复掺粉煤灰和硅灰对混凝土抗氯离子渗透性和抗冻性的影响研究.pdf
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1、2 0 1 1年 第 1 1期 (总 第 2 6 5 期 ) Nu mb e r 1 1 i n 2 0 1 1 ( T o t a l No 2 6 5 ) 混 凝 土 Co n G r e r e 原材料及辅助物料 M AT ERI AL AND ADM I NI CL E d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 1 1 1 0 2 5 复掺粉煤灰和硅灰对混凝土抗氯离子渗透性和 抗冻性的影响研究 刘斌云 ,李凯 1 I2 。赵尚传 ( 1 北京工业大学 建筑工程学院, 北京 1 0 0 1 2 4 ;2 交通运输部公路科学研究
2、院,北京 1 0 0 0 8 8 ) 摘要: 通过试验研究了复掺粉煤灰和硅灰对混凝土抗氯离子渗透性能和抗冻融性能以及综合考虑两个方面对混凝土耐久性的影响。 试验结果表明: 复掺粉煤灰和硅灰能大幅度提高混凝土的抗氯离子渗透性能, 最小能提高 5 1 3 , 同时会降低其抗冻融性能, 但降低幅度 不是很大, 相对动弹模最大仅降低 1 2 5 , 因此综合评价其对耐久性的影响, 复掺粉煤灰和硅灰还是能较大程度的提高混凝土的耐久性。 关键词: 复掺;混凝土;粉煤灰; 硅灰; 抗氯离子渗透性;冻融;耐久性 中图分类号: T U 5 2 8 0 4 1 文献标志码: A 文章编号: 1 0 0 2 3 5
3、 5 0 ( 2 0 1 1 ) 1 1 - 0 0 8 3 0 3 St udy o f e ffe c t s on ch l or i de r e s i s t a nc e t o i on p ene t r a t i on a nd f r o s t o f c onc r e t e mi xe d wi t h f l y a s h an d s i l i c a f ume LI UBi n- y u n , LI Ka i 1 ,2 ZHAO S h a n g- c hu a n ( 1 C o l l e g e o f Ar c h i t e c t u
4、 r e a n d C i v i l E n g i n e e r in g , Be i j i n g U n i v e r s i ty o f T e c h n o l o g y , Be i j i n g 1 0 0 1 2 4, C h i n a ; 2 R e s e a r c h I n s t i t u t e o f H i g h w a y Mi n i s t r y o f T r ans p o r t , B e ij in g 1 0 0 0 8 8 , C h i n a ) Abs t r ac t : Th e t e s t s r
5、 e s e a r c h e d t he c h l o rid e i o n pe n e t r a t i o n and ant i fre e z e o f c o n c r e t e mi x e d wi th fl y a s h and s i l i c a f u me and i n t o a c c o u n t two a s p e c t s o f p e r f o r manc e an d d u r a b i l i ty o f c o n c r e t e b y e x p e ri me n t s T h e r e s
6、 u l t s s h o we d t h a t : c o mp l e x o f fl y a s h an d s i l i c a fume c an g r e a t l y i mp r o v e r e s i s t a n c et o c h l o r i d ei o n pe n e mi o n o f c o n c r e t e , mi ni ma l t oi n c r e a s e 51 - 3 , a n di t wi l l r e d u c ei t s r e s i s t a n c et of r e e z e th
7、a wpe r f o r ma n c e, b u t r e d uc et h ema g ni tud ei s n o t l a r g e, thema ximu m r e l i v e d y na mi c e l a s t i cmo d u l us o nl y1 2 5 r e d u c t i o n, S O e v a l u a t i o no f t hei mp a O i l t h ed u r a b i l i t y , fl y a s h a n d s i l i c a f u me c o mp l e x c a n i
