吳笑非（唐山市海港開(kāi)發(fā)區(qū)住宅和城鄉(xiāng)建設(shè)局，河北 唐山 063611）

1 引 言

高強(qiáng)輕集料混凝土作為當(dāng)代混凝土技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐久、保溫、隔音、抗震、耐火性好、無(wú)堿集料反應(yīng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，受到了國(guó)內(nèi)外土木工程界的普遍重視。為研究粉煤灰摻量對(duì)高強(qiáng)輕集料混凝土碳化性能和抗氯離子滲透性能的影響，本文對(duì)16 組不同摻量混凝土試件的碳化性能和抗氯離子滲透性能進(jìn)行了測(cè)試。

2 試驗(yàn)用原材料[1][2]

1）水泥：普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)為P.O42.5，主要性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 水泥的主要性能指標(biāo)

2）礦粉：首鋼集團(tuán)公司生產(chǎn)的活性S95 型礦粉，主要性能指標(biāo)見(jiàn)表2。

3）粉煤灰：I 級(jí)粉煤灰，燒失量為2%，需水量比為95%，細(xì)度為9.8%。

4）細(xì)集料：天然中砂，表觀(guān)密度為2650 kg/m3，細(xì)度模數(shù)為2.7。

5）輕集料[3]：湖北宜昌寶珠頁(yè)巖陶粒，表觀(guān)密度為1460kg/m3，堆積密度為760kg/m3，筒壓強(qiáng)度為6.4MPa，吸水率為2.6%，空隙率51.4%。

6）外加劑：KRL 型泵送劑，其減水率為20%。

7）水：清潔自來(lái)水。

3 試驗(yàn)方法

表2 礦粉的主要性能指標(biāo)

碳化性能試驗(yàn)采用國(guó)標(biāo)GB/T50082-2009 快速碳化法[4]，混凝土試塊在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)26 天后，在60 ℃干燥48 小時(shí)，移入二氧化碳濃度為20%±3%，溫度20±5℃，濕度70%±5%的碳化箱中碳化，經(jīng)28 天碳化后再取出試件測(cè)定其碳化深度。

抗氯離子滲透性能試驗(yàn)采用NEL 型混凝土快速真空飽水飽鹽裝置及混凝土滲透性電測(cè)儀檢測(cè)混凝土中的氯離子擴(kuò)散系數(shù)，對(duì)混凝土滲透性進(jìn)行快速評(píng)價(jià)。試驗(yàn)所用NaCl 溶液濃度為4mol/L，試樣邊長(zhǎng)為100mm，齡期為28d。

4 試驗(yàn)結(jié)果與分析

高強(qiáng)輕集料混凝土碳化性能和抗氯離子滲透性能試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3 和圖1。

4.1 碳化性能

從圖1 中可以看出，試塊的平均碳化深度最小為3.2mm，最大為5.6mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于混凝土的鋼筋保護(hù)層厚度。這說(shuō)明采用粉煤灰和礦粉復(fù)摻配制的高強(qiáng)輕集料混凝土具有很好的抗碳化性能。這是由于CO2擴(kuò)散是在混凝土內(nèi)部的氣孔和毛細(xì)孔中進(jìn)行的，因此，水膠比在一定程度上決定了CO2在混凝土中的擴(kuò)散速度，水膠比越大，混凝土碳化速度也越快。水泥用量直接影響混凝土吸收CO2的量，因此對(duì)混凝土碳化速度也有一定影響。粉煤灰和礦粉的存在提高了混凝土的密實(shí)性，CO2滲透及擴(kuò)散更加困難。

圖1 集料混凝土氯離子滲透系數(shù)和平均碳化深度

4.2 氯離子滲透性能

普通混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)在300×10-14m2/s，從圖1 可以看出，采用粉煤灰和礦粉復(fù)摻配制的高強(qiáng)輕集料混凝土都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該值，最大的氯離子擴(kuò)散系數(shù)只有134×10-14m2/s，最小的僅有82×10-14m2/s，說(shuō)明該輕集料混凝土具有很好的氯離子抗?jié)B性能，并且隨著礦物摻和料的增加，氯離子滲透系數(shù)逐漸減小。這是由于粉煤灰和礦粉的綜合效應(yīng)，使得火山灰反應(yīng)更加充分，優(yōu)化了混凝土孔結(jié)構(gòu)，使混凝土進(jìn)一步致密，孔徑細(xì)化，連通孔減少，從而使?jié)B透通路大大減少。此外，粉煤灰和礦粉的復(fù)摻使得輕集料混凝土早期的水化溫升較低，減少了混凝土內(nèi)部由于溫度應(yīng)力產(chǎn)生的微裂紋。因此，粉煤灰和礦粉的復(fù)摻使得輕集料混凝土的抗?jié)B性能得到提高。

表3 高強(qiáng)輕集料混凝土碳化和滲透性能試驗(yàn)結(jié)果

5 小 結(jié)

1）粉煤灰和礦粉復(fù)摻可以降低輕集料混凝土的碳化深度，改善輕集料混凝土的抗碳化性能，輕集料混凝土的碳化深度均小于5.6mm。

2）粉煤灰和礦粉復(fù)摻可以降低輕集料混凝土的氯離子滲透系數(shù)，改善輕集料混凝土的抗氯離子滲透性能，輕集料混凝土28d 的氯離子滲透系數(shù)均小于134×10-14m2/s。

【1］姚燕．新型高性能混凝土耐久性的研究與工程應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2004.470-471.

［2］中華人民共和國(guó)建設(shè)部．JGJ 51-2002 輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程［S］．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

［3］郭佳寧．高強(qiáng)輕集料混凝土的力學(xué)特性及其對(duì)集料的要求［J］．黑龍江水利科技，2001(1)：71-74。

［4］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. GB/T50082-2009 普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性試驗(yàn)方法［S］．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.