复合掺合料对C50海工自密实混凝土氯离子扩散系数的影响机理.pdf
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1、2 0 1 2年 第 1 2期 (总 第 2 7 8期 ) Nu mb e r 1 2 i n 2 01 2( To t a l No2 78 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 原材料及辅助物料 M ATERI 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 2 1 2 0 2 2 复合掺合料对 C 5 0海工自密实混凝土氯离子 扩散系数的影响机理 温 永向 ,黎鹏 平 ,范志宏 1 ,2 t熊建波 1 ,2 ( 1 水工构造 物耐久性技术交通部重点实验室 ,广东 广州 5 1 0 2 3
2、0 ;2 华南理工大学 材料科学 与工程学院 ,广东 广州 5 1 0 6 4 0 ) 摘要: 采用自然浸泡法研究了粉煤灰和矿粉复合掺合料对 C 5 0 海工自密实混凝土氯离子扩散系数的影响, 并采用化学结合水方法、 X R D衍射、 S E M、 孔隙结构测定等分析方法研究了复合掺合料对混凝土氯离子扩散系数的影响机理, 结果表明: 混凝土的氯离子扩散系数 随复合掺合料中粉煤灰含量的提高先减少后增大, 2 8 d 龄期时粉煤灰含量为 1 0 的混凝土氯离子扩散系数最低, 而9 0 d 龄期时粉煤灰含 量 为 2 0 的混凝土氯离子扩散 系数最低 。 复合胶凝材料的水化程 度随掺合料 的 比例及
3、龄期不 同而有差异 , 延长养护龄期有利 于提 高粉煤 灰 的反应程度 ; 混凝土的孑 L 隙率和平均孑 L 径均随复合胶凝材料 中粉煤灰含量 的提高先减少后增加 , 9 0 d龄期 时粉煤 灰含量为 2 0 混凝土 的孔 隙率和平均孑 L 径都最低 , 掺合料对氯离子扩散系数的影响主要是引起混凝土孑 L 隙结构的变化。 关键词: 复合掺合料 ;自密实混凝 土 ;氯离子扩散系数 ;孑 L 隙结构 中图分类号: T U5 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 2 ) 1 2 0 0 6 6 0 3 I nf l ue nc e me
4、 c ha ni s m o f c om pl e x a dmi x t ur e s on c hl or i de diffus i on c oe ffi c i e nt of C5 0 s e l f - compa c t i ng c onc r e t e f or m a r i ne env i r onmen t W EN Yo n g - x i a n g , L IP en g-pi n g , F AN Zh i h o ng1 ,2 , XI ONG J i a n b o ( 1 Ke yL a b o r a t o r y o f Ha r b o r
5、 a n dMari n e S t r u c t u r e Du r a b i l i t yT e c h n o l o g yo f t h e Mi n i s t ryo f C o mmu n i c a t i o n s , Gu a n g z h o u 5 1 0 2 3 0 , C h i n a ; 2 S c h o o l o f Ma t e ri a l s S c i e n c eandE n g i n e e ri n g , S o u t hC h i n a U n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g
6、y , G u a n g z h o u 5 1 0 6 4 0 , C h i n a ) Ab s t r a ct: Th e i n flu e n c e of c o mp l e x a d mi x t u r e o n c h l o r i d e d i f fus i o n c o e 衔c i e n t o f C5 0 s e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e t e f o r e n v i r o n me n t wa s i n v e s t i g a t e d b y me a n s o f t h
7、e n a t u r a l i mme r s i o n t e s t an d t h e i n flu e nc e m e c h a n i s m o f c o mp l e x a dmi x t u r e o n the d i ff u s i o n C O C f nc i e n t wa s S tu d i e d b y c h e mi c a l l y c o mb i n e d wa t e r t e s t , XRD , S EM an d p o r e s t r u c t u r e d e t e r m i n a t i
8、o n t e s t , r e s p e c t i v e l yTh e r e s u l t s s h o we d t h a t t h e c h l o rid e di f f us i o n c o e f _ f i c i e n t d e c r e a s e dfir s t an dt h e ni n c r e a s e dwi t hi nc r e a s i n gt h eflya s h c o n t e n t i n c o mp l e x c e me n t i t i o u s a n dwh e nfly a s h
