复杂环境下混凝土改性问题研究.pdf
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1、2 0 1 1年 第 5期 (总 第2 5 9 期) Nu mb e r 5 i n 2 0 1 1 ( T o t a l No 2 5 9) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THE ORETI CAL RESEARCH 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 1 0 5 0 0 8 复杂环境下混凝土改性问题研究 陈剑毅 , ,肖烨 ,胡明玉 ,李建平 ( 1 东华理工大学 ,江西 南 昌 3 3 0 0 1 3 ;2 南 昌大学 ,江 西 南昌 3 3 0 0 3 1 ) 摘要: 研究的目的是以粉煤灰、 矿
2、渣、 硅藻土和沸石作为矿物掺合料, 通过设计矿物掺合料种类和掺量对混凝土改性的正交试验, 研究 在氯盐 、 硫酸盐和冻融复杂环境下掺活性 矿物掺合料混凝 土的耐久性 , 找到在氯盐 、 硫酸盐和冻融复杂环境下改善混凝土耐久性的途径。 关键词 : 复杂环境 ;混凝土 ;耐 久性 ;矿 物掺合料 中图分类号 : T U 5 2 8 0 1 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 0 2 1 - 0 3 St udy on c on c r e t e i mpr o veme nt unde r t he c ompl e x e n
3、vi r o nm e n t CHEN J i a n , XI AO Ye , HU M i n g - yu 。 , LIJ i a n-pi n g ( 1 E a s t C h i n a Un i v e r s i ty o f Te c h n o l o g y, Na n c h a n g 3 3 0 0 1 3 , C h i n a ; 2 Na n c h a n gUn i v e r s i t y Na n c h a n g 3 3 0 0 3 1 , C h in a ) Ab s t r ac t : Th e p u r po s e o f t h
4、 e s t ud y i s us i n g fly a s h, s l a g, d i a t o mi t e a n d z e o l i t e a s m i n e r a l a d m i x t u r e s , b y d e s i g n i n g o h og o n a l t e s t wi t h t y p e s a n d d o s a g e s o f m i n e r a l a d mi x t u r e s f o r c o n c r e t e i mp r o ve me nt , t o s tu d y t h
5、e c o n c r e t e d u r a bi l i t y a d d i n g v a r i o u s di f f e r e n t a c t i v e m i n e r a l a d m i x t u r e s un d e rt h e c o mp l e x c o n d i t i on s o f c hl o r i d e , s u l f a t e a ndf r e e z e t h a w e r o s i o n, t o g e t t h et y p e s a n d d o s a g e s o f m i n
6、 e r a l a d m i x tur e s o ft h e b e s t d u r a bi l i t y c o n c r e t e b y a n a l y z e o fe x p e r i me n t a l r e s u l t s , t ofin dt h ewa yt oi mp r o v et h e d u r a b i l i ty o f c o n c r e t e u n d e r t h e c o mp l e x c o n di t i o n s of c hl o r i d e, s u l f a t e a n
7、 d f r c e z e t h a w e r o s i o n Ke y wor ds: c o mp l e x e n v i r o n me n t ; c o n c r e t e; d u r a bi l i t y; mine r a 1 a d mi x t u r e s 0 引 言 影 响混凝土劣化的因素一般是多方面的。 可以确定的是 , 由 于各因素间的交互影响, 根据单因素的研究结果来分析实际工 程混凝土耐久性 的可靠性不足 l1 l。 目前 , 国 内外针对混凝土结构 在硫酸盐 、 氯盐侵蚀以及冻融环境单独或双重作用下混凝土耐 久性已有大量的研究 , 并
