《1 引言》

1 引言

混凝土的耐久性取决于抗渗性与化学组成。混凝土的渗透性可以通过氯离子扩散来评价,CI-扩散系数可以利用Nernst-Einstein方程转变为电导率的测定[1]。

美国按ASTMC1202标准,测定了混凝土6h总导电量,根据导电量的大小判断Cl-的渗透性能,并列举了渗透性不同的混凝土(见表1)。

《表1》

表1 ASTMC1202导电量及其对混凝土分类

Table1 Charge passed data (ASTM1202) and the corresponding concrete grade

大量试验证明,在水泥基材料中,影响导电量(Cl扩散系数)的主要因素有:W/C(W/B),浆体含量,养护龄期以及矿物质粉体的数量与质量[2]。

试验研究了高性能混凝土在不同水胶比下,SF(硅灰)、FA(粉煤灰)、NZ(天然沸石)及BFS(粒化高炉矿渣)对砂浆与混凝土导电量的影响;按照ASTMC1202标准,测定了砂浆与混凝土6h的总导电量。与基准试件相比,矿物质超细粉能明显降低砂浆与混凝土的导电量;而且混凝土导电量降低的幅度比砂浆大;混凝土导电量远低于相同水胶比砂浆的导电量。混凝土的导电量在1000℃以下时,才具有高的抗渗性和耐久性[3]。根据导电量可判断矿物质粉体对砂浆与混凝土耐久性的影响。

《2 试验用原材料》

2 试验用原材料

1) 水泥:小野田“海星牌“普硅525R,主要矿物组成为C3S 62.61%, C2S 11.3%, C3A 7.86%, C4AF 8.76%。

2) 粗骨料:辉绿岩碎石,粒径5一20mm,表观密度2740kg/m3,堆积密度1440kg/m3,孔隙率47%,压碎指标2.6%。

3) 细骨料: 河砂,细度模量Mr=2.7,表观密度2678kg/m3,堆积密度1503kg/m3,级配合格。

4) 高效减水剂: 萘系,减水率12%一25%。

5) 矿物质粉体: 试验中所用的矿物质粉体的化学成分及比表面积见表2。

6) 水:自来水。

《表2》

表2 水泥和矿物质粉体的化学成分

Table2 Chemical composition of cement and mineral admixture

《3 试验方案》

3 试验方案

本研究的试验内容分成2个系列:a.在相同水胶比下含不同超细粉的砂浆及混凝土的导电量关系;b在不同水胶比下含不同超细粉的砂浆及混凝土的导电量关系。两系列的具体内容汇总于表3。砂浆与混凝土试验均用强制式搅拌机搅拌,振动成型。导电量按ASTMC1202方法测定,成型

《表3》

表3 试验方案汇总表.

Table3 Glossary of the experimental design

φ10cm×5cm试件,测定龄期为56天及90天的导电量。按公式Y=2.57765+0.00492X计算了Cl-扩散系数。

式中:Y一一Cl 扩散系数 / ×10-9cm2 · s-1；X一一导电量/C。

《4 试验结果与讨论》

4 试验结果与讨论

试验结果汇总于表4及图1,图2,图3。

《表4》

表4 砂浆与混濮土的ASTMC1202导电量

Table4 Charge passed data of the mortar and concrete according to ASTMC1202

《图1》

图1 基准砂浆与含不同矿物质粉体砂浆的导电量

Fig.1 Charge passed of mortars with and without mineral admixtures

《图2》

图2 基准混凝土与掺不同矿物质粉体研浆的导电量(56 d)

Fig.2 Charge passed of concrete with and without mineral admixtures

《图3》

图3 砂浆与混凝土导电量比较(56 d)

Fig.3 Charge passed data of the mortars and concrete(56 d)

由以上试验结果可见:

1) 相同水胶比下,混凝土导电量均明显低于基准砂浆的导电量。这是因为砂浆中渗入粗骨料后,由于骨料的电陆远远大于砂浆的电阻,使混凝土的导电量降低。

2) 不同水胶比下,含超细粉的砂浆和混凝土的导电量均明显低于基准砂浆或基准混凝土的导电量。无论砂浆还是混凝土,其导电量均随水胶比的降低而降低。因此要提高混凝土的抗混性,必须降低水胶比及捧人矿物质超细粉。

3) 在本试验中,硅灰对降低混凝土及砂浆的导电量均有很好效果,天然沸石与粉煤灰次之,矿渣超细粉的效果较差。

4) 按ASTMCI1202标准,混凝土的导电量小于1000℃时,属于Cl渗透很低的混凝土,相应的Cl-扩散系数是(0.5~0.7)×10-8cm2/s,混凝土具有很高的抗渗性和耐久性。内探8%硅灰、30%天然沸石及30%粉煤灰的混凝土水胶比小于0.38,两个月龄期的导电量均低于500℃,CI扩散系数均低于0.6×10-8cm2/s;内掺30%矿渣的混凝土,水胶比低于0.32时,两个月龄期的导电量是1000℃,相应的CI扩敬系数约为0.7×10-8cm2/s。这时混凝土均有很高的耐久性[4]。

5) 混凝土的导电量均随龄期的增长而降低。这是由于随龄期增长,混凝土的密实度、强度和耐久性都提高,导电量降低。故良好的养护对混凝土的耐久性尤为重要。

《5 结论》

5 结论

1) 在相同水胶比下,内排超细粉的砂浆或混凝土,导电量均低于基准砂浆或混凝土;相同水胶比的砂浆或混凝土,不管其含不含超细粉,混凝土的导电量均远远低于砂浆的导电量。

2) 含与不含超细粉的砂浆或混凝土的导电量,均随水胺比的降低而降低,也随龄期的增长而降低。

3) 混凝土要具有高的抗渗性与耐久性,在规定龄期下的导电量必须低于1000℃,相应的CL扩散系数是(0.5~0.7)×10-8cm2/s。水胶比小于0.38的混凝土,内探8%硅灰、30%天然沸石及30%粉煤灰时,均可充分满足上述条件。内排30%超细矿渣,水胺比小于0.36时,也可漪足上述要求。这时的混凝土具有很好的耐久性。故高性能混凝土(水胶比小于0.38)及渗入超细粉是提高混凝土耐久性的关键技术。