【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土木工程试验方法领域，具体涉及一种对混凝土内气孔进行无级调控的方法和混凝土试件。
技术介绍
1、混凝土作为一种常见的建筑材料，孔隙是其固有属性。根据不同的形成机制，混凝土内部的孔隙可分为凝胶孔、毛细孔、气孔以及裂缝。其中气孔由于较大的尺寸，对混凝土性能的影响广泛。目前，关于气孔对混凝土导热性、导电性、抗压强度、抗冻性的影响已有相关报道。探究气孔对混凝土的影响规律及机制具有重要意义。然而实现对混凝土内气孔的研究，必须依托一系列改变气孔的方法。
2、混凝土内的气孔主要通过搅拌过程中裹挟空气而产生。目前，最常用的气孔调控方法主要包括延长搅拌时间以及添加引气剂。然而，这两种方法均存在一定的限制性。延长搅拌时间会导致混凝土的水化进程、均质性、水化可用水含量等受到改变。此外混凝土的含气量只在一定范围内与搅拌时间成正比，即混凝土的含气量随着搅拌时间的延长呈现先增加后减小的趋势。引气剂作为一种阴离子表面活性剂，其作用机理更为复杂。除了影响混凝土的水化进程、化学组分、气泡形貌及稳定性外，引气剂引入气孔的尺寸范围极为有限，其主要作用的气孔尺寸约为20-200微米。综上所述，延长搅拌时间及添加引气剂的方法存在如下问题：(1)在改变气孔时引入除气孔以外的其他影响混凝土性能的因素；(2)上述两种气孔调控方法主要通过引入新气泡来改变含气量，并不能实现气孔尺寸的单因素变化。
3、因此，为进一步探究气孔尺寸对混凝土性能的影响规律，完善目前气孔研究领域的空缺，亟需设计一种只改变混凝土内气孔尺寸，而不改变混凝土其余性能的气孔调
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供一种对混凝土内气孔进行无级调控的方法和混凝土试件，本专利技术通过降低新拌混凝土所处环境的气压，实现混凝土内气泡的膨胀，并通过限制低气压介入时间，在保证气泡维持在低压介入后状态的同时，减小甚至消除低气压环境对混凝土基体其他性质的影响。此外对拌合水进行升温排气及室温真空储存的预处理，从而解决气压降低过程中因水中气体溶解度降低而造成的气泡析出现象，最终实现气孔尺寸的单一变量。
2、为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种可实现混凝土内气孔尺寸无级调控的试件制备方法，首先，在进行配合比设计时通过添加减水剂方法降低混凝土浆体的表面张力；其次，对拌合水进行升温排气及室温真空储存的预处理，预先排除溶解于水中的空气，待拌合水室温真空储存时间超过48小时后进行混凝土的搅拌、入模、振实；最后，降低已完成搅拌、入模、振实的混凝土所处环境气压，并在混凝土强度发展至经历气压改变而不发生损伤的程度时将气压恢复至常压即可。具体处理过程如下：
4、(1)准备浇筑混凝土所用的水泥、水、砂、石及减水剂；
5、(2)设计混凝土配合比；
6、(3)将拌合水加热至沸腾后室温真空储存48小时；
7、(4)预设混凝土的介入低压大小及低压介入时间；
8、(5)完成混凝土搅拌、入模、振实的工序；
9、(6)将装有混凝土的模具放入低压环境模拟箱，利用真空泵将低压环境模拟箱内的气压调整为预设值；
10、(7)为防止因气泡膨胀而引发的混凝土基体松散，将装有混凝土的低压环境模拟箱放置于振动台上振动；
11、(8)将振动完成的低压环境模拟箱放置于混凝土标准养护室(温度＝20±2℃、湿度＞95％)，直至到达预设的低压介入时间，将气压恢复至常压；
12、(9)将混凝土从低压环境模拟箱内取出，并覆盖塑料薄膜于混凝土上方，重新将混凝土放入标准养护室直至到达1天龄期后脱模；
13、(10)脱模后将混凝土继续放置于标准养护室直至混凝土到达指定龄期，利用切割机取内部截面进行观察。若混凝土内部并未出现因气压改变而产生的张拉裂缝，说明预设的低压介入时间符合标准；若混凝土内部出现因气压瞬变而产生的张拉裂缝，则应延长低压介入时间，并重新验证介入时间的有效性；
14、(11)利用硬化混凝土气孔结构分析仪，分析混凝土气孔结构，测试不同介入气压下硬化混凝土气孔结构参数。
15、进一步地，混凝土中包括以下组分：拌合水150～230kg/m3、水泥350～500kg/m3、砂600～800kg/m3、级配碎石1000～1300kg/m3以及减水剂1～5kg/m3。
