平均孔径的增大而 增高，因此平均孔径是
6、从细观方面评价混凝土耐磨性的主要指标之一。,孔结构与混凝土抗渗性的关系,1.选择氯离子抗渗性(电通量)作为道路混凝土抗渗性的评价指标,总气孔率与电通量的关系,孔结构与混凝土抗冻性的关系,1.道路混凝土的微观结构与抗冻性有着密切的联系，冻融破坏之所以发 生，主要因为混凝土是一种由水泥砂浆及粗骨料组成的多孔复合材料。 2.欧洲混凝土耐久性委员会的研究表明，混凝土中的孔分布越均匀，其 抗冻性越好。在冰冻产生膨胀压力时，孔径分布均匀时能够承受较大的 膨胀压力，分布不均匀时则易出现应力集中而导致混凝土破坏。,道路混凝土是一种微观结构和力学性能都非常复杂的工程材料，而且 应用比较广泛，人们经过多年的研究至今尚有很多问题未弄清。因而急 需一种新的工具投入到研究混凝土领域中，以致促进对混凝土的微观结 构和性能关系的研究，以致最后投入到实际工程中，提高我国各级公路 和城市道路的质量，延长其使用年限，节约成本。,未来的展望,谢谢！,