9、 c o n t e n t Was 1 0 o r 2 0 , i t g o t t h e l o we s t va l u e a t 2 8 d a y s o r 9 0 d a y s r e s p e c t i v e l y Th e h y d r a t i o n d e g r e e o f c e me nt i t i o us we r e n o t t h e s a me wi t h d i ffe r e n t p r o p o r t i o n o f mi n e r a l a dm i x tur e an d d i ffe r
10、 e n t c ur i n g p e rio d, i t S mo r e h e l p f u l t o p r o m o t e t h e fly h y d r a t i o n d e gr e e for e x t e n d i n g c u r i n g p e r i o d F u r t he rm o r e , t h e p o r o s i t y and a v e r a g e p o r e s i z e d e c r e a s e d fi r s t b u t t h e n i n c r e a s e d wi t
11、 h i n c r e a s i n g t he fl y a s h c o n t e n t in c o mp l e x c e me n t i t i o us , t he p o r o s i ty a nd a v e r a g e p or e s i z e g o t t h e l o we s t v a l u e wh e n t h e fl y a s h c o n t e n t wa s 2 0 i n c e me n t i t o us , a n d t h e a d mi x t u r e i n flu e n c i n
12、g t h e c h l o rid e d i ffu s i o n c o e ffi c i e n t wa s d u e t O t he c h a ng e s o f c o n c r e t e p o r e s t r u c t u r e wh i c h i n flu e n c e d b y t h e m i n e r a l a dm i x tur e Ke y wor ds : c o mpl e x a dmi x tur e ; s e l f - c o mpa c t i n g c o n c r e t e ; c h l o r
13、id e d i f f us i o n c o e ffi c i e n t ; p o r e s t r u c t u r e s 0 引言 随着城乡建设的日益发展 , 混凝土已经成为现代工程结构 的主要材料 , 目前高性能混凝土以其良好的工作性能 、 较优的 力学性能和突出的耐久性能, 在各类建筑工程中得到了广泛的 应用 , 如公路工程 、 桥梁 、 高层建筑 、 海工工程 、 重要水工建 筑物 等。 随着建筑技术的不断发展 , 各类工程在追求实用的同时, 也 在追求外部的美观 , 从 而对混凝 土的质量提出 了更高的要求 , 如 有些结构因配筋密集、 形体复杂 、 薄壁等导致振
14、捣困难, 容易带 来内部质量缺陷。 而自密实混凝土的使用就可以解决这些问题。 自密实混凝土于 2 0世纪 8 0年代后期由日本首先发明并应用, 其关键技术是通过掺加高效减水剂和矿物掺合料, 在低水胶比 条件下大幅度提高混凝土拌合物的流动性, 同时保证混凝土拌 收稿 日期 :2 0 1 2 4) 6 - 2 9 基金项 目:科技部专项资金( 2 0 1 1 E G1 2 4 2 7 7 ) 66 合物具有 良好的黏聚性和稳定性, 防止泌水和离析。 与传统的普 通混凝土和一般的高性能混凝土相比, 自密实混凝土在设计、 拌 制以及性能测试等环节与传统混凝土有很大的差别 1 - 】 。 氯盐引起的混凝
15、土内钢筋锈蚀膨胀是海洋环境下混凝土 结构遭受破坏 的最 主要 的原 因, 而混凝 土 内的氯离子扩散 系数 是反应混凝土抵抗氯离子渗透性的一个重要参数 , 所以本研究 考察复合掺合料取代部分水泥后, 胶凝材料体系的组成对 自密 实混凝土氯离子扩散系数的影响及机理, 为工程提供指导依据。 1 自密实混凝土的设计原则和步骤 1 1 设计 思路 自密实混凝土对拌合物的工作性有严格要求, 进行配合比 设计时应首先考虑工作性问题。 混凝土可以看作由骨料和胶凝 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 材料浆体两相组成的混合体, 浆体作为液相比固相骨料更容易 流动, 因此, 浆骨比将
16、是影响拌合物工作性的一个重要参数 。 此外 , 砂 比碎石更容易滚动但需水量较大, 水胶比越大的浆体 流动性越强但易产生泌水,掺合料不同也会对工作性产生影响。 因此需要综合分析各因素作用, 选择适当参数并合理取值计算 配合比, 同时还要考虑力学性能要求。 1 2 设计 原 则和 步骤 自密实混凝土配合比设计采取绝对体积法。 首先把混凝土 拌合物看作由固液两相组成的三层混合体系, 液相 比固相更易 流动。 因此, 胶结料浆体、 砂浆和混凝土中液相和固相的体积比 就成了决定混凝土工作性的重要参数 ; 设计配合比时, 先将石 子松散堆积 , 然后在石子孔隙中填充砂 , 再在砂石孔隙中填充 胶结料浆体
17、 。 在本 项 目中, 固定粗骨料 的体积 为 0 3 2 m , 混凝土用水 量 为 1 6 5 k g , 胶材用量 固定为 5 2 0 k g m , 水胶 比为 0 3 2 , 再 根据掺 合料的比例和密度可以计算 出复合胶凝材料的密度和胶凝材 料的总体积 , 再根据减水剂的性能假定合理的含气量 , 最后可 计算出细集料的体积和用量 ; 在混凝土试配过程中, 可根据混 凝土的试拌结果对配合比进行适当的调整, 在满足配制强度的 条件下, 使 自密实混凝土的坍扩度和填充度均满足要求。 2 试验 原材料 和方法 2 1 试验 原材料 所用水泥为珠江水泥厂生产的粤秀牌 P 4 2 5 R级水泥
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