氯離子環(huán)境下的雙摻混凝土耐久性研究.pdf

1、當(dāng)前的港口工程、近海結(jié)構(gòu)物及使用除冰鹽的公路、橋梁中，由于氯離子的作用降低了結(jié)構(gòu)的使用壽命，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。針對這一現(xiàn)狀，本文結(jié)合國內(nèi)外礦物摻合料混凝土的發(fā)展及成果應(yīng)用，提出了采用粉煤灰、礦渣雙摻混凝土以達(dá)到提高混凝土耐久性的要求。 通過正交表設(shè)計了不同摻量的粉煤灰、礦渣混凝土的配比方案，并分別進(jìn)行了基本力學(xué)性能方面和耐久性兩方面的試驗研究?；玖W(xué)性能主要包括：混凝土抗壓強度、劈拉強度及彈性模量等。耐久性以抗凍性、抗碳化

2、及滲透性為主要的指標(biāo)。同時結(jié)合在氯離子環(huán)境下混凝土耐久性破壞的特點，本文還進(jìn)行了“鹽凍”、氯離子侵蝕后的碳化、混凝土中鋼筋快速腐蝕(海水)和電化學(xué)腐蝕加速鋼筋銹蝕的試驗。研究了粉煤灰、礦渣雙摻混凝土在氯離子侵蝕和凍融循環(huán)共同作用下的破壞機理以及氯離子侵蝕后對碳化性能的影響。 研究發(fā)現(xiàn)，粉煤灰、礦渣雙摻混凝土具有良好的力學(xué)性能和耐久性。由于粉煤灰和礦渣的復(fù)合摻入的超復(fù)合疊加效應(yīng)使混凝土的28天齡期強度值與空白組混凝土接近，并且隨著

3、齡期的增長，其后期強度得到發(fā)展，60天齡期時已優(yōu)于空白組混凝土。耐久性方面：雙摻混凝土60天齡期時，在抗凍性、抗碳化及抗?jié)B性方面都表現(xiàn)出優(yōu)于空白組混凝土的性能。在鹽凍試驗中，混凝土均以質(zhì)量損失率達(dá)到5％而破壞，但動彈模下降比較緩慢。由于氯鹽的作用加劇了混凝土的破壞，抗凍性明顯下降。經(jīng)過氯離子侵蝕后的混凝土的抗碳化性能普遍下降，而雙摻混凝土的碳化性能下降較空白組混凝土大，主要是由于氯離子結(jié)合了雙摻混凝土中大部分的Ca(OH)2，阻礙了粉煤

4、灰的二次水化進(jìn)程，最終使得混凝土中的膠凝體總量下降，影響了其耐久性能。氯離子擴散系數(shù)試驗中發(fā)現(xiàn)，通電量與初始電流值具有良好的線性關(guān)系，推導(dǎo)出用初始電流值計算氯離子擴散系數(shù)的經(jīng)驗公式。應(yīng)用法拉第公式推導(dǎo)的電化學(xué)腐蝕加速混凝土中鋼筋銹蝕所產(chǎn)生的銹蝕量與實際值接近，在鋼筋銹脹力計算中，提出了根據(jù)電流腐蝕密度確定銹蝕膨脹量的n值的研究方法。根據(jù)耐久性試驗結(jié)果分析得出最佳的雙摻配比方案為粉煤灰和礦渣摻量分別為20％時，混凝土具有優(yōu)異的耐久性能。