坑口水库坝体碾压混凝土芯样显微结构分析.pdf

坑口水库坝体碾压混凝土 芯样显微结构分析 杨松玲 周守贤 吴丽华 (长江水利委员会长江科学院材料结构研究所) [摘要]通过对坑口坝坝体碾压混凝土芯样(混合龄期10年)的扫描电镜显 微图像观测得知：少胶材用量、较低熟料、较高水胶比配制的碾压混凝土中，主 要水化产物仍是水化硅酸钙凝胶，其次是氢氧化钙和钙矾石；粉煤灰已参与水化 反应，生成的水化产物对碾压混凝土的物理力学性能作贡献，未水化的部分作为 微集料起填充骨架作用；在碾压混凝土配合比设计中，应重视胶凝材料用量、粉 煤灰掺量和水胶比，以保证良好的微结构和物理力学性能。 1 引 言 受福建大田坑口碾压混凝土坝管理委员会委托，1995年11月长江科学院对坑El坝坝 体的碾压混凝土芯样进行了扫描电镜电子显微图像观测。此项观测的目的，在于了解坑口 坝坝体碾压混凝土中胶凝材料的水化情况和微结构形态，通过对水化产物的微观分析，为 今后其他工程的碾压混凝土配合比设计提供借鉴。 2碾压混凝土芯样 坑口坝坝体碾压混凝土芯样由坑口碾压混凝土坝管理委员会提供，其芯样配合比见表 1。据介绍，坑口坝碾压混凝土始筑高程562．Om，于1985年11月19日开盘碾压，1986年 4月结束，同年7月30日下闸蓄水运行。此次观测的坝体碾压混凝土芯样为1986年10月 钻取。该芯样所处位置高程在576～579．36m之间，距大坝上游面约5m。芯样刚好为一个 碾压层，厚度约33cm。用肉眼观察，其断面结构较致密，上下接合层处均有天然砂的砂浆 层。芯样钻取以后，长期存放在管理处办公楼的底层楼梯拐角处，直至此次观测。 表1 坑口坝管委会提供的芯样配合比 水泥 粉煤灰 人工砂 小石 中石 大石 水 木钙 砂率 (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (％) 60 80 887 322 548 411 98 0．28 36．8 570 施工所用水泥为大田县水泥厂生产的425R硅酸盐水泥；粉煤灰由福建邵武火电厂供 应；人工砂为凝灰溶岩人工砂，并带有少量石粉。 3扫描电镜显微图像观测 从扫描电镜显微图像观测结果中可以看到，芯样的整个微观结构不很均匀(见图1、图 2和图3)。局部结构疏松，水化产物之间未较好的延伸搭接(见图3和图4)。胶凝材料的 图11)。少量针棒状钙矾石晶体呈小堆分布在空隙中(见图5和图6)。氢氧化钙晶体量较 少，且边角遭溶蚀，已无完整的六方片状外形(见图10和图11)。粉煤灰在碱性介质(溶 解后的氢氧化钙等)的作用下，不同程度地参与水化(见图7、图8和图9)。个别孔隙中 有结晶较好的粗大晶体(见图12)，可能是由氢氧化钙碳化后形成的碳酸钙晶体。 图2 5000x 图1 1000x (网络状凝胶[c—s—H(II)] (结构较致密) 相互延伸搭接，连成～片) 图4 3000x 图3 1000x (网络状水化硅酸钙[c—s，H(II)] (局部结构疏松，水化产物间延伸搭接不好，孔隙较多) 凝胶，颗粒间延伸搭接局部不好) 5力