自密實輕集料混凝土離子侵蝕性能及破壞機理.pdf

1、自密實輕集料混凝土(SCLC)是在輕集料混凝土（LC）和自密實混凝土（SCC）基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是用輕集料代替普通粗集料配制而成的容重小于1950kg/m3、工作性達到自密實狀態(tài)易于泵送的高性能混凝土。自密實輕集料混凝土要求其性能具有足夠的塑性粘度，輕集料懸浮于水泥漿體中，在拌制、運輸、振搗以及成型過程中均不會出現(xiàn)分層離析泌水現(xiàn)象，能自由流動，填充成型，形成均勻密實結(jié)構(gòu)，是一種新型綠色建筑材料，應(yīng)用前景極其廣闊。自密實輕集料混凝土的研究

2、目前尚處于初始階段。輕集料混凝土在組分與結(jié)構(gòu)方面與普通混凝土不同，輕集料由于輕質(zhì)低強，在攪拌、運輸、振搗和成型等過程中容易上浮，在施工過程中容易造成分層離析，在實際工程中容易受到外界環(huán)境侵蝕，尤其是硫酸根離子和氯離子侵蝕破壞，所以開展對自密實輕集料混凝土泵送性能和離子侵蝕性能及破壞機理研究具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟意義。
　　本文分別采用700級和900級的圓球型頁巖陶粒為粗集料，外加減水劑和增稠劑等原材料配制成SCLC35和SCL

3、C50。研究其工作性能和力學(xué)性能，研究表明：自密實輕集料混凝土強度發(fā)展規(guī)律符合規(guī)定的齡期發(fā)展要求，比試配要求提高了4％~5%。選擇合適種類和摻量的增稠劑，可以較好的改善其和易性。坍落度比設(shè)計提高了5%~15%，擴展度比設(shè)計要求提高了10%~20%。按照本文配合比配制的SCLC能夠滿足工程應(yīng)用中的自密實和泵送性能。SCLC的破壞時脆斷聲較小，對延性有所改善，破壞面沿著集料與漿體破壞，粗集料被破壞成兩部分。粗集料區(qū)測得的顯微硬度值最小，是自

4、密實輕集料混凝土三相材料受壓時的薄弱區(qū)。
　　按相同配合比配制的SCLC35和SCLC50在標準條件下養(yǎng)護28天后，分成三組放入溶液中浸泡：第1組放在清水中浸泡，第2組放在5%的硫酸鈉溶液中浸泡，第3組放在5%的硫酸鈉和5%的氯化鈉溶液中浸泡。采用三個指標作為侵蝕程度的評價標準—外觀的變化、質(zhì)量的變化和抗壓強度的變化。研究表明：硫酸鹽向混凝土內(nèi)部擴散時會與混凝土中的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成具有膨脹性的鈣礬石晶體，氯離子向混凝土內(nèi)部擴散時

5、會與混凝土中的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成Frield鹽。自密實輕集料混凝土中的輕粗集料輕質(zhì)多孔，具有吸水和放水等特性，使得混凝土處于內(nèi)部“自養(yǎng)護”狀態(tài)。集料與水泥石結(jié)構(gòu)致密，所以自密實輕集料混凝土的抗離子侵蝕性能良好。
　　分別按各自配合比用圓柱形試模成型的SCLC35和SCLC50在標準條件下養(yǎng)護，分別養(yǎng)護28天、84天、150天、210天、360天等不同齡期，采用RCM法測試其不同齡期的氯離子擴散系數(shù)。研究結(jié)果表明：測試出自密實輕集料

6、混凝土的氯離子擴散系數(shù)很小，其范圍在2.959×10-13m2/s~9.387×10-13m2/s之間，要遠遠低于普通混凝土氯離子遷移系數(shù)中的很好等級1.5×10-12m2/s，甚至要低于一個數(shù)量級。表明自密實輕集料混凝土具有很好的抗氯離子擴散系數(shù)。這主要歸結(jié)于頁巖陶粒外殼結(jié)構(gòu)致密和水泥石結(jié)構(gòu)致密，頁巖陶粒與水泥石之間有良好的界面過渡區(qū)、整體均質(zhì)以及彈性變形協(xié)調(diào)一致。
　　采用環(huán)境掃描電鏡對自密實輕集料混凝土中的輕粗集料、水泥基體

7、及界面過渡區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)進行觀察，探索改善界面性能的措施。運用顯微硬度計測試自密實輕集料混凝土硬化后輕粗集料硬度、水泥基體硬度以及界面過渡區(qū)硬度。測試出自密實輕集料混凝土各組成部分的物理力學(xué)性能。研究表明：SCLC中粗集料的多孔結(jié)構(gòu)具有吸水和供水特性，水泥漿體水化充分，集料和漿體之間無明顯界面過渡區(qū)，兩者緊密結(jié)合在一起。集料區(qū)測得的顯微硬度值最小，輕粗集料的顯微硬度值約是其水泥基體顯微硬度值的三分之二，輕粗集料的強度是三相材料受壓時的薄弱