不同矿物外加剂对C30引气混凝土耐久性的试验研究.pdf

1 4 6 科技研究 城 市道桥与 防洪 2 0 1 4 年 3 月第 3 期 不同矿物外加剂对 C 3 0引气混凝土耐久性的试验研究 曹晓婧 - ， 陈 斌 z ( 1 兰州城市建设学校 ， 甘肃兰州 7 3 0 0 4 6 ； 2 兰州九州经济开发区管委会 ， 甘肃兰州 7 3 0 0 4 6 ) 摘 要： 通过美国电量法、 干湿循环腐蚀法等分析不同矿物外加剂对 C 3 0引气混凝土的抗氯离子渗透性 、 抗盐类腐蚀性等耐久 性的影响规律。 从抗氯离子渗透性来看 ， 掺矿物外加剂的混凝土的电通量远小于基准混凝土的电通量 ， 不同矿物外加剂电通量的 大小关系为 ： 粉煤灰混凝土电通量小于硅灰混凝土电通量小于矿渣混凝土电通量。 在所设计的腐蚀条件下， 硅灰混凝土抗腐蚀性 大于矿渣混凝土抗腐蚀性大于粉煤灰混凝土抗腐蚀性 。从质量变化可以看出： 掺矿物外加剂对混凝土的质量损失有延缓作用。 关键词 ： 粉煤灰； 矿渣； 硅灰； 抗氯离子渗透性 ； 抗盐类腐蚀性 中图分类 号 ： U 4 1 4 文献 标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 4) 0 3 0 1 4 6 0 3 0 前言 在混凝 土 中掺入 引气 剂 ， 引入大量均 匀 、 稳定 的微小气泡， 能够有效改善混凝土的孔结构 ， 是大 幅提高混凝土耐久性 的技术措施之一f l ， 2 】 。不过 ， 适 当引气能够很好改善混凝土的性能，含气量较大 则不利。在低强度引气混凝土抗腐蚀性的试验研 究中表明【3】 ： C 3 0 引气混凝土在目标含气量为 3 左 右时对改善混凝土的性能最好 ， 而在混凝土中使 用 矿物外加剂 ， 也成为 提高混凝 土耐久性 的主要 措施l 4 5 】。 常用的粉煤灰、 矿渣、 硅灰等活性矿物外 加 剂 ， 由于化 学组 成 、 结 构 、 细度等 各 不相 同 ， 其 掺人混凝 土后 各有特点 。本文根据 已往 的实验 资 料 分 别加 入不 同含 量 的矿物 外 加剂 来 研究 不 同 矿物外加剂对 C 3 0引气混凝土耐久性的影响规 律 1 试验概 况 1 1 试验原材料 ( 1 ) 水泥 ： 采用甘肃水泥永登祁连 山水 泥有限 公司生产的4 2 5 级普通硅酸盐水泥，各项性能满 足标准要求。 ( 2 ) 砂子： 采用级配良好的中砂 ， 细度模数为 2 3 1 ， 表观密度 2 6 4 g c m ， 堆积密度 1 5 4 8 k g m 。 ( 3 ) 石子： 采用级配良 好的碎石撤径为5 1 0 m m， 含泥量 0 3 ， 表观密度 2 3 6 9 g c m 。 ， 堆积密度 1 5 63 k g m 。 ( 4 ) 矿物外加剂 ： 粉煤灰采用兰州热 电厂的 I 级粉煤灰 ，矿渣 粉为安徽 朱家桥水泥有 限公 司生 产的级矿渣粉， 硅灰为西北铁合金厂所产 ， 性能 收稿 日期 ： 2 0 1 3 - 1 1 - 2 6 作者简介： 曹晓婧( 1 9 7 5 一 ) ， 女， 甘肃兰州人 ， 讲师， 从事建筑 工程专业相关课程的教学工作。 满足要求， 检测依据为 高强高性能混凝土用矿物 外加剂( G B T 1 8 7 3 62 0 0 2 ) 。 ( 5 ) 化学外加剂 ： 所掺 化学外 加剂有减水 剂和 引气剂， 减水剂为陕西咸阳混凝土外加剂有限公司 生产 的 S D J聚羧酸高效减水剂 ，引气 剂为同济大 学研制的粉状 s J _ 2型引气剂。 1 2 混凝土的配合 比 结合已往的试验成果 ，所设计的混凝土是 目 标含气量为 3 的不同矿物外加剂的混凝土。其 中 ， J Q表 示基 准 引 气 混凝 土 ； F Q表 示 掺粉 煤 灰 的引气混凝土 ； K Q表示掺矿渣的引气混凝 土 ； G Q表示掺硅灰的引气混凝土。其配合比情况见 表 l 。 