我国每年混凝土的产量巨大,但混凝土可用的集料越来越少。而社会对节约资源、可持续发展的要求却越来越高。如何利用中低品位集料是雅砻江大坝建设迫切需要解决的关键问题。大坝混凝土有着集料粒径大的特点。大尺寸集料大量选用,也带来了不可避免的集料分离。在实际工程中,混凝土的配合比和施工工艺也很大程度地影响了集料分离的程度。集料分离部位的浆体呈现出多孔、疏松等特性,而集料分离的最终结果,使得混凝土力学以及抗渗性能的变差。大坝混凝土中,随着集料尺寸的变化,集料-浆体界面过渡区的厚度也会发生变化。而且大粒径集料在沉降过程中下方容易形成水囊,使得局部水灰比变大。水灰比的变化很大程度上影响着基体以及过渡区的性能。因此,集料的种类和尺寸都会对混凝土的抗渗性产生影响。 本文选用大理岩A和砂岩A作为对比试验所用集料,对雅砻江大坝可能选用的大理岩B、砂岩B两种集料的集料.浆体界面结构和尺寸影响下的混凝土抗渗性能进行了研究。 在对4类集料的物理化学性质进行分析后,从集料-浆体界面过渡区产物形貌、元素组成、孔分布、未水化水泥颗粒分布等方面,比较研究了大理岩、砂岩2种共4类集料的界面过渡区特征。通过界面抗折,界面抗拉,界面抗氯离子渗透和界面表面吸水等试验,研究了集料种类影响下的界面区力学性能和抗渗性；利用背散射电子图像、显微硬度、能谱分析和体视显微镜等手段研究了骨料尺寸影响下的界面区结构。并测试了等体积分数、不同尺寸的集料配制出来的混凝土的抗渗性；对集料尺寸、石粉以及粉煤灰影响下的混凝土抗渗性进行了研究,分为抗氯离子渗透性和抗水渗性两部分,得出下列结论： 大理岩A和大理岩B的集料-浆体界面有着大量的Ca(OH)_2富集；而砂岩A-浆体界面处只能找到少量的Ca(OH)_2结晶,砂岩B-浆体界面虽然有Ca(OH)_2富集,但并没有明显的取向。 砂岩A集料-浆体界面处大量存在着数十到上百微米的大孔。而大理岩A、大理岩B和砂岩B的集料-浆体界面处并没有出现上述大孔,推断砂岩A-浆体界面处的大孔是由于砂岩A本身的高吸水率造成的,大坝选用的砂岩B较低的吸水率虽然未能避免Ca(OH)_2晶体在界面处富集,但避免了界面处出现大孔,最终保证了其与浆体相对良好的界面结构。 大理岩A-浆体界面抗折强度和抗渗性明显高于砂岩A-浆体界面。对于大坝所选用的大理岩B和砂岩B,其界面力学性能以及混凝土抗渗性差别不大。 小尺寸集料下方的孔隙率比大尺寸集料下方的孔隙率要小,而小尺寸集料下方的显微硬度和未水化水泥颗含量粒则比大尺寸集料下方的高。 片状集料下方的砂粒平均距离要比球形的高得多。大尺寸集料下方的砂粒距骨料的平均距离明显高于小尺寸集料下方的砂粒平均距离。此外,大理岩A和砂岩A尺寸影响下的集料上下方砂粒分布情况是相似的。可知,微区泌水带来的同液分离与集料的种类关系不大,而与尺寸和形状有着直接的关系。大集料配制的混凝土试件电通量明显高于小集料配制的混凝土试件的电通量。可见,微区泌水对混凝土抗渗性的影响是显著的。 掺加水泥用量10％的石灰石粉后,混凝土截面孔隙率明显降低。且大集料混凝土抗氯离子渗透性有显著提高。此外,混凝土电通量随着石粉的细度变小而略微降低。但石粉掺量提高到20％的时候,改善作用将有所减小,原因可能在于微小的颗粒比重增大,造成细组分级配不良,最终影响到混凝土的抗渗性。 粉煤灰对C1-的固化能力一定程度改善了混凝土的抗氯离子渗透性。然而,在早期,粉煤灰对混凝土的抗水渗透性并不利,掺量在0-30％的范围内,混凝土的透水高度随着粉煤灰掺量的增加而升高。而对于石粉来说,10％仍然是一个最优掺量,混凝土在这个掺量下的透水高度最小。原因在于,石粉的粒度比粉煤灰细很多,这更有利于填充细组分的空隙,达到颗粒合理分布的目的,最终保证混凝土的抗渗性。