8、mp r o v e a g r e a t e r d e gre e o f d u r a b i l i ty o f c o n c r e t e Ke ywor d s: c o mpl e x; c o nc r e t e; flya s h; s i l i c afume; r e s i s t a n c et o c h l o rid ei o npe n e tra t i o n; f r e e z e - -t h a w; d u r a b i l i t y 0 引言 我国存在广阔的海洋环境, 大规模的建设集中在沿海地区。 海水 、 海风、 海雾中的
9、氯离子以及使用海砂造成钢筋混凝土结 构的破坏, 我国北方冬季使用除冰盐导致路面耐久性下降, 给社 会带来了巨大的损失。 混凝土抗氯离子侵蚀能力与材料的抗渗 性有关, 抗渗性又与水泥石密实度和孔隙特征密切相关 , 特别 是骨料与水泥浆界面过渡区对氯离子有重大影响。 要提高混凝 土的抗氯离子侵蚀能力 , 提高耐久性 , 必须改善水泥石与骨料 之间的界面结构 , 缩小抑制界面过渡区的形成1 1 , 使用优质矿物 掺合料是一种有效的方法。 硅灰( S i l i c a F u me , 简称 S F ) 是冶炼硅铁合金和工业硅时产 生的 S i O: 和 s i 气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形
10、成的 一 种超细硅质粉体材料 , 比表面积高达 1 5 - 2 O x l O s c m2 g , 平均 粒径小于 0 1 Ix r n , 约为水泥粒径的 1 5 0 1 1 0 0 ; 质量好的硅灰 中硅含量大于 9 0 , 其中活性硅在 4 0 以上, 故活性较高。 混凝 土中掺入 s F可显著提高混凝土强度和耐久性, 其主要是利用s F 极细微的颗粒产生良好的毛细填充效应, 使混凝土孔结构致密 , 高活性的火山灰对混凝土早期和后期强度发展十分有利 2 _ 3 。 粉煤灰( F l y A s h , 简称 F A ) 是由实心和( 或) 中空玻璃微珠以 及少量的莫来石 、 石英等结晶
11、物质所组成。 用 F A取代部分水泥 收稿 日期 :2 0 1 l - o 5 - 3 0 可以减少水化热、 降低渗透性和孔隙率, 减小干燥收缩, 抑制碱 骨料反应。 但 F A的火山灰活性较低, 在常温下 , 即使水泥水化产 物中有足够的C a ( OH) : , 其火山灰反应仍很慢 , 导致混凝土的早 期强度发展缓幔, 从而限制了F A的使用 。 本试验研究了将两种掺合料复掺方案对混凝土抗氯离子 渗透性能和抗冻性以及强度随冻融循环次数的影响。 1 试验材料及 方法 1 1 试验材料 ( 1 ) 水泥: P O 5 2 5 级水泥。 ( 2 ) 粗集料 : 花岗岩粗集料, 针片状颗粒总含量
12、4 3 , 含泥 量为 1 4 , 泥块含量为 0 。 ( 3 ) 细集料: 河砂, 细度模数 2 7 1 , 含泥量 1 6 , 泥块含量为 0 , 表观密度 2 6 8 9 k g m3 , 堆积密度 1 5 5 9 k g m。 。 ( 4 ) 外加剂: 山西黄腾产聚羧酸高效减水剂, 减水率3 0 , 固含量 2 O 。 ( 5 ) 矿物掺合料 : 粉煤灰为 I I 级粉煤灰。 ( 6 ) 硅灰为 北京邦德印合成材料研究所生产, 灰白 色粉末、 密度 为 2 3 6 k g m 3 , p H值为中 性。 硅灰中细度小于 1 m的占8 0 以上, 比表面积为2 0 2 8 mV g ,
13、其细度和比表面积约为水泥的8 0 1 0 0 倍, 粉煤灰的 5 0 7 0 倍, 平均粒径在 0 1 0 -3 m。 其化学成分如表 1 。 8 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1 硅灰的化学成分 编 号 丽 X 0 5 4 5 一 一 1 7 4 0 6 5 0 7 4 3 31 8 X一 2 5 0 0 一 一 1 6 O 0 6 4 4 8 0 2 3 4 4 XX一 2 5 0 0 一 一 1 6 0 0 6 4 4 8 0 2 3 4 4 F一 2 4l 6 78 2 6 1 6 6 4 6 3 5 7 9 0 3 3 9 F一 4 4 0
14、0 7 5 2 5 l 6 0 0 6 4 4 8 0 2 3 4 4 注: 除X X 2 的粗集料是石灰岩外, 其余都为花岗岩。 1 2 2 试验方法 氯离子扩散系数按照GB T 5 o 0 8 2 _ _ 2 o 0 9 普通混凝土长期性 能和耐久性能试验方法标准 的快速氯离子迁移系数法( R c M法) 执行, 试件采用直径为( 1 0 0 1 ) mm, 高度为( 5 0 2 ) mm的圆柱 体试件, 首先将试件从养护室中取出, 擦干表面水分, 并测试试 件高度和直径, 然后将试件在饱和面干状态下置于真空容器中 进行真空处理, 并保持真空 3 h , 然后在真空泵运转的情况下将 用蒸馏
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- 粉煤 混凝土 氯离子 渗透性 抗冻性 影响 研究
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