摘要：結(jié)合工程實(shí)例，采用粉煤灰與礦粉雙摻，能有效的提高混凝土抗氯離子滲透能力。
關(guān)鍵詞：混凝土 滲透性 氯離子 礦物摻合料
1. 引言
氯離子入侵是引起混凝土中鋼筋銹蝕的重要原因，往往決定了混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命，是耐久性的重要問題。因此，國內(nèi)外很多工程采用低水膠比，粉煤灰與硅灰雙摻技術(shù)來解決此類問題。但是由于硅灰的價(jià)格昂高，而且市場(chǎng)小，故而本公司采用粉煤灰與礦粉雙摻解決了混凝土中氯離子滲透的問題。解決了C30P8混凝土氯離子滲透的問題。
2. 原材料
2.1.1
砂：江西贛江Ⅱ區(qū)中砂，細(xì)度2.7；碎石：江蘇宜興產(chǎn)5-25mm連續(xù)級(jí)配碎石，壓碎指標(biāo)8.0%；外加劑：江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)JM-Ⅷ高效減水劑，減水率22%；水泥：江蘇南通萬豪建材科技有限公司生產(chǎn)P.O42.5級(jí)；粉煤灰：南通華錦粉煤灰開發(fā)有限公司Ⅰ級(jí)粉煤灰；礦粉：張家港恒昌新型建筑材料有限公司生產(chǎn)S95級(jí)。
水泥、粉煤灰、礦粉性能指標(biāo)如下列表格。
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表1：水泥性能指標(biāo) | ||
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檢驗(yàn)項(xiàng)目 |
標(biāo)準(zhǔn)要求 |
實(shí)測(cè)值 |
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80um篩篩余/% |
≤10.0 |
2.1 |
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凝結(jié)時(shí)間/(h:min) |
≥0:45 |
3:30 |
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≤10.00 |
4:00 | |
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安定性 |
合格 |
合格 |
|
3天強(qiáng)度/Mpa |
≥3.5 |
5.1 |
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≥16 |
26.8 | |
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28天強(qiáng)度/Mpa |
≥6.5 |
8.3 |
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≥42.5 |
49.3 | |
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表2：粉煤灰性能指標(biāo) | |||
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檢驗(yàn)項(xiàng)目 |
實(shí)測(cè)值 | ||
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細(xì)度% |
11.1 | ||
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需水比% |
95 | ||
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燒失量% |
2.3 | ||
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含水量% |
0.2 | ||
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活性指數(shù)% |
92 | ||
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表3：礦粉性能指標(biāo) | |||
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檢驗(yàn)項(xiàng)目 |
實(shí)測(cè)值 | ||
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比表面積m2/Kg |
405 | ||
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流動(dòng)度比% |
103 | ||
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活性指數(shù) |
7天 |
82 | |
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28天 |
105 | ||
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2.1.2混凝土配合比
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編號(hào) |
水膠比 |
水泥 (Kg) |
粉煤灰(Kg) |
礦粉 (Kg) |
水(Kg) |
砂(Kg) |
石(Kg) |
外加劑(%) |
1h坍落度(mm) |
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A |
0.5 |
380 |
------ |
------ |
190 |
800 |
1010 |
1.4 |
180 |
|
B |
0.48 |
304 |
38(10%) |
38(10%) |
182.4 |
808 |
1010 |
1.4 |
185 |
|
C |
0.48 |
266 |
38(11%) |
76(20%) |
182.4 |
808 |
1010 |
1.4 |
190 |
|
D |
0.48 |
228 |
38(12%) |
114(30%) |
182.4 |
808 |
1010 |
1.4 |
195 |
|
E |
0.48 |
190 |
38(13%) |
152(40%) |
182.4 |
808 |
1010 |
1.4 |
210 |
2.2試驗(yàn)方法
本試驗(yàn)采用《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)規(guī)程》附錄B進(jìn)行,測(cè)其電通量。
3．試驗(yàn)結(jié)果及討論
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編號(hào) |
抗壓強(qiáng)度(MPa) |
抗?jié)B等級(jí) |
電通量(C) |
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A |
38.5 |
8 |
2403 |
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B |
38.7 |
8 |
2107 |
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C |
37.2 |
8 |
1639 |
|
D |
37.1 |
8 |
968 |
|
E |
34.2 |
8 |
820 |
從上述結(jié)果分析，D方案比較合理。隨著水膠比的降低，礦物摻合料用量增加，可明顯降低混凝土的滲透能力。其原因是：
一. 礦物摻合料效應(yīng)
?、诺V物摻合料（粉煤灰與礦粉）具有形態(tài)效應(yīng)、微集料效應(yīng)。正是由于礦物摻合料具有這些功能作用，改善了混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)；影響了膠凝材料水化進(jìn)程，協(xié)調(diào)混凝土的強(qiáng)度發(fā)展，并能有效改善混凝土內(nèi)部界面過渡區(qū)結(jié)構(gòu)與性能，因而最終提高混凝土終合性能。
⑵復(fù)合化超疊加效應(yīng)
混凝土是一種多組分復(fù)合材料，各組分性能的疊加效應(yīng)表現(xiàn)得十分明顯。礦粉、粉煤灰等多組分礦物復(fù)合在一起，可以充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，其各自的形態(tài)效應(yīng)、微集料效應(yīng)、火山灰效應(yīng)相互作用，可以進(jìn)一步提高混凝土性能。
⑶密實(shí)堆積效應(yīng)
如前所述，摻加不同粒徑和粒度分布礦物摻合粒，可以提高漿體的密實(shí)堆積程度，使得膠凝材料水化加快，混凝土孔隙率降低，微觀結(jié)構(gòu)變得均勻，產(chǎn)生優(yōu)良的力學(xué)性能和耐久性能。
?、戎行馁|(zhì)效應(yīng)
吳中偉在1958年提出水泥基復(fù)合材料的中心質(zhì)假說。把不同尺度分散相稱為中心質(zhì)，把連續(xù)相稱為介質(zhì)。各級(jí)中心質(zhì)和介質(zhì)之間存在相互的效應(yīng)，稱為“中心質(zhì)效應(yīng)”混凝土骨料為大中心質(zhì)，未水化的水泥顆粒和礦物摻合料為次中心質(zhì)效。混凝土摻加一定細(xì)度的礦物摻合料使水泥石的中心質(zhì)增多，次中心質(zhì)之間的間距進(jìn)一步減少，有利的中心質(zhì)效應(yīng)增多，中心質(zhì)網(wǎng)絡(luò)骨架得到加強(qiáng)。
二.界面結(jié)構(gòu)的提高
摻入的礦物摻合料的二次水化反應(yīng)（火山灰反應(yīng)）消耗了大量的氫氧化鈣，減少了氫氧化鈣的含量，并干擾氫氧化鈣的結(jié)晶，使其氫氧化鈣尺寸減少，富集程度和取向程度下降；火山灰反應(yīng)增加C-S-H凝膠和Aft數(shù)量，硬化后混凝土界面過濾層孔隙率降低。其抗氯離子滲透性能大幅提高工程開始后，雙方協(xié)作，現(xiàn)場(chǎng)留樣，電通量為980C，抗壓強(qiáng)度37.6Mpa，抗?jié)B等級(jí)8級(jí)，符合設(shè)計(jì)要求。
4．結(jié)論
在一定范圍內(nèi)，高摻粉煤灰和礦粉可有效的減少混凝土氯離子的滲透。
