掺硅灰和粉煤灰混凝土抗氯离子渗透性.pdf
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1、郭 春兴等 : 掺硅灰和粉煤灰混凝土抗 氯离子 渗透性 7 掺硅灰 和粉煤灰混凝土抗氯离子渗透性 郭春兴 , 高培伟 , 耿飞 , 项红超 ( 1 南京航空航天大学土木 系 南京2 1 0 0 1 6 ; 2 中国航空港建设第-3 2 程总队 。 江 苏徐 州2 2 1 0 0 5) 【 摘要】 本文结合粉煤灰和硅灰单掺时的优点, 试验研究了将两种掺合料复掺后对混凝土抗氯离子渗透 性能的影响。试验结果表明: 掺 5 硅灰( s F ) 和 3 0 粉煤灰( F A ) 时, 对混凝土的抗氯离子渗透性改善最大, 2 8 d 、 9 0 d和 1 8 0 d三个龄期的改善幅度分别为 4 9 、 4
2、 5 和 3 8 , 明显优于单掺 F A与 s F的混凝土。 【 关键词】 混凝土; 粉煤灰; 硅灰; 抗氯离子渗透性能 【 中图分类号】 5 5 2 8 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 0 ) 0 3 一 O 0 O 7 0 3 E F F ECI I oF肿As H AN D F咖oN C0NC 蛐 , I E RE To CHL0R) E l 0N P】 口 珊 BI Ll 1 r Y GUO Ch u n x i n g 1 ,GAO Pe i - we i ,GE NG F e i ,XI A NG Ho n g - c h
3、 a o 2 ( 1 C i v i l E n g i n e e r i n g D e p a r t m e n t o f N a n j i n g U n i v e r s i t y o f A e r o n a u t i c s a n d A s t r o n a u t i c s , N a n j i n g 2 1 0 0 1 6 , C h i n a ; 2 T h e S e c o n d E n gi n e e ri n g D e p a r t me n t o f C h i n a A i r p o r t C o n s t r u
4、c t i o n , J i ang s u X u z h o u 2 2 1 0 0 5 , C h i n a ) A b s t r a c t : The i n fl u e n c e s o f fl y a s h( F A ) and s i l i c a f u m e( S F )o r m i x t u r e s o f F A a n d S F o n c o n c r e t e r e s i s t a n c e t o c h l o r i d e i o n p e r me a b i l i ty we r e i n v e s t
5、i g a t e d i n thi s p a pe r Th e r e s u l t s s h o we d t h a t the c o n c ret e r e s i s t a n c e t o e h l o r i d e qo n p e rm e a b i l i ty W as i mp mv e d w h e n c o n c ret e b l e n d e d w i t h 5 S F and 3 0 F A I n thi s s i t u a t i o n, the i mp r o v e me n t d e g r e e Wa
6、s l a r g e r tha n the o n e s tha t o n l y F A o r S F wa s i n c o r p o rat e d Th e im p r o v e me n t d e g r e e s we re 4 9 , 4 5 a n d 3 8i n t h e a g e o f 2 8 d, 9 0 d an d 1 8 0 d r e s p e c t i v e l y Ke y wo r d s: c o n c r e t e; fl y a s h; s i l i c a f u me; r e s i s t a n c
