低水胶比混凝土材料水中后期再水化研究结题摘要

高性能与超高性能混凝土由于采用低水胶比和复合矿物掺合料，硬化浆体内未水化胶凝材料存在明显的再水化现象，并影响混凝土的长期性能。低水胶比混凝土的再水化问题尚未引起工程界的足够重视，并缺乏系统的定量化研究和相关作用机理的探索。本项目通过试验研究与理论分析相结合，分析了低水胶比混凝土再水化产物的微观特性，研究了复合胶凝材料再水化的影响因素及其对混凝土力学性能和耐久性能的影响机理，建立了以不同再水化影响因素为参数的复合胶凝材料再水化模型和力学性能与耐久性能演变的预测模型，阐明了再水化作用对混凝土损伤的修复性能与微观机理，研究了温度对再水化作用影响机理与再水化加速试验方法。研究结果表明，硅粉掺量越高或水灰比越小，水泥净浆试件抗压强度到达峰值点的再水化时间越早；温度越高，抗压强度达到峰值点的时间越早，但强度提高幅度相差不大；硅粉掺量越高，毛细吸水总量越小；化学结合水增加量随水灰比增大先增大后减小，且水灰比0.25化学结合水增加量最大；温度或硅粉掺量越高，化学结合水增加量越大。超高性能混凝土的加载度越高，再水化作用对其劈裂抗拉强度的影响越显著。毛细吸水总量随再水化时间的增长不断减小，且其降幅随加载度的提高而增加；加载度越高，化学结合水量增幅越大；未水化胶凝材料再水化的填充作用降低了内部孔隙的连通性，是导致其渗透性下降的主要原因。再水化模型计算结果表明，C3S和C2S水化程度增加量均随水灰比增加呈先增大后减小的趋势，且水灰比0.25水化程度增加量最大。C3S和C2S水化程度增加量均随温度升高而增大，80℃水浴加速作用下，再水化10年C3S水化程度增量高达48%，再水化对低水灰比水泥基材料性能影响不容忽视。再水化过程中，温度越高，等效龄期越大。以水浴20℃下水泥水化程度、抗压强度和抗折强度为基准，设计的加速试验最佳水浴加速温度60℃时的等效龄期分别为1.2、3.3、18.6 d。为高性能与超高性能混凝土在工程中科学合理地应用提供了理论与技术支撑。 2100433B

高性能与超高性能混凝土由于采用低水胶比和复合矿物掺合料，硬化浆体内未水化胶凝材料存在明显的再水化现象，并影响混凝土的长期性能。低水胶比混凝土的再水化问题尚未引起工程界的足够重视，并缺乏系统的定量化研究和相关作用机理的探索。本项目通过宏观性能测试、微观试验与模型分析相结合，研究低水胶比复合胶凝材料的再水化作用机理；结合胶凝材料水化理论和扩散理论，建立再水化作用模型；通过SEM、XRD、TEM和纳米压痕等微观试验，探明再水化产物的微观形貌和微观力学特性；基于再水化模型与产物微观特性，研究水胶比、矿物掺合料、养护制度、环境温度等因素对再水化作用的影响规律及其微观机理。综合分析再水化对低水胶比混凝土性能的影响，探明再水化过程对混凝土损伤的修复作用及其微观机理，建立模拟再水化作用的加速试验方法，提出再水化作用的等效龄期定量分析方法。为高性能与超高性能混凝土在工程中科学合理地应用提供理论与技术支撑。

水胶比是指每立方米混凝土用水量与所有胶凝材料用量的比值。

水胶比，一般是对于混凝土而言的。混凝土中起到凝结作用的称为胶凝材料，水泥都很熟悉，还有粉煤灰、矿粉、硅灰等有凝结作用的材料。

本项目以低钙高贝利特水泥为研究对象，以低钙高贝利特水泥的水化硬化机理为切入点，围绕该类水泥制备混凝土的工作性、力学性能及长期耐久性进行试验研究和理论分析，针对该类型水泥的水化硬化特点，结合交流阻抗电化学测试与传统测试方法，建立低钙高贝利特水泥的综合性能评价体系。其中耐久性涵盖低钙高贝利特水泥的抗渗性、抗冻性、热工性能、抗碳化性能，而同时研究该类型混凝土孔隙结构与耐久性间的相关性，并在此基础上提出低钙高贝利特混凝土的耐久性优化措施。

水胶比，每立方米混凝土用水量与所有胶凝材料用量的比值 。