试验所用 的混凝土水胶 比为 0 5 ， 新拌混凝 土 的塌落度通过控制水 泥用量 及减水剂用量控制在 1 6 0 l I l m左右 。 1 3 试验方法 利用气压式含气量测定仪来 测定混凝土拌合 物 的含气量 ； 采用 A S T M C 1 2 0 2直流 电量法测试混 凝土抗氯离子渗透性， 根据所测库仑值， 判断混凝 土抗渗透性6 1 ； 混凝 土抗盐类腐蚀性测试方法如下： 将成型的混凝土试件(4 0 m m 4 0 m m 1 6 0 m m ) 标准养护 9 0 d后分别浸泡于强腐蚀盐溶液和水 中， 腐蚀溶液中的试件采用干湿循环的腐蚀方式 在借鉴以往试验的基础上【7 ， 本试验干湿循环选择 在 4 O c C ( 5 。 ( = ) 恒温箱中进行， 烘干 1 5 h + 浸泡 9 h ， 即每个循环为 2 4 h 。 强腐蚀复合盐溶液： 含盐总量 2 2 3 6 ， 其 中硫酸钠 的含量为 1 0 3 6 ，氯化镁 的 含 量为 1 2 0 0 定期测定各类 混凝土试件 的抗压 抗折强度， 以强腐蚀溶液中的试件强度与水中养护 试件的强度比值为抗蚀系数来评价混凝土的抗腐 蚀性 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 4 8 科技研究 城 市道桥 与防洪 2 0 1 4 年 3 月第 3 期 气混凝土和粉煤灰引气混凝土的抗压抗蚀系数小 于 1 ， 而矿渣引气混凝土和硅灰引气混凝 土的抗压 抗蚀系数大于 1 ， 加矿物外加剂 的引气混凝土 的抗 压抗蚀 系数都大 于对应龄期基准引气混凝土 的抗 压抗蚀系数。 由图 3 可知， 腐蚀 6 0次时 ， 基准引气混凝土 的抗折抗蚀系数小于 1 ， 加矿物外加剂的引气混凝 土的抗 折抗蚀系数 大于 1 ， 腐蚀 1 2 0次时 ， 其抗折 抗蚀系数都小于 1 ， 说明掺矿物外加剂混凝土的抗 腐蚀性很强。 2 4 不 同矿物外加剂对引气 混凝土的质量变化 的 影响 不同矿物外加剂的引气混凝土在腐蚀环境下 的质量变化的试验结果见 图 4 。 图 4 不同矿 物外加 剂的5 J 气混凝 土在腐蚀 环境下 的 质量变化 由图 4可 知 ， 0 - 6 0 d时 ， F Q质量损失率 最大 ， J Q和 G Q非常接近 ， K Q最小 ，但 四种 混 凝 土 总 体相差都不大。6 0 1 2 0 d时 ， F Q质量损失率与 0 d - 6 0 d的质量损失率变化不大 ，而 J Q、 K Q和 G Q的质量损失率都在递增。 3 结论 ( 1 ) 掺入粉煤灰 ， 由于粉煤灰 自身活性较低 ， 其早期抗压强度低于基准引气混凝土，但后期有 较大增长 。而且可 以较大程度提高混凝土 的抗氯 离子渗透性和抗腐蚀性。 ( 2 ) 掺入矿渣， 其早期抗压强度低于基准引气 混凝土 ， 但后期有较大增长。而且可以较大程度改 善了混凝土的抗氯离子渗透性和极大提高了混凝 土的抗腐蚀性 。 ( 3 ) 掺入硅灰 ， 不仅提高 了引气混凝土 的强度 。 明显的提高了混凝土的抗氯离子渗透性抗腐蚀性。 ( 4 ) 从试验结果来看 ， 综合比较粉煤灰 、 矿渣 和 硅灰三种矿物外加剂 ， 硅灰对引气混凝土 的耐久性 能改善作用最明显 ， 矿渣其次 ， 粉煤灰相对较差 。 参考文献 1 】 科斯马特 卡， 等 混凝土设计与控制【 M 重庆： 重庆大学 出版社， 2 0 0 5 ( 2 】 姚文杰 大掺量引气剂混凝土在高寒干燥地区的抗冻性研究 煤炭技 术， 2 0 0 6 ( 8 ) ：9 4 9 6 3 曹 晓婧 低 强 度引气 混凝 土抗 腐蚀 性 的试验 研 究 D 甘肃 兰 州： 兰州交 通大学， 2 0 0 8 4 T a run R N， S h i w S S ， B r u c e W R E f f e c t o f s o u r c e o f fl y a s h 0 11 a b r a s i o n r e s i s t a n c e o f c o n c r e t e J