7、 e t o c h l o rid e i o n pe r me ab i l i t y 0 前 言 我 国存在广 阔的海 洋环境 , 大规 模 的建 设基本集 中在沿海地区。海水、 海风、 海雾中的氯离子以及不合 理地使用海砂造成钢筋混凝土结构的破坏 , 北方冬季 使用除冰盐导致路面 耐久性下降 , 给 社会带来 了 巨大 的损失。混凝土抗氯离子侵蚀能力与材料的抗渗性 有关, 抗渗性又与水泥石密实度和孔隙特征密切相 关 , 特别是骨料与水泥浆界 面过渡 区对氯离 子有重大 影响作用。要提高混凝土的抗氯离子侵蚀能力, 提高 耐久性 , 必 须 改善 水泥 石与 骨料 之 间的界 面结 构
8、 , 缩 小抑制界面过渡区的形成l_ l J , 使用优质矿物掺合料是 一 种有效的方法。 硅灰( S i l i c a F u m e , 简称 S F ) 是硅铁合金厂用高纯 度石英冶炼金属硅或硅铁合金时从烟尘 中收集的硅 氧化物粉末 , 比表面积 高达 1 5 2 0 X l o 5 c m 2 , g , 平均 粒径 小于 0 1 ,u rn, 约为水 泥粒径 的 1 5 0 1 1 0 0 ; 质量好 的硅灰中硅含量大于 9 o , 其中活性硅在 4 0 以上, 故活性较高。混凝土中掺入 s F可显著提高混凝土强 度和耐久 性 , 其 主要是利用 s F极细微 的颗粒产生 良好 的
9、微填充效应 , 使混凝土孔结构细化, 高 的火山灰活 性对混凝土早期和后期强度发展十分有利 J 。 粉煤灰 ( F l y A s h , 简称 F A ) 是 由大量直 径 以 ,u m计 的实心和( 或) 中空玻璃微珠以及少量的莫来石 、 石英 等结 晶物质所组成 引。用 F A取代部分水 泥可 以减少 水化热、 降低渗透性和孔隙率, 减小干燥收缩 , 抑制碱 骨 料反应 。但 F A的火山灰 活性较 低 , 在常 温下 , 即使 水 泥水化产物 中有足 够的 C a ( O H ) 2 , 其火 山灰 反应仍 很慢 , 导致混 凝 土 的早期 强 度发 展缓 慢 , 从 而 限制 了 F
10、 A的使用【 引。 本文结合上述两种掺合料单掺时的优点, 试验研 究了将两种掺合料复掺方案对混凝土抗氯离子渗透 性能 的影 响。 1 试验材料与试验方 法 1 1 试验材料 水泥 : 南京某公 司生产 的 5 2 5 M P a 硅酸盐水泥 ; 细 骨料 : 细度模数为 2 9 8 , 级配 良好 的天然河沙; 粗骨 基金项 目 西部交通( 2 0 o 9 z B 0 1 ) ; “ 8 6 3 ” ( 2 0 0 9 A A 0 3 Z S 0 8 ) 国家 自然科学基金 ( 6 o 6 7 2 l 6 6 ) 联合资助 8 低温建筑技术 2 0 1 0年第 3期 ( 总第 1 4 1 期)
11、 料 : 粒径在 5 2 0 m m的碎石 , 级配 良好 , 5 1 0 ra m与 1 0 2 0 m m掺加 比例 为 2 : 3 , 堆积密度 为 1 2 9 5 k m 3 , 表观 密度约为 2 5 1 7 k g m 3 ; 粉煤 灰 : 南京某 粉煤 灰建材 厂生 产的 I 级粉煤 灰 ; 硅灰 : 采用上海 铁合金 厂 的硅 灰 ; 外 加剂 : i S 用江苏 某新 材料 有限公 司生产 的 J M P C A ( I ) 型超塑化剂 , 是以羧酸类接枝聚合物为主体的复合高 效碱水剂 。 本研究所采用的主要原材料化学成分如表 1 所示。 1 2 试验方法 ( 1 ) 试验配
12、合比。以普通混凝土为基础, 分别将 F A和 s F 单掺或复合掺 人 , 配 制 6组不 同配 比的混凝 土。其间 , 固定 水胶 比不变。 F A采 用替 代水泥 掺入 , s F 采用外掺 的方式 , 配合 比和试验结果如表 2 所示。 表 1 主要试验原材料化学成分 类别 S iO 2 a h o 3 C a O M S 0 s f C a O 1 8 S O 4 o ,4 2 6 , 2 4 1 表2 混凝土材料配合比和试验结果 注: C 为水泥, F A为粉煤灰, s F 为硅灰, w为水, P E A为减水剂, S 为砂, G为石子。 ( 2 ) 试验 方法 。采用 N E L法
13、进行氯离 子渗透系 数测定试验 , 试样为 1 0 0 m m1 0 0 ra m5 0 m m标准试 件 , 切除表层 2 0 ra m以避免浮浆层 的影响 ; 试验 前将试 件加工成标 准 尺寸 , 将试 件放 入真空 干燥 器 , 真 空度 低于 一 0 0 5 M P a , 保持 6 h , 加入 4 m o l l 的氯化钠 溶液后 再抽真空 2 h , 继续保持试样浸泡于氯化钠溶液中至 2 4 h 。 2 试验 结果分析 2 1 单掺粉煤灰和硅灰混凝土氯离子扩散系数 编号 A 、 C 、 E分 别 为普 通混凝 土、 掺 3 0 F A混凝 土和掺 5 0 F A的混凝 土。由图
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