為深入揭示水泥基材料滲透率與孔結(jié)構(gòu)間的關(guān)系,以不同水灰比、不同溫度水養(yǎng)的白水泥砂漿為研究對象,利用低場磁共振與壓汞技術(shù)分別測試了砂漿在飽水與干燥狀態(tài)下的孔徑分布,并利用穩(wěn)態(tài)滲透法測試其水分滲透率。結(jié)果表明:砂漿在飽水與干燥狀態(tài)下的孔結(jié)構(gòu)差異顯著,臨界孔徑相差1個數(shù)量級左右,原因在于水化硅膠鈣（C-S-H）凝膠具有顯著的水敏性。經(jīng)歷56 d 80℃熱水養(yǎng)護(hù)后,由于C-S-H凝膠高溫老化加速,飽水砂漿的孔隙率及臨界孔徑顯著增大,孔結(jié)構(gòu)明顯粗化,水分滲透率增大,對耐久性不利。干燥預(yù)處理對壓汞測試所得孔結(jié)構(gòu)的影響可能遠(yuǎn)超高溫老化,在分析孔結(jié)構(gòu)變化時必須考慮水敏性的影響,否則可能得出錯誤結(jié)論。將孔隙視作不同大小的毛細(xì)管束,經(jīng)典Kozeny-Carman模型可基于低場磁共振測試所得飽水孔徑分布曲線來準(zhǔn)確預(yù)測水分滲透率,將比例系數(shù)取為1.09所得理論值與實測值的相對誤差在[–42.7%,71.1%]范圍內(nèi),預(yù)測精度接近極低滲透率測試的誤差水平。 

【文章來源】：硅酸鹽學(xué)報. 2020,48(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

砂漿試件的孔徑分布曲線

由表1和圖2可見，20℃溫水養(yǎng)護(hù)砂漿材料的水分滲透率分布在2.1×10–20～10.1×10–20 m2范圍內(nèi)，大致隨水灰比的增大而增大。當(dāng)經(jīng)歷80℃熱水養(yǎng)護(hù)56 d后，砂漿材料的水分滲透率顯著增大，主要分布在3.7×10–20～26.1×10–20 m2范圍內(nèi)，每組砂漿的水分滲透率均值是20℃溫水養(yǎng)護(hù)試件的2.6～4.9倍，且低水灰比砂漿的增大幅度更為明顯，根本原因在于熱水養(yǎng)護(hù)導(dǎo)致C-S-H凝膠老化且砂漿的孔結(jié)構(gòu)明顯粗化，這與前文孔結(jié)構(gòu)分析所得結(jié)論相吻合。由于熱水養(yǎng)護(hù)后不同水灰比砂漿材料的總孔隙率相差不大，此時水分滲透率隨水灰比的增大而增大的趨勢并不明顯，水灰比為0.35～0.45砂漿的水分滲透率相差無幾，水灰比在0.50以上2組砂漿的水分滲透率也差別不大，但依然比低水灰比砂漿的水分滲透率要高1倍左右。高溫養(yǎng)護(hù)會顯著提高水泥基材料的孔隙率和滲透率，對耐久性不利。3.2.2 Kozeny-Carman模型

為了進(jìn)一步分析KC模型對水分滲透率的預(yù)測能力，將比例系數(shù)取定b=1.09，直接基于20℃溫水與80℃熱水養(yǎng)護(hù)砂漿試件在飽水狀態(tài)下的孔結(jié)構(gòu)信息來計算KC模型的預(yù)測值，它與水分滲透率實測值的對比如圖4和圖5所示�？梢姡瑢�20℃溫水養(yǎng)護(hù)砂漿材料來說，KC模型計算所得水分滲透率與實測值的相對誤差在[–42.7%,29.6%]較小范圍內(nèi)；KC模型對80℃熱水養(yǎng)護(hù)砂漿的預(yù)測值與實測值的相對誤差在[–32.7%,71.1%]范圍內(nèi)，這與砂漿材料極低水分滲透率的測試精度有關(guān)。KC模型預(yù)測結(jié)果的相對誤差看似較大，但如果與相關(guān)文獻(xiàn)利用壓汞測試所得孔徑分布曲線進(jìn)行預(yù)測所得結(jié)果的誤差動輒達(dá)1～2個數(shù)量級相比[15–20],KC模型的預(yù)測精度已大幅提高并接近極低水分滲透率的試驗測量誤差水平，理論預(yù)測誤差可控制在70%以內(nèi)，并能準(zhǔn)確反映水分滲透率隨水灰比和孔隙率的變化趨勢。在預(yù)測水泥基材料的水分滲透率時，基于飽水狀態(tài)下的孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析是確保預(yù)測精度的關(guān)鍵。圖4 20℃溫水養(yǎng)護(hù)試件水分滲透率的實測值與預(yù)測值


本文編號：3133290