J o u r n a l o f Ma t e 2 r i al s i n C i v i l E n g i n e e r in g ， 2 0 0 2 ， 9 ( 1 0 ) ： 4 1 7 - 4 2 5 5 L e n g F a n g u a n g ， F e n g N a i q i n g A n e x p e r i m e n t s t u d y o n t h e p r o p e r t i e s o f r e s t a n c e t o d i f f u s i o n o f i o n s o f fly a s h a n d b l as t f u r n a c e s l a g e c o n c r e t e J C e me n t a n d C o n c r e t e R e 2 s e a r c h ， 2 0 0 0 ， 3 0 ( 6 ) ： 9 8 9 - 9 9 2 6 吴中伟， 廉慧珍 高性能混凝土【 M 北京： 中国铁道出版社， 1 9 9 9 【 7 石 明霞， 谢友 均， 刘 宝举 水 泥一粉煤 灰复 合胶 凝 材料抗 硫 酸盐 结晶侵蚀性 J l _ 建筑材料学报， 2 0 0 3 ( 6 ) ： 3 5 0 3 5 5 术爿 c 爿 ( 爿 c 爿 c 术木木木木木术术术术术爿 ( 木爿 ( 木术术术) l( 木木术爿 ( 术术爿 ( 术术术术术木爿 ( 术爿 ( 术术木爿 ( 木 ( 上接第 1 4 5页 ) 5 结论 通过对 国内某 自主研 发的基于表面活性平 台 的温拌剂所进行的试验研究， 结果表明： 当采用较 小的降温幅度( 1 5 一 2 0 ) 时， 温拌沥青混合料具 有 比热拌沥青混合料更优的体积指标和更好的路 用性能， 有利于沥青混合料的压实成型， 从而延长 路 面使用寿命 ；当采用较大 的降温幅度 ( 3 0 C 3 5 c c) 时 ， 温拌沥青 混合料 与热拌沥青 混合料 的 体积指标和路用性能相当。 参考 文献 【 1 】 李 祝龙 沥青 混合 料应 用 中 的环 境保 护 J j 交 通运 输工 程学 报 ， 2 0 0 4 ， 4 ( 4 ) ：1 - 4 2 B r i an D P r o we l 1 T h e I n t e r n a t i o n al T e c h n o l o g y S c a n n i n g P r o g r a m Wa r m Mi x A s p h al t S c an S u mma r y R e p o r t R】 Wa s h i n g t o n D C ： Fe d e r al Hi g h wa y Ad mi n i s t r a t i o n， US De p a r t me n t o f T r a n s p o r t a t i o n， 2 0 0 7 3 左锋， 叶奋国外温拌沥青混合料技术与性能评价 J 中外公 路 ， 2 0 0 7 ， 2 7 ( 6 ) ：1 6 4 1 6 8 4 郭红兵， 陈拴发 A s p h a m i n 温拌沥青混合料技术现状与路用 性 能【 J 】 中外 公路 ， 2 0 0 8 ， 2 8 ( 2 ) ：1 5 2 1 5 5 【 5 欧阳伟， 王连广， 等 基于乳化技术的温拌沥青混合料应用研 究 j 】 中外公路， 2 0 0 8 ， 2 8 ( 4 ) ： 2 1 8 2 2 0 6 徐士翠 WM A沥青结合料降粘机理与技术性能研究【 D 】 西安： 长安大学 ， 2 0 1 0 7 】 秦永春， 黄颂昌， 徐剑 ，等 基于表面活性剂的温拌 S M A混合 料性能 f J 建筑材 料学报 ， 2 0 1 0 ，1 3 ( 1 ) ： 3 3 3 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m