复掺粉煤灰和膨胀剂对混凝土抗渗性能的影响.pdf
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1、2 0 1 3年 第 5期 ( 总第 2 8 3期 ) 混 凝 Nu mb e r 5 i n 2 0 1 3 ( T o ml No 2 8 3 ) Co n c r e t e 土 原材料及辅助 物料 M ATERI AL AND ADM 1 NI CLE d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 3 0 5 0 3 1 复掺粉煤灰和膨胀剂对混凝土抗渗性能的影响 郭莲 。李文财 , ( 1 沈阳市政集团有限公司,辽宁 沈阳 1 1 0 0 2 1 ;2 王亮 z 。郭金波 z 亚泰集团沈阳建材有限公司,辽宁 沈 阳 1 1 0
2、1 3 6 ) 摘要 : 研究 了混凝土中掺入不同比例粉煤灰 , 复掺不同比例粉煤灰和膨胀剂条件下的 C 1 一 扩散系数。 试验将混凝土试件标养至 2 8 d , 转 自然养护至 9 0 d , 测其 7 、 2 8 、 9 0 d的 c 1 一 扩散系数 。 试验表明一定掺量粉煤灰能够降低混凝土的 c 1 一 扩散系数。 复掺粉煤灰 和膨胀剂也能降低混凝土后期的 c l _ 扩散系数。 关键词 : 氯离子扩散系数 ;粉煤灰 ;膨胀剂 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 3 ) 0 5 0 1 1 0
3、 0 2 F l y a s h c o m p o u d i n g a n d e x p a n s i v e a g e n t on t h e p r o p e r t i e s o f c o n c r e t e GUOLi a n , LIWe n c a i , WANG Li a n g , GUOJ i n b o ( 1 S h e n y a n gMu n i c i p a l Gr o u p, S h e n y a n g1 1 0 0 2 1 , C h i n a ; 2 Ya t a i Gr o u p S h e n y a n gB
4、u i l d i n gMa t e r i a l s Co , L t d , S h e n y a n g1 1 0 1 3 6, Ch i n a ) Ab s t r a c t : I t ma i n l y s t u d i e d t h e C 1 一 d i ffia s i o n c o e ffic i e n t o f c o n c r e t e mi x e d wi t h d i f f e r e n t p r o p o r t i o n o f fl y a s h , d i ff e r e n t p r o p o r t i
5、o n o f fl y a s h a n d e xp a ns i v e a g e n t Th e s pe c i me n s t anda r d c ur e d t o 28 d a y s, a fte r t ha t na t u r a l c u r i ng t o 9 0Te s t t h e 7, 2 8, 9 0 o f CI d i f f us i o n c o e ffi - c i e n t Te s t s h o we d t ha t c e r t a i n d o s a g e o ffly a s h c a n r e d
6、 u c e t he CI di f f us i o n c o e ffi c i e nt o fc o n c r e t e Do u bl e mi x i n g fly a s h an d e x p a n s i o n a g e nt c a n r e d u c e l a t e r C1 一 d i f f u s i o n c o e ffic i e n t o fc o nc r e t e Ke y w o r d s : c h l o r i d e i o n d i f f u s i o n - c o e ffi c i e n t ;
7、 fl y a s h; e x p a n s i v e a g e n t 0 引 言 为充分利用空间, 沿海发达城市的高层、 超高层鳞次 栉 比 , 因而大体 积混凝 土应用越发普遍 。 例如 , 天津 “ 1 1 7 ” 大 厦 , 其底板为厚 6 5 m, 连续 浇筑约 6 5 万 m 的 C 6 0混 凝土底板。 连续大量浇筑混凝土 , 由水泥水化放热所导致的 内部温升很大 。 箱式 、 筏式基础的强度不再是技术瓶颈 , 因 而混凝土耐久性备受关注 。 混凝土的抗渗性是耐久性 的重 要指标之一, 工程中经常掺入粉煤灰 、 膨胀剂来解决大体 积混凝土水化热 、 体积稳定性 、 抗渗
8、性等问题。 由于大体积 混凝土内部水化热的升高 , 混凝土是热的不 良导体 , 内部 升温与外界产生较大温度梯度和应力 , 存在着体积稳定性 问题 , 随之带来 的还有强度和耐久性问题 。 目前我国广泛采用膨胀剂配制大体积补偿收缩混凝土, 用于建筑物基础底板的建造旧。 粉煤灰作为一种业 内公认的 绿色环保材料也是当今? 昆 凝土生产 中不可或缺的。 因此模拟 大体积混凝土升温过程, 研究复掺粉煤灰和膨胀剂对大体积 混凝士I 生 能的影响对工程实践有着重要 的参考意义。 1 原材料 、 配合比和试验方法 1 1 原材料 水泥: 亚泰集团铁新水泥厂生产的金鼎鹿牌 P O 4 2 5 收稿 日期:2
