摘要：本文采用快速氯離子滲透試驗方法對蒸養(yǎng)粉煤灰混凝土的抗?jié)B性進行了一系列的試驗研究。研究了粉煤灰摻量對蒸養(yǎng)混凝土28天及180天抗氯離子滲透性能的影響。試驗結果表明：粉煤灰等量取代部分水泥，可以有效解決蒸養(yǎng)混凝土抗氯離子侵蝕能力不夠的問題。
關鍵詞：粉煤灰 蒸養(yǎng)混凝土 抗?jié)B性
1 前言
在混凝土的各種破壞方式中，通常包含有水的因素，混凝土對于水的滲透常常決定其破壞速率。因此，混凝土的抗?jié)B性被認為是評價混凝土耐久性的重要指標。
蒸養(yǎng)混凝土預制構件生產(chǎn)實踐表明，普通混凝土經(jīng)蒸養(yǎng)后，抗?jié)B性將有所下降；蒸養(yǎng)過程溫度變化越劇烈（預養(yǎng)、升溫期短，熱養(yǎng)溫度越高），其對混凝土抗?jié)B性的影響也將越嚴重[1,2]。眾所周知，混凝土中的硬化水泥漿體孔隙率越高，粗大孔隙體積越大，以及連通孔隙量越多，混凝土的抗?jié)B性必然降低。在升溫期，混凝土雖已凝結硬化但尚不具有足夠的結構強度，混凝土內的空氣和水將發(fā)生熱脹作用并伴隨氣水轉移作用，將增加混凝土中的孔隙量，并引發(fā)內部微裂縫；在降溫期又由于混凝土內水分蒸發(fā)散失，使得表層因急劇干燥收縮和溫差收縮而產(chǎn)生裂縫。蒸養(yǎng)后普通混凝土一般都會出現(xiàn)后期強度降低、滲透性增大、孔隙結構變粗。當蒸養(yǎng)溫度過高則會影響鈣釩石在早期的生成，后期鈣釩石的生成將導致結構的破壞[3，4]，蒸養(yǎng)對摻加活性混合材的水泥有時會表現(xiàn)出良好的蒸養(yǎng)適應性，蒸養(yǎng)不僅促進了早期強度的發(fā)展，而且也提高了后期強度。
據(jù)已有的研究成果，對于標養(yǎng)、自然養(yǎng)護的普通混凝土摻入適量的優(yōu)質粉煤灰，混凝土的抗?jié)B性將提高，但是對于蒸養(yǎng)粉煤灰混凝土的抗?jié)B性的研究甚少。在蒸養(yǎng)環(huán)境中，養(yǎng)護溫度的提高有利于粉煤灰的水化，能更好地發(fā)揮其活性效應，有效減少了體系中氫氧化鈣的含量，改善混凝土的過渡區(qū)相，提高混凝土密實度，細化孔隙，因此也將提高蒸養(yǎng)粉煤灰混凝土的抗?jié)B性。本文采用快速氯離子滲透試驗方法對蒸養(yǎng)粉煤灰混凝土的抗?jié)B性進行了一系列的試驗研究。
2 試驗研究
2.1 蒸養(yǎng)混凝土長期抗氯離子滲透性試驗
采用浙江寧波海螺牌P.O.42.5級水泥，其強度指標見表2；粉煤灰為浙江寧波北侖港電廠生產(chǎn)的I級粉煤灰，其物理性質見表3；湖南長沙市郊產(chǎn)5～25mm石灰石碎石，壓碎指標為7.8%；湖南湘江河砂，中砂，細度模數(shù)為2.7，II區(qū)級配合格；高效減水劑采用上海花王化學有限公司生產(chǎn)的邁地100萘系高效減水劑。
混凝土由強制式攪拌機拌合，攪拌時間為2分鐘，試件進行振動成型密實。一部分試件采用標準養(yǎng)護，一部分試件采用蒸汽養(yǎng)護。蒸養(yǎng)試件采用的養(yǎng)護制度為：常溫下靜停2小時，升溫2小時，恒溫8小時，降溫1小時，恒溫溫度為60±5℃。蒸汽養(yǎng)護完畢后立即脫模，測試其脫模強度，其余蒸養(yǎng)試件均放到標準養(yǎng)護室內養(yǎng)護至試驗齡期，采用快速氯離子滲透試驗方法進行試驗。
氯離子滲透試驗方法（Rapid Chloride Permeability Test），又稱直流電量法，利用外加電場作用替代化學推動力加快氯離子在混凝土中的遷移過程，該方法最早由Whiting提出，后被AASHTO T277[5]及ASTM C1202[6]吸收為規(guī)范，是目前世界上最流行的混凝土滲透性評價方法，越來越多的研究者將其作為一種常規(guī)測試手段[7]。該方法量測在60伏直流電壓下通電6h通過混凝土試件的庫侖電量，用以評價混凝土的滲透性。
快速氯離子滲透試驗法的優(yōu)點有：試驗周期很短（6h），因此能較快的獲得對混凝土滲透性的評價；以6h庫侖電量作為評價指標，測試及分析過程簡單，有利于工程應用推廣；實驗結果重復性較好，與混凝土試件長期浸泡試驗結果有一定的相關性。