8、取得了诸多的研究成果 。 然而, 关于 硫酸盐 溶液 、 氯盐 、 冻融循环共 同作用 下混凝土 的耐久性试 验 研究报道较少。 随着我国大量兴建基础设施, 为保证严酷环境条 件下工程结 构质量及其足够的耐久性 , 必须开 发出在复杂环境 下具有 高耐久性 的混凝土。 1 试验 原材料 1 1 水 泥 水泥采用江西高安水泥厂生产的“ 红狮” 牌 P O 3 2 5 级水 泥, 混合材掺量 1 4 , 石膏掺量 5 , 生产窑型为新型干法回转 窑。 其化学成分见表 1 。 表 1 水泥的化 学组成 成分 S i O 2 AI 2 O3 F e 2 O 3 Mg O Ca O S O3 L o s
9、 s 合计 百分比2 3 1 8 7 4 8 5 3 3 6 1 5 0 3 3 2 2 8 3 9 9 9 6 1 7 1 2 粗细骨料及拌合用水 ( 1 ) 砂子: 中砂, 细度模数 2 9 , 表观密度为 2 6 2 g c m3 , 堆积 密度为 l 4 0 0 k g m3 , 振实密度为 1 5 4 0 k g m , 吸水率 1 。 ( 2 ) 石子 : 石灰石质碎石 , 粒径范嗣 O 3 1 5 mi l l , 表观密度 为 收稿 日期 :2 0 1 0 - 1 2 - 2 8 基金项 目:东华理工大学校长基金资助项 目( DHX K1 0 0 7 ) 2 5 g c m ,
10、 堆 积密度 为 1 6 0 0 k g m , 振实密 度为 1 7 8 0 k g m , 斥 碎指标值为 3 5 , 吸水率 0 4 。 ( 3 ) 水 : 南 昌自来水 厂提供 的 自来水 。 1 3 复合溶 液 复合溶液是根据新疆地下水水质情况配制, 按原材料比例 3 0 g无水硫 酸钠 ( 元 明粉 ) 、 1 6 5 g食盐 、 1 6 7 g氯化镁 ( 含 6个 结 晶水 ) 、 加上 1 0 0 0 g 纯净水 ( 饮用水 ) 配制而成。 1 4 矿 物掺 合特 ( 1 ) 粉煤灰: 本试验采用南昌火力发电厂的干排粉煤灰, 干 排灰 的主要化学成分见表 2 。 表 2粉煤灰的
11、化学组成 成分 S i O2 AI 2 O3 F c 2 O 3 Mg O C a O N a 2 0 K2 O T i O 2 L o s s 合计 百舒 比 5 6 1 0 2 6 2 4 3 3 4 1 2 0 1 5 7 0 2 8 1 9 3 0 1 2 9 1 1 9 9 8 9 ( 2 ) 矿渣 : 本试验采用新余钢铁厂矿渣 , 经磨细处理后细度 为 0 0 8 I T l m筛筛余百分数 O 3 , 其主要化学成分见表 3 。 表 3 矿渣的化学组成 ( 3 ) 硅藻土 : 本试 验中的硅藻土产 自江西省广 昌县 , 硅藻类 型以园盘藻为主, 占硅藻细胞个数的 9 5 以上 ,
12、 硅藻粒径一般 8 1 2 tx m, 其 主要化学成分见表 4 。 ( 4 ) 沸石: 本试验中的沸石产 自安徽 , 其细度为 2 7 ( 经筛 孔尺寸为 0 0 8 mm的负压筛析仪检测, 以筛余百分含量计) , 其 主要 的化学成分见表 5 。 2l 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 4 硅藻土的化学组成 2 混凝 土的配合 比及试验方案 2 1混凝土 配合 比 其尺寸为 1 0 0 mm 1 0 0 m mx 1 0 0 mm, 水胶比为 0 5 , 骨料 尺寸 0 - 3 1 5 n l n 1 , 在骨料最大粒径 3 1 5 l n lT l 的情
13、况下取砂率 为 3 5 , 混凝土表观密度取p 2 4 0 0 k g m3 o 根据混凝土配合 比设计质量法基本原理和正交试验表 , 可以得出胶凝材料 总量为 3 8 0 k g , m 的混凝土配合比, 各组混凝土的具体配合比 见 表 6 。 2 2试验 方案 自然养护至2 8 d龄期时开始试验, 提前 2 4h将试件浸泡在 所配制的复合溶液 中, 溶液深没过试件顶面 5 c m以上 , 浸泡完毕 后, 将试件取出, 之后放人低温箱冷冻 , 温度保持在一 l 5 2 0。 解冻时, 将试件放入复合溶液中解冻 , 每次冻融循环用于融化 的时间不得少于整个冻融时间的 1 , 4 , 此过程中也
14、要测量在 自然 条件下养护了 2 8 、 6 0 d混凝土的抗压强度, 以及复合盐环境下经 过 7 5次冻融循环后混凝土的抗压强度。 主要以冻融结束后的抗 压强度作 为立方体试块耐久性研究 的指标 。 表 6胶凝材料 总量 3 8 0 k g m。 的混凝土配合b E 表 3 复 杂环境 下混凝 土改性研 究 3 1正 交试 验 结果 正交试验及其结果如表 7 所示。 表 7 正 交试验及其结果 70 60 50 越 o 蹬 3 0 2 0 1 0 0 图 1 胶凝材料总量为 3 8 0 k g m。 的立方体试块抗压强度 3 2 试验结果分析 从表 7和图 1 中可 以看 出 : ( 1 )
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- 复杂 环境 混凝土 改性 问题 研究
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