9、 0 1 2 1 1 - 1 9 l 1 0 级水泥 。 粗集料: 亚泰集团东山石场碎石, 粒径 5 2 5 m m连续 级配; 5 - 1 6 m r l l 连续级配, 各项指标符合标准的规定。 细集料 : 中砂 , 连续级配 , 各项指标符合标准的规定 。 外加剂 : U E A膨胀剂市售工业品 , 聚羧酸高效减水剂 ; 各项指标符合标准的规定。 水: 饮用水; 各项指标符合标准的规定。 1 2试 验 配 合 比和 方 法 1 2 1 试验配合 比 试验 采用的配合 比为 : 水 泥: 水 :砂 : 石 = 1 : 0 4 2 : 2 5 : 1 5 。 试验采用 内掺法 , 粉煤灰掺量
10、分别为 : 0 、 2 0 、 4 0 , 分别用 基准 、 2 0 f 、 4 0 f 表示 ; 膨 胀剂掺量分 别为 : 0 、 5 、 1 0 , 分 别 用基准 、 5 p 、 1 0 p 表示 , 聚羧酸高效减水剂掺量为 2 0 。 1 2 2 试验方法 将混凝土标养至 2 8 d , 然后 自然养护至 9 0 d , 测 其 7 、 2 8 、 9 0 d 龄期的 c l 扩散系数 , 分别用 a , b 、 C 表示。 本试验采 用 N E L 法真空饱盐, 测试电导率和强度, 根据 Ne ms t E i n s t e i n 方程计算 c 1 _ 扩散系数5 - 6 。 2
11、 试验 结果与分析 2 1 不同掺量粉煤灰混凝土的 c l 一 扩散 系数 如图 1 可知 : 在混凝土 中掺入不同掺量 的粉煤灰 , 昆 凝 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 0 7 2 6U 9 U 龄期 d 图 1 不同掺量粉煤灰不 同龄期混凝土的 C I 扩散系数 土标养至 2 8 d时氯离子扩散系数较基准混凝土大 , 氯离子 扩散 系数 由大到小依次为 : 4 0 f , 2 0 K基准 。 标养 2 8 d 后转干 空养 护 , 6 0 - 9 0 d 龄期的氯离子扩散系数 由大到小依次为 : 基准、 2 0 f 、 4 0 L 分析: 混凝土早期水化
12、过程较快, 在混凝土掺入粉煤灰 后, 由于粉煤灰的微集料效应, 其 自身在水泥水化初期并不 进行化学反应 , 使得混凝土的强度发展较慢。 在进行真空试 验时, 粉煤灰是空心微珠玻璃体, 而在真空的作用下使其内 部形成连接通道 , 因此氯离子渗透 系数较基准混凝土大 , 且 随着粉煤灰的掺量增加而增大 。 后期经过水泥的逐渐水化 , 混凝土的强度逐渐增长 , 水泥水化形成较多的碱性物质。 粉 煤灰在碱性物质的激发下 , 在一定 的湿度下 , 使其火 山灰效 应充分发挥 , 进行化学反应生成水化硅酸钙和铝酸钙凝胶 , 不断填充水泥石的孔结构 , 使得内部更加密实 , 阻断混凝土 内部的连通孑 L
13、隙, 从而降低混凝土的孔隙率, 因此混凝土的 氯离子扩散系数降低, 且随着粉煤灰的掺量增加而降低。 在 9 0 d 龄期后 , 其一 由于粉煤灰的掺量较多 , 水泥水化生成 的 碱性物质的量不够完全将粉煤灰的活性激发 , 因此氯离子 扩散系数降低的幅度较小 。 其二, 粉煤灰活性 的激发还要受 到环境湿度 的制约。 因此在碱性物质的含量和环境 湿度 的 共同作用下使得生成的水化硅酸钙和水化铝酸钙凝胶的量 减少, 因此氯离子扩散系数降低的幅度下降。 2 2 粉煤灰掺量在 2 0 时, 不同掺量膨胀剂的c l 一 扩 散 系数 由图 2可知 : 混凝土 的氯离子扩散系数均随着龄期 的 增长而降低
14、, 主要是因为水泥的水化不断形成水化铝酸钙 和硅酸钙凝胶 , 使得 混凝 土内部不 断密实 。 由图中线段 的 斜率可知 , 7 2 8 d 氯离子扩散系数降低的速率较大; 标养 2 8 d 后 , 自然养护至 9 0 d龄期 的氯离子扩散系数 降低 的速 率较小 。 掺粉煤灰 、 复掺粉煤灰 和膨胀剂 混凝土的氯离子 扩散 系数总体上较基准混凝土低 , 由高到低依次为 : 基准 、 2 0 f l O p 、 2 0 f 、 2 0 f S p ; 由图 1 可知混凝土加入粉煤灰后氯离子 扩散系数降低 , 因此基准混凝土的氯离子扩散系数较 2 0 f 高 ; 当粉煤灰和膨胀剂复掺时, u型膨
15、胀剂进行化学反应生成 钙矾石 , 产 生膨胀 。 此时产生 的膨胀应使得混凝土 内部 的 结构更加 密实 , 结构孔隙得到改变 , 因此氯离子扩散 系数 降低 , 且较 2 0 f 低。 而掺 2 0 f l 0 p产生了较大 的膨胀应力 , 且 水泥水化 生成 的 C H和膨胀剂反应生成 的碱性物质 , 在一 定湿度条件下使得部分粉煤灰的火 山灰效应得到了激发 , 7 2 8 6 0 9 O 龄期 , d 图 2 粉煤灰和膨胀剂复掺混凝土的 c I甘 散系数 粉煤灰主要成分是 S i O : 和 A I 2 0 , , 经化学反应生成 了铝酸 钙和硅酸钙凝胶产生了膨胀 , 改变混凝土的孔结构
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