16、采用上述技术方案的有益效果在于：
17、本专利技术在制备混凝土前需要对拌合水进行升温排气及室温真空储存处理，从而可以有效的解决后续气压降低过程中因水中气体溶解度降低而造成的气泡析出现象。
18、本专利技术通过提高减水剂的掺量，能够有效降低浆体表面张力，从而起到削减气泡膨胀需要突破的能量壁垒的功效，同时，还不会影响混凝土水化产物及微结构。
19、进一步地，低压环境的压力为小于40kpa，介入时间约为7～8h。
20、采用上述技术方案的有益效果在于：
21、本专利技术利用低压环境模拟箱改变新拌混凝土所处环境气压，连续的气压梯度可实现混凝土内气泡的无级调控。同时，通过限制低气压介入时间，可有效的减小低气压环境对混凝土基体其他性质的影响。
22、进一步地，混凝土的养护在混凝土标准养护室中进行，其温度为20±2℃、湿度＞95％。
23、一种气孔进行无级调控后的混凝土试件，采用上述方法制备得到。
24、本专利技术的有益效果：
25、本专利技术降低气压属于物理调控方式，作用机理简单并且不改变混凝土的化学组分，通过限制低压介入时间，能够巧妙地减少甚至消除低压环境对混凝土除气孔外其他性质的影响，并且，还能消除因为水化进程及产物变化对其他影响研究带来的干扰。此外，通过结合拌合水升温排气及室温真空储存的预处理以及主动降低已完成搅拌、入模、振实的混凝土所处环境气压，可以在实现调控混凝土内气孔尺寸的同时，有效抑制新气孔的产生，以便于能够以气孔尺寸作为单因素变量进行精确研究。
26、本专利技术提供了一种可实现混凝土内气孔尺寸无级调控的试件制备方法和混凝土试件，可用于混凝土材料领域研究气孔尺寸对混凝土性能的影响，为建立相应理论提供技术手段。
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1.一种对混凝土内气孔进行无级调控的方法和混凝土试件，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混凝土中包括以下组分：拌合水150～230kg/m3、水泥350～500kg/m3、砂600～800kg/m3、级配碎石1000～1300kg/m3以及减水剂1～5kg/m3。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，拌合水加热温度为100℃，储存于真空干燥箱中，储存温度为20℃、储存气压＜5kPa。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低压环境的压力为小于40kPa，介入时间为7～8h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，混凝土的养护在混凝土标准养护室中进行，其温度为20±2℃、湿度＞95％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述振动为利用混凝土振动台进行15-30s的振动。
7.一种气孔进行无级调控后的混凝土试件，其特征在于，采用权利要求1～6任一项所述方法制备得到。
【技术特征摘要】
1.一种对混凝土内气孔进行无级调控的方法和混凝土试件，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混凝土中包括以下组分：拌合水150～230kg/m3、水泥350～500kg/m3、砂600～800kg/m3、级配碎石1000～1300kg/m3以及减水剂1～5kg/m3。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，拌合水加热温度为100℃，储存于真空干燥箱中，储存温度为20℃、储存气压＜5kpa。...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛江鸿，王晴阳，许唯临，戴峰，方坤，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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