高性能矿渣水泥混凝土抗氯离子渗透性能试验研究.pdfVIP

高性能矿渣水泥混凝土抗氯离子渗透性能的试验研究 郭德生1陈恩义2 杨建灵3 一、概述 随着混凝土材料技术和混凝土结构设计与施工技术的发展，按混凝土材料耐久性 设计已不可避免地成为该材料研究与发展的趋势。特别是建在港、湾及海洋上的混凝 土结构工程，钢筋混凝土和预应力混凝土结构易于受到氯离子的侵蚀，满足这种特殊 的耐久性要求成为其混凝土结构设计的重要考量。 氯离子对混凝土的渗透主要是通过毛细作用、静水压和扩散作用进行的。一般来 说，混凝土对氯离子的吸附效应只限于混凝土的表层，而在静水压下的氯离子移动在 实际结构中并不多见。氯离子的扩散作用产生的原因是混凝土中氯离子浓度梯度的存 在。在实际混凝土结构中，扩散作用是氯离子侵入混凝土结构抵达钢筋层的最主要的 方法。氯离子通过扩散进入钢筋混凝土结构内部通过电化学反应引起并加速钢筋的锈 蚀进而导致整体结构的毁坏。 高性能混凝土的两个最重要的特点就是高耐久性和满足结构要求的高强度。有大 量的研究确认…，含有磨细矿渣的混凝土对氯离子扩散的抵抗能力非常好，这种改善 效应是因为磨细矿渣的水化物使得水泥石的微观结构比单一普通硅酸盐水泥的水化水 泥石更加致密。 美国材料与试验协会建立了ASTM--C1202(相当于AASHTO--T277 3的标准测试方 法来评估混凝土材料的抗氯离子渗透能力。此方法并不能直接提供氯离子在混凝土中 ’郭德生，硕士，新加坡双龙洋灰有限公司 2陈恩义．中央实验室经理．博士．新加坡双龙洋灰有限公司，论文联系人 ’杨建灵，高级经理，博士．新加坡双龙洋灰有限公司 一9一 的扩散系数，但可在较短时间内测得混凝土的导电性以间接反映混凝土材料抗氯离子 扩散渗透的能力。ASTM--C1202的快速氯离子渗透试验方法在理论界仍有争议，主要 原因有以下凡方面：1)、影响溅试结果的是所有离子的运动，而不仅仅是氮离子。 2)、测试结果是在非稳态下获得的。3)、施加的电压太高引起混凝土特别是低质量 的混凝土的温度升高，导致通过电荷量的进一步增加。4)、标准本身陈述的测试误 差较大。5)、混凝土原材料的导电性会影响测试结果。尽管这样，美国材料与试验 协会坚持认为，在大多数情况下，混凝土的导电性测试结果与长期氯离子浸泡试验 (AASHTO--T529)的测试结果相关性很好，混凝土实验室的导电性测试是一种快速的 测试方法，可以反映出混凝土材料对氯离子的抗渗透能力…。这种快速的氯离子渗透 性测试方法己广泛为工业界所接受。在新加坡近期的混凝土结构工程上，尤其是建于 作为反映混凝土耐久性的重要技术指标。 ．本文从试验上研究高性能矿渣水泥混凝土的抗氯离子渗透特性。采用的胶结材料 包括普通硅酸盐水泥及用高性能磨细矿渣配制的中等掺量矿渣水泥和大掺量矿渣水 泥。硅灰作为高性能矿物外加剂以超量取代水泥的方法加入胶凝材料系统，以研究 “双掺”组合对混凝土材料耐久性的影响。采用高性能矿渣水泥和硅灰组合配制的高 强混凝土的抗氯离子渗透能力也在本研究中涉及，以了解高性能矿渣水泥配制的高强 混凝土的耐久性特性J 二、试验材料及试验方法 1、试验材料 本试验采用的原材料主要包括普通硅酸盐水泥、高性能矿渣水泥和硅灰。普通硅 酸盐水泥、磨细矿渣和硅灰的主要化学成分见表一： 表～：普通硅酸盐水泥、磨细矿渣和硅灰的主要化学成分(％) 化学成分 Si02 A120)Fei岛 CaO MgO 烧失量 H20 普通硅酸盐水泥 2l12 472 342 6588 220 0．79 42 345 147 09 3 44 0 磨细矿渣 Sl 硅灰 SI5 0 o7 S3．5 兰8