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本文通过混料设计,探索混凝土中水泥-矿渣-粉煤灰-硅灰多元掺合料对混凝土强度和渗透性的混料效应。在同种水胶比条件下,重点研究了各矿物掺合料加入量以及相互的交互作用对混凝土的影响。在改变水胶比的条件下,研究了水胶比、矿渣、粉煤灰和硅灰多因素对不同强度等级的混凝土28d抗压强度和氯离子扩散性能的影响。通过测试混凝土内氯离子的浓度序列,研究混凝土材料中早期氯离子迁移的混沌特征,以及迁移过程中时间序列的Lyapunov指数的计算,评价混凝土内部氯离子扩散的非线性特征。 首先在同水胶比条件下,按多元混料回归设计的方法分析评价了各因素影响的内在规律,探讨了显著因素之间的交互作用。研究表明:建立的同一水胶比下水泥-矿渣-粉煤灰-硅灰多元混料7d,28d抗压强度和28d电通量的回归模型都是非常显著的,在约束条件下绘制的三角坐标混料等高线很好地反映了混料因子间的内在规律,试验结果的直接分析中,单掺硅灰的抗压强度最高,电通量最低,但较高硅灰掺量会增加混凝土的成本。在28d抗压强度满足设计要求的情况下,粉煤灰掺量和矿渣掺量分别在50%时的电通量和三元掺合料的电通量值也非常好。SEM结果分析表明,同一水胶比下,三元矿物掺合料显著改善了混凝土材料的显微结构,其宏观性能良好。 其次,通过改变混凝土的水胶比,用多元回归分析评价了各因素影响的内在规律,探讨了显著因素的交互作用。研究表明:建立的强度和电通量的回归模型都是非常显著的,水胶比、硅灰的掺量对混凝土的强度具有显著的影响,水胶比为负效应,硅灰为正效应;水胶比、矿渣、粉煤灰和硅灰四个因素均对混凝土中氯离子扩散具有显著的影响,其中水胶比因素对渗透性不利,其他因素均有利于改善混凝土的抗渗透能力,试验结果中,三元掺合料的抗氯离子扩散的能力最强,其中,C30空白混凝土的电通量是三元掺合料的3.88倍,C50混凝土为2.32倍,C70混凝土为2.72倍。 将养护28d的100mm×100mm×100mm规格混凝土试样浸泡于4%质量百分比浓度的NaCl溶液中,30d中每日分别在试件上钻芯抽取混凝土试样中0mm~3mm,3mm~6mm部位的粉末,根据国家标准JC/T420方法,测试粉末中的氯离子含量,按时间序列试样的测试值,根据混沌理论中的Lyapunov指数计算方法,分别求出空白C30混凝土试样中3mm~6mm部位、复掺掺合料C50混凝土中0mm~3mm,3mm~6mm部位的早期氯离子迁移的特征。计算表明C50混凝土0mm~3mm表面部位的Lyapunov指数为负数,不属于混沌特征范围,C30和C50混凝土试样中3mm~6mm部位的Lyapunov指数为正数,表现出良好的混沌特征.短期预测的结果精度满足要求。采用混沌理论分析评价混凝土中早期氯离子迁移特征是有效的,测试过程中选择合理的部位和嵌入维数是十分必要的。