2、1)內(nèi)部開裂理論;(2)凝膠體的非均質(zhì)性理論,研究結(jié)果表明,環(huán)境溫度升高加快了混凝土早期強(qiáng)度的發(fā)展,而降低了其后期強(qiáng)度,關(guān)鍵詞:混凝土強(qiáng)度;孔隙率;水灰比;水化反應(yīng)速率;微觀力學(xué);相對強(qiáng)度中圖分類號(hào):34&!%文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:5文章編號(hào):$"""!$(%("!""))"6!"6’)!"6混凝土是由水泥、骨料和水共同組成的復(fù)雜多相聚集體,從宏觀結(jié)構(gòu)上看,可以把混凝土看成是連續(xù)相的水泥漿和離散相的嵌入在水泥漿中的骨料顆粒所組成的復(fù)合材料[$],并且當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸大于骨料尺寸)倍時(shí),混凝土往往可以看成是均勻的各向同性材料;從微觀結(jié)構(gòu)看,混凝土是由水泥凝膠、氫氧化鈣結(jié)晶、未
3、水化的水泥顆粒、凝膠孔隙、毛細(xì)管、孔隙水以及氣泡等組成,因?yàn)榛炷了磻?yīng)要延續(xù)相當(dāng)長的時(shí)間,毛細(xì)管中的水分還會(huì)繼續(xù)蒸發(fā),留下不少孔隙與裂縫,因而從微觀上看混凝土是不均勻的多相材料[!],本文從宏觀和微觀兩個(gè)方面研究影響混凝土強(qiáng)度的主要因素以及溫度對混凝土強(qiáng)度發(fā)展的影響,混凝土的強(qiáng)度取決于:(-)硬化的水泥漿的強(qiáng)度;(.)漿體骨料黏結(jié)強(qiáng)度;(1)骨料的特性,在這#個(gè)因素中,水泥漿的強(qiáng)度是最重要的,所有影響水泥漿強(qiáng)度的因素都會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度,!混凝土宏觀組成材料的強(qiáng)度特性!,!硬化水泥漿的強(qiáng)度特性硬化水泥漿是由多孔(孔隙率約為!%!)且具有較大比表面積的硅酸
4、鹽凝膠顆粒組成的堅(jiān)固凝膠體,水泥漿的強(qiáng)度取決于其多孔結(jié)構(gòu)特性"因此,孔隙率成為水泥漿強(qiáng)度的決定性因素"水泥漿和孔隙率的關(guān)系可表示為#$#"78(9%&’)($)式中:#———水泥漿的強(qiáng)度;’———孔隙率;#"———零孔隙率時(shí)水泥漿的強(qiáng)度(即’:");&———與水泥種類和水泥漿齡期有關(guān)的常量"從式($)可以看出,孔隙率增大后,水泥漿強(qiáng)度呈指數(shù)級(jí)數(shù)衰減"水泥的最初孔隙率(水水泥混合物中未水化的水泥顆粒相互間最初的距離)與水灰比的關(guān)系可表示為’($!()"*!)(!)式中:’(———最初孔隙率;"———水泥的密度;!———水灰比"從式(!)可以看出,最初孔隙率隨著
5、水灰比的增大而增大"水泥水化時(shí),水化產(chǎn)物包裹在水泥顆粒表面,其體積約為未水化水泥顆粒核的!;!倍"因此,孔隙率由水泥顆粒間的水化程度決定,其距離和孔隙率都將隨著水化進(jìn)程的發(fā)展而減小"水泥漿的孔隙率可表示為";#!*";$%’#’+$$%(#)";#!*!收稿日期:!""#!$!!$%基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(&"#’(""));“十五”國家科技攻關(guān)項(xiàng)目(*+""!"#!!#!"$!"!)作者簡介:張子明($(&$—),男,江蘇姜堰人,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事工程力學(xué)和水工結(jié)構(gòu)工程研究,第!$卷第+期張子明,等溫度對混凝土強(qiáng)度的影響+-&式中:!"
6、———水泥漿的孔隙率;!———水化程度#式(!)可用圖"表示#從圖"可以看出,孔隙率隨著水化反應(yīng)的增大和水灰比的減小而減小#以上分析表明,在相同的水化程度下(即相同的齡期和養(yǎng)護(hù)方案),水泥漿的孔隙率僅僅由水灰比決定#進(jìn)一步可以推斷,在這種情況下,混凝土的強(qiáng)度只取決于水灰比#圖$中的曲線表明,水泥漿的抗壓強(qiáng)度隨著水灰比的增大而減小#圖!水灰比和水化程度對水泥漿孔隙率的影響圖6水灰比與水泥漿抗壓強(qiáng)度的關(guān)系"#$%!&’’()*+’!,-..($/((+’"#$%67(2,*#+-8(*9((-)+53/(44#:(01./,*#+-+-*+*,23+/+4#*1
7、+’)(5(-*3,4*(4*/(-$*0+’)(5(-*3,4*(4,-.!!#6漿體骨料的黏結(jié)強(qiáng)度特性水泥漿與嵌入其中的骨料顆粒的黏結(jié)強(qiáng)度主要取決于兩者之間的物理作用#因?yàn)楣橇弦话愠识栊裕c水泥漿很少發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以漿體骨料黏結(jié)強(qiáng)度主要與水灰比和骨料的表面特征有關(guān)#水灰比對漿體骨料黏結(jié)強(qiáng)度的影響類似于對水泥漿強(qiáng)度的影響,即水灰比減小水泥漿強(qiáng)度和漿體骨料黏結(jié)強(qiáng)度隨之增大[!,%]#可以看出,水灰比對于混凝土強(qiáng)度起決定性作用#粗糙的骨料表面可以提高水泥漿和骨料之間的咬合力,因而可以提高漿體骨料的黏結(jié)強(qiáng)度,從而提高混凝土的強(qiáng)度#試驗(yàn)結(jié)果表明,在其他條件相同的
8、情況下,使用粗糙骨料的混凝土的強(qiáng)度較高#通常,在水灰