[發明專利]利用礦物摻合料的彈性模量進行混凝土徐變主動控制方法

有效

• 申請號: 201310524257.2
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103787606A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 趙慶新;劉曉晨;李迎華;魏會林;孔才華;于俊超;李揚
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C04B18/30
• 分類號: C04B18/30
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 崔鳳英

技術領域

本發明涉及一種主動控制混凝土徐變的技術，尤其涉及一種利用礦物摻合料的彈性模量進行混凝土徐變主動控制方法。

背景技術

當前，礦物摻合料在水泥基材料中的應用得到了長足發展，其中應用最廣泛的當屬粉煤灰與磨細礦渣，其目的已不僅是局限于節約水泥用量與利用廢棄物，而是著重于改善混凝土的各項性能。徐變作為混凝土的長期變形性能，對工程結構影響深遠：在預應力鋼筋混凝土結構中，徐變可以引起預應力損失，增加結構變形量；在大體積混凝土結構中，徐變則能起到降低溫度應力，減少微裂縫的作用；對于內部裂縫等缺陷部位或結構局部應力過大的情況，徐變能夠緩解應力峰值，減弱應力集中現象。可以看出，徐變在不同工程情況下對結構安全與正常使用能夠產生不同的利害影響。在實際工程中，進行徐變監測周期很長，投入的人力、物力較大，一般不進行混凝土徐變監測，即使監測到混凝土徐變不符合要求，混凝土結構也已經無法改變，徐變測試屬于被動的事后觀測。目前，國內外已經對混凝土徐變有一定的研究，也取得一些成果，但是還缺乏把事后被動檢測徐變轉變為事前主動控制徐變的研究，本發明利用礦物摻合料-水泥顆粒的彈性模量差異，結合礦物摻合料界面結合情況的影響來調控混凝土徐變。

發明內容

為了對混凝土徐變進行有效控制，延長建筑物使用壽命，本發明根據工程結構對徐變的實際要求，通過優選礦物摻合料與控制配合比的方式，利用礦物摻合料與水泥的顆粒彈性模量差異，結合礦物摻合料界面結合情況的影響對混凝土徐變進行事先調控。應用納米壓痕技術，選取彈性模量低于水泥顆粒的礦物摻合料增大徐變；選取彈性模量高于水泥顆粒的礦物摻合料抑制徐變；同時注意礦物摻合料在高摻量時的界面效應對徐變的增大作用，以此達到主動調控混凝土徐變的目的。

為了解決上述存在的技術問題，實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種利用礦物摻合料的彈性模量進行混凝土徐變主動控制方法，其內容包括如下步驟：

1、提取原材料

根據工程所處的地區選擇滿足工程要求的水泥和礦物摻合料，礦物摻合料主要包括：符合國家標準的一級粉煤灰、二級粉煤灰、S105級磨細礦渣和S95級磨細礦渣；

2、實驗檢測

2.1水泥、粉煤灰顆粒、礦渣顆粒的彈性模量測試

為滿足納米壓痕試驗對被測材料表面光潔度要求，實驗檢測前須對水泥、粉煤灰及磨細礦渣顆粒進行預處理，用酚醛樹脂鑲嵌各顆粒；依次使用200、400、600目和1000目的金相砂紙，將成型的酚醛樹脂試件用磨光機打磨，并用拋光機拋光；將打磨拋光后的試件置于超聲波清洗器中用丙酮清洗15min后烘干待測；應用TriboIndenter原位納米力學測試系統對水泥、粉煤灰顆粒與礦渣顆粒的彈性模量進行測試；

2.2礦物摻合料與基體界面結合實驗

參照工程設計中的水膠比，制備多組凈漿試件，比如：F0（不加摻合料）、F30（摻加30%粉煤灰）、F60（摻加60%粉煤灰）、S30（摻加30%磨細礦渣）、S60（摻加60%磨細礦渣），并通過外加劑摻量調整所有漿體稠度，使其達到要求；用模具成型后，置于20±1℃、相對濕度大于95%的標準養護室中帶模養護；48h脫模后在20±1℃溫度條件下水養護至預定齡期，預定齡期可根據實際情況取28d、90d或180d，待試件養護至預定齡期后取出，并經過剖斷、抽真空和噴金處理后，在掃描電子顯微鏡下觀測剖斷面形貌；

3、混凝土徐變主動控制設計

根據2.1步和2.2步的實驗檢測結果，進行混凝土配合比設計：根據徐變控制的需要，選取需要的礦物摻合料；增大徐變時選用彈性模量低于水泥顆粒的礦物摻合料，減小徐變時選用彈性模量高于水泥顆粒的礦物摻合料；需要增大徐變時盡量取較高的摻量，需要減小徐變時，取不影響界面結合的臨界摻量。

由于采用上述技術方案，本發明提供的一種利用礦物摻合料的彈性模量進行混凝土徐變主動控制方法具有這樣的有益效果：

本發明方法根據徐變控制的需要，應用納米壓痕測試技術，選取需要的礦物摻合料，需要增大徐變時選用彈性模量低于水泥顆粒的礦物摻合料，需要減小徐變時選用彈性模量高于水泥顆粒的礦物摻合料，制備不同摻量的水泥凈漿，養護至預定齡期后應用SEM觀測界面結合情況，確定不影響界面結合的最高摻量和臨界摻量進行配合比設計，需要增大徐變時盡量取較高的摻量，需要減小徐變時，取臨界摻量。