粉煤灰对混凝土中氯离子扩散与固化性能的影响.pdf
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1、2 0 1 4 年 第 6期 (总 第 2 9 6 期 ) Nu mb e r 6 i n 2 0 1 4 ( T o t a l No 2 9 6) 混 凝 土 Co n c r e t e 原材料及辅助物料 M ATERI AL AND ADM I NI CLE d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 4 0 6 0 1 8 粉煤灰对混凝土中氯离子扩散与固化性能的影响 郭亚楠 。勾密峰 ,李晓帆 ,管学茂 ( 河南理工大学 材料科学与工程学院,河南 焦作 4 5 4 0 0 3 ) 摘要 : 采用 自然扩散法测定了普通混凝土与粉煤
2、灰混凝土各个扩散深度的总氯离子含量和 自由氯离子含量 ,同时计算了混 凝土对氯离子的固化能力 。 试验结果表明: 混凝土中粉煤灰掺量为 5 0 时 , 粉煤灰的微集料效应和火山灰效应生成的水化硅酸钙 均改善了混凝土的孑 L 结构 , 从而降低了氯离子 的扩散性能 ; 而粉煤灰的火山灰效应生成的铝酸盐水化物能够提高其固化氯离子 的能力 。 关键词: 混凝土;粉煤灰 ;氯离子 ;扩散 ;固化 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 5 0 ( 2 0 1 4 ) 0 6 0 0 6 2 0 3 I n f l u e n c e o
3、f f l y a s h o n d i ffu s i on a n d bi n d i n g o f c h l o r i d e i o n s i n c o n c r e t e GUO Ya na n, GOU Mi f e n g, L1Xi a o f a n, GUAN Xu e ma o ( S c h o o l o f Ma t e r i a l sS c i e n c e a n d En g i n e e ri n g, He n an P o l y t e c h n i c Un i v e r s i t y, J i a o z u o 4
4、 5 4 0 0 3 , Ch i n a ) Abs t r a ct : Na t u r a l d i f f us i o n me t h od i S us e d t o me a s u r e t he a mo u n t o f f r e e an d t o t a 1 c h l o rid e i o n s o f e a c h d i f f us i o n d e p th i n the n o r ma l c o n c r e t e and fl y a s h c o n c r e t e , and t h e b i n d i n
5、g c a p a b i l i ty o f c h l o ri d e i s c a l c u l a t e a t the s a me t i me Re s u l t s s h o w tha t wh e n t h e d o s a g e o f fl y a s h i n c o n c r e t e i s 5 0 , t he p o r e s t r u c t u r e o f c o n c r e t e i s i mpr o v e d by mi c r o a gg r e g a t e e ffe c t a n d h yd
6、r a t e d c a l c i u m s i l i c a t e g e n e r a t e d by p o z z o l an e ff e c t o ffl y a s h , thu s t h e p e r f o r manc e o fc h l o ri d e d i f f u s i o n i s r e d u c e d ; Wh i l e i t s a b i l i ty o f c h l o ri d e b i n d i n g c a l l b e i mp r o v e d b y c a l c i um a l u
7、m i n a t e h y dra t e s g e ne r a t e d b y p o z z o l a n e ffe c t o ffly a s h K e y wor d s : c o n c r e t e ; fl y a s h ; c h l o ri d e i o n; d i f f u s i o n; b i n d i n g 0 引言 众所周知 , 氯离子渗入混凝土内部引起钢筋锈蚀是混 凝土结构破坏 的首要原 因 1 - 2 。 研究表明 , 氯离子是通过混 凝土拌合物组分和外 界环境渗 入两种方式进入混凝 土3 】 。 混凝土 内部 的氯离子主
