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真空脱水工艺下的混凝土性能

欧阳幼玲 傅勇明 钱文勋 陈迅捷 陈思兴

欧阳幼玲,傅勇明,钱文勋,等. 真空脱水工艺下的混凝土性能[J]. 水利水运工程学报,2022(3):66-73. doi:  10.12170/20210618001
引用本文: 欧阳幼玲,傅勇明,钱文勋,等. 真空脱水工艺下的混凝土性能[J]. 水利水运工程学报,2022(3):66-73. doi:  10.12170/20210618001
(OUYANG Youling, FU Yongming, QIAN Wenxun, et al. Performance of concrete with vacuum dewatering process[J]. Hydro-Science and Engineering, 2022(3): 66-73. (in Chinese)) doi:  10.12170/20210618001
Citation: (OUYANG Youling, FU Yongming, QIAN Wenxun, et al. Performance of concrete with vacuum dewatering process[J]. Hydro-Science and Engineering, 2022(3): 66-73. (in Chinese)) doi:  10.12170/20210618001

真空脱水工艺下的混凝土性能

doi: 10.12170/20210618001
基金项目: 福建省交通运输科技项目(202010)
详细信息
    作者简介:

    欧阳幼玲(1973—),女,湖北黄石人, 高级工程师,硕士,主要从事水工新材料研究。E-mail:ylouyang@nhri.cn

  • 中图分类号: TU528.01

Performance of concrete with vacuum dewatering process

  • 摘要: 为提高混凝土保护层的抗渗透性能并避免表面裂缝的产生,从而提升钢筋混凝土的耐久性,采用真空脱水工艺,通过宏观性能试验结合微观孔结构分析,研究了真空脱水混凝土的性能及其性能改善机理。试验结果表明:(1)真空脱水混凝土的配合比在试验设计范围内取较低的初始水胶比、较少的单位用水量和比非真空混凝土增加约20 %以上的适宜砂率,可以提高真空混凝土的真空脱水率和混凝土性能;(2)采用真空脱水工艺后,混凝土28 d抗压强度的提高值随着水胶比的增大而增加;混凝土72 h抗冲磨强度的提高值随着水胶比的增大而减小,低水胶比混凝土的抗冲磨性能的提高效果尤为显著;(3)与非真空混凝土相比,真空混凝土的干缩变形减小,抗渗透性能显著提高。孔结构分析结果表明:真空脱水主要增加了混凝土中20~50 nm这一孔级的体积含量,混凝土总孔隙率明显降低、最可几孔径减小、临界孔径和平均孔径均明显减小,从而优化和细化了混凝土孔结构。真空脱水工艺可以作为提高钢筋混凝土保护层性能的有效措施,供设计和施工参考。
  • 图  1  不同水胶比下真空脱水混凝土的强度性能

    Figure  1.  Strength properties of vacuum dewatered concrete with different water-binder ratios

    图  2  使用真空脱水工艺后混凝土的表观效果

    Figure  2.  Apparent effect of concrete with vacuum dehydration process

    图  3  不同强度真空脱水混凝土的干缩变形性能

    Figure  3.  Shrinkage deformation properties of vacuum dewatered concrete with different strengths

    图  4  真空与非真空条件下混凝土的微分孔径分布曲线

    Figure  4.  Differential pore size distribution curves of vacuum and non-vacuum dewatered concretes

    图  5  真空与非真空条件下混凝土的孔级分布

    Figure  5.  Pore size distribution of vacuum and non-vacuum dewatered concretes

    表  1  水泥的化学成分

    Table  1.   Chemical compositions of cement 单位:%

    SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3K2OSO3烧失量
    25.638.2753.362.733.220.621.693.62
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    表  2  真空脱水混凝土配合比正交试验设计与试验结果

    Table  2.   Orthogonal test design and results of vacuum dewaterd concrete mix

    试验号因子真空脱水率/%28 d抗压强度/MPa
    A
    水胶比
    B
    砂率
    C
    用水量/(kg·m−3)
    D
    外加剂
    非真空真空
    1 0.40 0.38 150 聚羧酸系 11.0 45.1 49.1
    2 0.40 0.44 160 氨基系 11.2 43.5 48.8
    3 0.40 0.50 170 萘系 9.1 43.1 47.6
    4 0.44 0.38 160 萘系 12.2 42.1 45.0
    5 0.44 0.44 170 聚羧酸系 13.5 40.8 46.3
    6 0.44 0.50 150 氨基系 13.0 40.2 45.2
    7 0.48 0.38 170 氨基系 13.8 39.2 43.2
    8 0.48 0.44 150 萘系 16.7 38.4 44.1
    9 0.48 0.50 160 聚羧酸系 15.4 37.9 41.9
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    表  3  各因子对真空脱水混凝土性能影响的极差分析

    Table  3.   Range analysis in influence of each factor on the performance of vacuum dehydrated concrete

    状态 性能参数各因子的极差
    水胶比砂率单位用水量外加剂
    极差R(脱水前)28 d抗压强度5.401.730.200.30
    极差R(脱水后)真空脱水率4.871.471.430.63
    28 d抗压强度5.371.501.070.53
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    表  4  不同水胶比下真空脱水混凝土配合比及拌合物性能

    Table  4.   Mix ratio and properties of vacuum dewatered concrete with different water-binder ratios

    试件编号水胶比砂率用水量/ (kg·m−3)外加剂掺量/%水泥品种坍落度/mm真空脱水率/%
    PC-10.320.421501.2P·O 42.5559.6
    PC-20.400.461501.2P·O 42.56514.4
    PC-30.480.501501.2P·O 42.57016.2
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    表  5  真空与非真空脱水混凝土抗渗性能试验结果

    Table  5.   Permeability resistance results of vacuum and non-vacuum dewatered concretes

    工艺条件试件平均渗水高度/mm
    水压0.6 MPa水压0.9 MPa水压1.2 MPa
    非真空脱水 3 8 16
    真空脱水 5 8 10
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    表  6  真空与非真空脱水混凝土的孔结构参数

    Table  6.   Pore structure parameters of vacuum and non-vacuum dewatered concretes

    试件及其部位最可几孔径/nm临界孔径/
    nm
    平均孔径/nm总孔隙率/
    %
    非真空试件PC-156.785.761.05.932
    真空试件表层ZPC-1S46.573.250.23.946
    中间层ZPC-1M53.578.161.05.203
    底层ZPC-1B56.781.062.45.466
    非真空试件PC-259.299.273.46.495
    真空试件表层ZPC-2S48.981.256.14.328
    中间层ZPC-2M56.890.373.25.619
    底层ZPC-2B57.696.276.25.609
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-06-18
  • 网络出版日期:  2022-02-15
  • 刊出日期:  2022-07-03

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