从上个世纪中期,混凝土结构因耐久性不良造成过早失效及崩塌破坏的事故在国内外屡见不鲜,世界各国为此付出了十分沉重的代价.由于工程安全因素,更由于耗费巨资的经济因素,混凝土结构的耐久性问题,越来越受到世界各国学术界和工程界的广泛重视.提高混凝土的耐久性,对节约资源、能源及资金均有重大意义. 阿利特.硫铝酸钡钙水泥是将快硬早强型矿物硫铝酸钡钙与以阿利特为主导矿物的硅酸盐水泥熟料矿物复合而得到的新的胶凝材料.该水泥既具有阿利特矿物后期强度稳定增长的优点,又具有硫铝酸钡钙矿物的快硬早强和体积微膨胀等优良性能,是一种性能优良的节能型水泥.近年来,课题组关于该水泥的制备和性能进行了系统而深入的研究,但是,用该水泥配制砂浆和混凝土及其性质的研究进行的很少,而水泥在实际工程中的应用主要是配制混凝土,因此,掌握该水泥混凝土配制及其性能的调控技术十分必要,而且非常紧迫,这也正是选择本课题的目的. 本研究采用阿利特.硫铝酸钡钙水泥,通过配合比设计和试验室试配,配制出了工作性良好的阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土,并开展了一系列的相关研究.主要研究内容包括:阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土随水胶比、掺合料种类和掺量等因素不同,抗压强度等力学性能以及抗渗性能、抗氯离子渗透性能、耐火性能和抗冻性等耐久性能的变化规律;并与相同配比的普通混凝土的相应性能进行对比研究;同时结合矿物掺合料的水化机理,阐述了掺合料对混凝土微结构的改善作用.取得的主要研究结果和结论如下: (1)与普通混凝土一样,阿利特.硫铝酸钡钙水泥混凝土的抗压强度也随水灰比的增大而减小.相同配比和养护龄期下,该水泥混凝土的抗压强度,尤其早期抗压强度,明显高于普通混凝土.在W/C分别为0.45,0.50和0.55的情况下,阿利特.硫铝酸钡钙水泥混凝土ld抗压强度分别达到22.811VIPa、17.29MPa和17.04MPa,比普通混凝土分别提高约50﹪-65﹪. (2)混凝土的抗渗性能随水灰比的增大而减小,相同配比的阿利特.硫铝酸钡钙水泥混凝土的抗渗性能明显优于普通混凝土,普通混凝土的相对渗透系数最大可达阿利特.硫铝酸钡钙水泥混凝土的40倍. (3)经75次冻融循环,阿利特.硫铝酸钡钙水泥混凝土仍具有较高的力学性能,强度损失率在40﹪左右,而普通混凝土的强度损失率达到60﹪,可见,阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的抗冻性高于普通混凝土. (4)经受相同温度的高温作用,相同配比的阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的耐火性能略高于普通混凝土,表现在同一温度点下,该混凝土具有较高的力学性能. (5)分别加入10﹪,20﹪和30﹪的矿渣、粉煤灰,混凝土的早期强度降低,但后期强度增长较快,其增长率高于未加掺合料的试样;在混凝土中加入矿渣、粉煤灰,可大大提高混凝土的密实度,改善孔结构.另外,可减少水泥水化产物CH的含量并利用粉煤灰的各种效应(微集料效应、形态效应、界面效应)可达到细化孔隙、细化颗粒、改善骨料与水泥石界面微观结构,掺合料的加入明显改善混凝土的抗渗性能,且随掺合料的增加逐渐降低;抗冻性能随矿渣产量的增加逐渐增强,随粉煤灰掺量的增加而降低. (6)通过对混凝土各龄期的水化样进行SEM分析、XRD分析和孔结构分析,发现阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土结构中的水泥-骨料界面结合较普通混凝土致密,水化产物粒径分布更为均匀,熟料颗粒基本上被水化凝胶体所包裹,结构更为致密.粉煤灰和矿渣的掺入,可显著改善胶凝材料颗粒的填充性和凝胶体的孔结构,在减小孔径的同时减少了有害孔的数量,提高混凝土的抗渗性能.