利用上述方法得到的混凝土試塊6h庫侖電量根據(jù)表1可以評價混凝土抗氯離子滲透性能。試驗研究了粉煤灰摻量對混凝土28天及180天抗氯離子滲透性能的影響。混凝土的配合比見表4，試驗結果見表5和圖1。
由試驗結果可以看出，粉煤灰等量替代部分水泥可以提高蒸養(yǎng)混凝土的抗氯離子滲透性能，且隨粉煤灰摻量的增加，蒸養(yǎng)與標養(yǎng)混凝土6h庫侖電量均減小。在28天時，當粉煤灰摻量為10％時，蒸養(yǎng)與標養(yǎng)混凝土抗氯離子滲透等級已經(jīng)接近或達到“較低”等級。粉煤灰蒸養(yǎng)混凝土的6h庫侖電量為1009庫侖，粉煤灰標養(yǎng)混凝土的6h庫侖電量低于1000庫侖。當粉煤灰摻量為30％時，蒸養(yǎng)與標養(yǎng)混凝土6h庫侖電量分別比對應的空白混凝土降低了69％和58％。在180天時，空白標養(yǎng)混凝土6h庫侖電量比28天時低，空白蒸養(yǎng)混凝土6h庫侖電量比28天時高27庫侖，而對于粉煤灰摻量為10％、20％、30％的蒸養(yǎng)或標養(yǎng)混凝土，6h庫侖電量一直在降低，且降幅較大。試驗結果說明，粉煤灰等量取代部分水泥，可以有效解決蒸養(yǎng)混凝土抗氯離子侵蝕能力不夠的問題。
無論是28天或180天，與標準養(yǎng)護混凝土相比，蒸養(yǎng)空白混凝土和蒸養(yǎng)粉煤灰混凝土的6h庫侖電量均高于對應的標準養(yǎng)護混凝土，但隨粉煤灰摻量增加，蒸養(yǎng)混凝土的6h庫侖電量逐漸與標養(yǎng)混凝土接近。在28天時，不摻粉煤灰的蒸養(yǎng)混凝土的6h庫侖電量比標養(yǎng)混凝土高40％，當粉煤灰摻量為30％時，蒸養(yǎng)混凝土的6h庫侖電量比標養(yǎng)混凝土僅高2％。在180天時，蒸養(yǎng)和標養(yǎng)粉煤灰混凝土抗氯離子滲透性的6h庫侖電量接近，這說明隨齡期增長，粉煤灰等量替代部分水泥，有利于減小提高養(yǎng)護溫度對混凝土抗氯離子滲透性能的影響，且隨粉煤灰摻量增加，其影響進一步減弱。
2.2 蒸養(yǎng)混凝土28天抗氯離子滲透性試驗
采用潞州42.5級早強型普通水泥，其強度指標見表6；粉煤灰為河南姚孟電廠出產(chǎn)，粉煤灰物理性質見表7；湖南長沙市郊產(chǎn)5～25mm石灰石碎石，壓碎指標為8.2%；湖南湘江河砂，中砂，細度模數(shù)為2.63，II區(qū)級配合格；高效減水劑采用NF－2型萘系高效減水劑，平頂山神翔化工廠生產(chǎn)。試件制作、養(yǎng)護制度及試驗方法同2.1節(jié)。
試驗研究了粉煤灰摻量對混凝土28天抗氯離子滲透性能的影響?；炷恋呐浜媳纫姳?，試驗結果分別見表9和圖2。
按表1評價混凝土抗氯離子滲透性能，可認為系列1和系列2的空白混凝土的抗氯離子滲透性能中等。摻10％粉煤灰取代水泥后，6h庫侖電量下降約50％，隨粉煤灰摻量增加，6h庫侖電量呈明顯下降趨勢，但降幅逐漸變小。粉煤灰摻量為20％時，兩個系列的蒸養(yǎng)粉煤灰混凝土的氯離子滲透性能都已達到極低水平。試驗結果表明膠凝材料的增加有利于提高混凝土抗氯離子滲透性能，同時驗證了粉煤灰能顯著提高混凝土抗氯離子滲透性能。
3 結論
摻入粉煤灰大大改善了混凝土的抗氯離子滲透性能，這可能要歸因于粉煤灰在混凝土中的各種作用效應。由于粉煤灰的顆粒比水泥微細，摻入后能夠填充到水泥凝膠的孔隙中，在微觀層次上改善了混凝土的密實性，減少了較大孔隙的數(shù)量。其次，粉煤灰摻入使混凝土的有效水灰比提高，有利于水泥水化時水化產(chǎn)物的擴散。另外，在蒸養(yǎng)條件下，較高的養(yǎng)護溫度加速了粉煤灰的火山灰效應，二次水化反應產(chǎn)生的低鈣硅比凝膠體有利于細化孔結構，降低孔隙率，并且會吸附一部分氯化物于其中。同時，粉煤灰的二次水化消耗了一定量的Ca(OH)2,有利于改善過渡區(qū)。
參考文獻
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