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作者:卢艺菲;王捷;梁华明;杨振丽;周春圣;
单位:哈尔滨工业大学土木工程学院;中铁科研院文化遗产保护研究院;
摘要:受水与水泥水化产物间特殊相互作用的影响,水泥基材料毛细吸水过程呈现逐渐并最终明显偏离多孔介质非饱和流动理论经典规律的异常特征。矿物掺合料对初始毛细吸水速率的影响已得到广泛研究,但对它如何影响异常毛细吸水行为及过程的相关研究较为匮乏。以高掺粉煤灰、矿渣及硅灰的白水泥砂浆为研究对象,测试其长期毛细吸收水与吸收异丙醇的过程,结合低场磁共振弛豫技术测试结果,从孔结构特征演化角度,阐述矿物掺合料影响长期毛细吸收过程的内在机理。结果表明:毛细吸收异丙醇曲线始终服从时间平方根线性规律,毛细吸水曲线则会逐渐发生偏离。3种矿物掺合料的掺入均会降低毛细吸收异丙醇速率,且粉煤灰降低效果最显著。在毛细吸水初期,矿渣会明显提高砂浆毛细吸水速率,硅灰和粉煤灰则显著降低;在后期,高掺硅灰明显提高砂浆毛细吸水速率,高掺矿渣和粉煤灰则显著降低。高掺硅灰会降低水泥基材料的水敏性,高掺矿渣和粉煤灰则会提高其水敏性,使毛细吸水过程开始偏离初始线性规律的时间提前,后期偏离程度提高,且矿渣的影响更为显著。高掺矿渣和粉煤灰可明显改变水化硅酸钙凝胶的组成和微结构,显著增强水泥基材料水敏性,进而提高水泥基材料的抗渗性能及干湿循环条件下的耐久性能。
关键词:矿物掺合料;水泥砂浆;毛细吸收;水敏性
基金资助:国家自然科学基金(52078172); 《工程建设对岩土文物影响的智能化监测与保护技术研究-A》(中国中铁股份有限公司重点课题2021-重点-34); 《近现代特色民族工业遗产保护与开发研究》(中国中铁股份有限公司重大课题2023-重大-02)