8、要 以游离态和 固化态两种形式存 在 , 固化 的氯离子不会产生危害 , 只有游离 的氯离子达到 临界浓度时 , 才会引起钢筋锈蚀 , 破坏混凝土结构 。 所 以 改善混凝土耐氯离子侵蚀性 能的途径 , 除了降低混凝 土原 材料 自 身所引入的氯离子量外 , 一是减少扩散进入混凝土 内部的总氯离子量 , 二是提高其 固化氯离子能力 。 在混凝 土的应用 中 , 由于粉煤灰 的取代 效应 、 微集料 填充效应 、 火 山灰效应和形态效应 , 在保 护环境 、 节约能源 的同时, 还能大大改善混凝土的工作性、 力学性能、 抗裂抗 渗性能及耐久性能 , 从而使粉煤灰广泛应用于土木建筑工 程、 预制预
9、拌混凝土制品等方面旧 。 在混凝土抗氯离子侵蚀 应用方面 , 施惠生等7 1研究 了高钙粉煤灰硬化水 泥浆体 中 氯离子 的扩散和渗透规律 , 谢友均等罔 探讨 了不同粉煤灰 掺量下混凝土的氯离子结合能力变化规律, 吴相豪等【 9 】 分 析了环境因素对粉煤灰混凝土固化氯离子能力 的影响 。 针 对不同氯盐溶液侵蚀作用下 , 进一步分析粉煤灰对混凝土 中氯离子 的扩散和固化性能的影 响, 从而为粉煤灰在抗 氯 盐侵蚀混凝土中的推广应用提供依据。 1 试 验 1 1 原材料 水泥( c) : 北京兴发水泥生产的 I 型硅酸盐水泥 , 其化 学成 分和物理性能分别见表 1 、 2 ; 粉煤灰 (
10、F A) : 采用 平顶 山姚孟 电力粉煤灰开发有限公 司生产的粉煤灰 , 其化学组 成见表 1 , 该粉煤灰各性能指标均符合 G B T 1 5 9 6 - - - 2 0 0 5 的 I 级灰要求; 细骨料( s ) : 中砂 , 细度模数 Mx = 2 7 ; 粗集料( G) : 破碎 石子 , 粒 径为 9 1 6 m m 连续级配 ; 水( w) : 除混凝 土 拌和过程中使用普通自来水, 其余情况下均采用蒸馏水。 化学 试剂 : 分析纯氯化钠( N a C 1 ) 、 氯化钙 ( C a C 1 ) 和硫酸钠 ( Na 2 S O 4 ) 。 表 1 水泥化学组成 样品名称S i
11、O 2 A 1 2 0 3 F e 2 0 3 C a O Mg O S O 3 N a : O e q f - C a O L o s s C 2O 7 7 4 3 3 2 8 6 6 4 O 2 228 2 7 6 0 71 0 9 6 1 71 FA 56 1 O 31 9 0 3 6 4 1 9 9 092 0 4 8 0 1 1 2 7 3 收 稿 日期 :2 0 1 3 1 2 - 2 0 基金项目:国家 自然科学基金项 目( 5 1 2 7 2 0 6 8 ) 、 河南省高等学校矿业工程材料重点学科开放实验室开放基金资助项 目( ME M1 2 9 ) 6 2 学兔兔 w w w
12、 .x u e t u t u .c o m 表 2 水泥的物理性能 1 2试验 配合 比 本试验设计 了 A、 B两种混凝土 , 分别采 用基准水 泥 和水 泥中掺入 5 0 粉煤灰作为胶凝材料制备混凝土试件 , 水灰比为 0 5 。 表 3 试验配合比 注 : A: 不掺粉煤灰, B: 掺 5 0 的粉煤灰。 1 3试验 方 法 1 - 3 1 试件的制备与养护 成型的混凝土试件尺寸为 1 0 0 mmx l O 0 m mx l O 0 i n ff l , 拆模后放人标准养护室养护 , 待混凝土凝结成型并具有一 定强度, 将其在大型切割机上切割成 5 0 m mx 5 0 m m x
13、l O 0 m m 的混凝土 , 用水清洗表面在室温下晾干 , 继续养 护至 2 8 d 龄期 。 1 3 2 试样的浸泡与取样 将丙酮 、 乙二胺 、 环氧树脂按一定 比例配制 的固化 液 涂抹在长方体混凝 土试样 表面 , 涂抹其 中五个 面 , 留出切 割出来的上表面 , 在室温下静置 2 d 待混凝土表面固化液固 化 。 按照 自然扩散方法 , 将养护好的混凝 土试件 分别浸 泡 于配制好的三种氯盐溶液 中( 其中 , C a C 1 : 和 N a C 1 溶液 的 氯离 子浓度均 为 2 8 2 mo l L , N a C I + N a 2 S O 混合溶 液 中氯 离子浓度为
14、 2 8 2 mo l L 、 硫 酸根浓度 为 0 5 mo l L ) , 并用 凡 士林将容器密封在标准养护室 中养护 。 1 8 0 d 后 , 各容器中分别取 出 A、 B两组混凝土试件 , 并 用钻孔法对长方体试块从未涂抹环氧树 脂的上表面开始 分层取样 , 所取样为距上表面 O 5 ml n 、 5 1 0 m m、 1 0 1 5 mm、 1 5 2 0 mm 、 2 0 2 5 mm 、 2 5 3 0 n l l T l 、 3 0 3 5 I 1 I 1 、 3 5 - 40 mm 、 4 0 4 5 mm、 4 5 5 0 mm、 5 0 5 5 m m、 5 5 6
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- 关 键 词:
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