偏高嶺土基復合摻和料的對混凝土耐久性的影響研究.pdf

1、提高混凝土耐久性、延長服役時間對節(jié)約使用資源和能源、減少廢棄混凝土對環(huán)境的破壞有十分重大的意義。以新手段處理偏高嶺土,設計配伍規(guī)律合理的復合摻和料是增強混凝土耐久性能的有效途徑,復合摻和料改善耐久性作用機理的研究對今后開發(fā)同類型的其他摻和料有重要意義。
　　 本文針對CaO-SiO2-Al2O3三元體系,從材料的活性成分比例以及復合摻和料的外觀形態(tài)的角度對復合摻和料進行設計,制備了由偏高嶺土(MK)、粉煤灰(FA)和石粉(S)組

2、成的偏高嶺土基復合摻和料[C1(MK5％+FA2%)、C2(MK7%+FA2%+S2%)和C3(MK9%+FA2%+S2%)]。著重分析了其對混凝土工作性能、力學性能、抗氯離子滲透性能、抗裂性能(膨脹率)、抗凍融循環(huán)和抗碳化性能等耐久性能的改善。通過分析混凝土中膠凝材料的水化歷程、水化產物中自由水和化學結合水含量、混凝土的孔結構、水化產物的組成、硬化漿體的微觀結構等方面的變化,解釋復合摻和料對混凝土水化硬化性能影響的機理。試驗研究表明:

3、
　　 (1)使用7～13%偏高嶺土基復合摻和料會降低混凝土的坍落度,但降低幅度在10mm以內;有機材料A在剪切作用下對偏高嶺土進行改性表面處理,增強了偏高嶺土的分散性,提高了偏高嶺土的zeta電位,增大偏高嶺土的接觸角,減小其對漿體流動性的影響;偏高嶺土與粉煤灰和石粉復合,能減小顆粒在漿體中的移動阻力,復合摻和料中的石粉和粉煤灰本身具有一定的減水作用。
　　 (2)偏高嶺土基復合摻和料能使提高混凝土3d,7d,28d抗

4、壓強度,試樣抗壓強度總體上隨著偏高嶺土摻量增加而增長,28d抗壓強度增長在10%以上(11～16%),分析表明,偏高嶺土和粉煤灰中活性成分的火山灰反應生成了更多的CSH、CAH和鈣釩石等機械強度相,減少了CH等片狀晶體的含量,同時復合摻和料密實了界面過渡區(qū),使硬化水泥漿體和集料之間的結合更加緊密。
　　 (3)復合摻和料能顯著提高混凝土的抗氯離子滲透能力,使混凝土28d電通量下降60%以上,56d氯離子擴散系數下降50%以上,隨

5、著偏高嶺土的摻量增加電通量和氯離子擴散系數降低。
　　 (4)復合摻和料減少了砂漿試樣各齡期的干燥收縮量,其中56d的收縮率較基準樣降低了52.72%;使混凝土試樣成型至200h收縮率降低了13～23%;使混凝土試樣的1d-90d收縮率降低了21～32%;并且收縮率隨著石粉含量增加和偏高嶺土含量增加而降低。其機理在于,偏高嶺土的類層狀結構在漿體拌和時通過表面和層間吸水,當混凝土內濕度下降到一定的值時這部分水會被釋放出來參加水化反

6、應,能減少混凝土由于摻和料的火山灰反應產生的額外自收縮。水化產物中包括水化鈣鋁黃長石(C2ASH8)等微膨脹水化產物,也是降低收縮的一個重要原因。
　　 (5)偏高嶺土基復合摻和料可以在一定程度上減少碳化深度,與基準樣相比碳化深度分別減少了8.9～12.5%。復合摻和料對水泥漿體產生的密實化效應是增強抗碳化性能的重要原因;復合摻和料能使混凝土抗凍融循環(huán)次數增加25～50次,偏高嶺土基復合摻和料能提高混凝土各齡期強度。另外復合摻和