谈如何改善高强混凝土抗氯离子渗透性能.pdf
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1、第 3 7卷第4期 2 0 1 1 年 8月 四川建筑科学研究 S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 2 2 3 谈如何改善高强混凝土抗氯离子渗透性能 邓朝飞 ( 四川建筑职业技术学院, 四川 德阳6 1 8 0 0 0 ) 摘要: 高强混凝土抗氯离子渗透性能是衡量其耐久性的一个重要指标。作者从混凝土原材料着手 , 在混凝土中掺入不同种 类 、 不同掺量的矿物掺合料( 粉煤灰、 矿渣、 硅灰等) , 寻求改善高强混凝土抗氯离子渗透的措施。 关键词: 高强混凝土; 氯离子扩散系数; 矿物掺合料 中图分类号: T U 5 2 8 3 1 文献标识码
2、: B 文章编号: 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 1 ) 0 42 2 30 4 0 引 言 筋 的 篙 化 作 用 。 力 速 电 化 学 腐 蚀 的 阳 极 随着建筑业 的飞速发展 , 高强混凝土在建筑工 程中的应用越来越广。高强混凝土耐久性问题一直 是材料科学与技术研究的重点之一。高强 昆 凝土的 耐久性直接影响建筑物的使用寿命。当然, 表征混 凝土耐久性能的指标很多, 作者仅就高强混凝土抗 氯离子渗透性能做了一些研究分析。 1 氯离子对混凝土的破坏作用 1 1 氯离子加速钢筋锈蚀的作用机理 混凝土中, 钢筋锈蚀机理分化学腐蚀和电化学 腐蚀, 一般情况下, 后者危害更大。
3、 化学反应表达式如下: 阳极 : F e - 2 e _ + F e “ 阴极 : O 2 + 2 H 2 O+ 4 e O H F e + 2 O H一 _ + F e ( O H) 2 F e 2 0 3 , F e 3 0 4 ( 铁 锈) 在碱性条件下, 钢筋表面存在一层致密的钝化 膜, 能阻止上述阳极反应, 保护钢筋不锈蚀。但当混 凝土中碱度下降时, 钝化膜不稳定, 腐蚀微电池就会 在破坏处形成 , 使钢筋锈蚀 。 当钢筋所处环境中含有氯离子时 , 能大大加快 电化学腐蚀的速度 , 其作用机理为: 1 ) 破坏金属钝化膜。氯离子到达金属表面 , 吸 附于钝化膜上, 使混凝土局部的碱性
4、降低, 破坏钝 化膜。 2 ) 导电作用。氯离子的存在, 降低了混凝土的 电阻, 加速钢筋的电化学腐蚀速度; 氯化物还提高了 混凝土的吸湿性, 同样能降低混凝土的电阻, 加速钢 收稿日期: 2 0 1 0 - 0 8 - 2 5 作者简介: 邓朝飞( 1 9 7 4一) , 男, 湖南衡东人, 硕士研究生, 讲师, 研 究方向为建筑材料应用。 E ma i l : De n g c f 0 8 3 8 1 6 3 c o m 反应 。 1 2混凝土抗氯离子渗透的影响因素 混凝土抗氯离子渗透的影响因素主要与混凝土 配合比、 混凝土内部孔隙率和孔隙液组成等有关。 1 2 1 混凝 土 配合 比 水
5、灰 比 水灰比增大, 混凝土内部孔隙率也随之增大, 对 氯离子扩散的阻碍作用减小。所 以, 水灰 比在一定 程度上能反映混凝土的密实度。一般随着混凝土水 灰 比的增大 , 氯离子扩散系数也逐渐增大。 1 2 2混凝土孔隙碱度 一 些学者认为, 氯化物能破坏金属钝化膜, 不单 纯取决于钢筋周围混凝土孔隙液中游离氯离子浓 度, 更重要的是 c l 一 O H一 。H o u s m a n n在研究 中认为, 只要 c l 一 O H一 值不大于 0 6 , 钢筋就 不会 被 激 活 。不 同 p H 值 溶 液 中, 钢 筋 去 钝 化 c I 一 O H一 临界值见表 1 。 表 1 钢材在不
6、同 p H值碱溶液中开始去钝化的 C 1 一 O H一 篁 : : : ! : : ! : 临界值0 6 0 0 5 7 0 4 8 0 2 9 0 2 7 0 3 0 2主要原材料及试验方 法 2 1 主要原材料 2 1 1 水泥 四川双马水泥 P 5 2 5 R硅酸盐水泥, 配制 C 6 0 , C 7 0混凝土 。 四川双马 水泥 P I I 6 2 5硅酸 盐水 泥 , 配制 C 8 0混凝土。 2 1 2粉煤灰 成都博磊粉煤灰综合开发有限公司生产的 级 粉煤灰, 比表面积 2 7 6 0 e m g , 经 2 h 磨细, 比表面 积 6 8 8 0 e m g , 其化学成分见表2
7、 。 2 2 4 四川建筑科学研究 第 3 7卷 表 2 粉煤灰的化学成分 ! ! ! 竺 ! ! 竺 垡 量 3 9 7 2 2 3 9 4 1 8 3 3 6 2 O 1 7 9 2 0 7 2 4 7 6 3 4 2 1 3矿渣 比表面积 6 1 6 0 c m g , 经 2 h磨 细 , 比表 面积 7 5 2 0 e l n g , 其化学成分见表 3 。 表 3 矿渣 的化学成分 S i O 2 h l 2 0 3 F e 2 0 3 C a O Mg O T i O 2 S O 3 烧 失量 2 1 4硅灰 比表面积为 1 9 0 0 0 0 c m g , 其化学成分见表4
8、。 表4 硅灰的化学成分 S i O 2 AI 2 03 F e 2 03 C a O iV l g O T i O 2 S O3 烧失量 9 4 7 3 0 9 4 1 2 3 O 5 0 0 7 9 1 0 6 2 1 5 细集料 中砂采用四川德阳绵远河砂, 细度模数 2 8 , 堆 积密度 1 4 8 0 k g m 。 , 表观密度 2 5 8 0 k g m , 含泥量为 0 6 , 泥块含量为 0 2 。 2 1 6粗 集料 碎石采用花 岗岩碎石 , 粒径 范 围 52 0 m m 连 续级配, 针片状含量为 3 0 , 含泥量为 0 3 , 泥 块含量为0 O 。 2 1 7外加
9、剂 成都华西外加剂厂生产的S P F高效减水剂。 2 2试验方法 2 2 1 混凝 土拌合 物 工作性 测 定 按 G B T 5 0 0 8 0 2 0 0 2 ( 普通混凝土拌和物性能 表5 试验用混凝土配合比 测试方法标准 标准测定。 2 2 2混凝 土抗压 强度 测 定 按 G B T 5 0 0 8 1 2 0 0 2 ( 普通混凝土力学性能试 验方法标准 标准测定。 2 2 3 混凝土抗氯离子渗透性能 采用直 径 1 0 0 mm, 厚 5 0 m m 的圆柱体 试件。 成型后 , 在 2 0 5 室内静置 2 4 h脱模 , 用钢丝刷 刷毛试件 的顶面和底面 , 在 2 O 2
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