粉煤灰混凝土早期受冻氯离子扩散系数

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发布时间：2021-09-11

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粉煤灰混凝土早期受冻氯离子扩散系数
张巨松，王保权，黄艳春
(1．沈阳建筑大学材料科学与工程学院．沈阳110168； 2．丹东市兄弟建材有限公司．辽宁丹东118003)
【摘要】目的：为研究粉煤灰混凝土早期一5℃受冻对氯离子扩散系数(D。)的影响。采用的方法是用粉煤
灰等量取代水泥量为20％、30％、40％的混凝土试件，早期一5℃受冻，采用NEL法测试饱盐电导率，计算D。值。
得到的结果是粉煤灰混凝土，一5℃冻后D．大于同条件标养，大于同龄期空白组标养；冻后恢复标养D，小于同条
件标养28d。粉煤灰混凝土标养28d与冻后恢复标养D。均小于空白组标养28d。粉煤灰混凝土一5℃冻后恢复标
养，D；在预养护5d左右时大都出现峰值。结论粉煤灰混凝土抗cl一渗透性比普通混凝土好。粉煤灰混凝土存在
抗冻临界结构，出现龄期较普通混凝土晚。
【关键词】粉煤灰；早期受冻；氯离子扩散系数；抗冻I临界结构
【中图分类号】TU528．2 【文献标识码】B 【文章编号】1001—6864【2014)04—0001—03
矿物掺合料是高强高性能混凝土不可缺少的组
分，粉煤灰的火山灰效应、填充效应对水泥石结构和
过渡区结构起优化作用⋯ ，能显著改善、提高混凝土
的综合性能，尤其是泵送混凝土工作性改善及大体积
混凝土温度裂缝控制，因此在混凝土中的应用也越来
越广。对于普通混凝土，Berkoviteh研究认为，在水
泥的水化过程中，存在一个水泥浆体内部结构有明显
区别的转折点。笔者曾发现，混凝土早期结构发展过
程中，存在水基本连续且富集在易于迁移的毛细孑L中
的特殊结构——混凝土抗冻临界结构。由于粉煤
灰的掺人使混凝土早期强度降低，研究粉煤灰混凝土
早期受冻后的孑L结构状况以及受冻后的结构对最终
结构的影响非常必要。
饱盐混凝土电导率法(NEL法) 认为氯离子扩
散系数(D；)能反映出混凝土内部孑L结构的发展情况。
在一系列研究工作的基础上 ’ ，文中使用NEL法，对
不同预养龄期一5℃受冻及冻后恢复标养累计28d的
粉煤灰混凝土的D．进行了探讨。
1 原材料、配合比和实验方法
1．1 原材料及配合比
(1) 原材料。水泥：冀东水泥厂生产的盾石牌
强度等级42．5普通硅酸盐水泥；粉煤灰：铁岭I级粉
煤灰，其化学成分见表1；粗集料：沈阳地区康家山碎
石，粒径5～20mm连续级配；细集料：中砂，连续级配，
各项指标符合标准的规定；外加剂：沈阳依力达公司
生产的萘系高效减水剂。
(2) 配合比。胶凝材料、砂、石比为1：1．5：2，水
胶比0．38，高效减水剂掺量为0．75％。粉煤灰(F)混
凝土，粉煤灰等量取代水泥量为20％、30％、40％(② 、
③ 、④)。空白对照组粉煤灰掺量为0(W)。
表1 铁岭I级粉煤灰化学成分％
1．2 实验方法
试件尺寸100m／n×100mm×100 mm。第一组标
准养护(一)，养护龄期d～7d、28d。第二组标准养护
至规定龄期(3～7d)，一5cc条件下冷冻7d(A)；第三
组标准养护至规定龄期(3d～7d)，一5℃ 条件下冷冻
7d后再标养至累计标养28d(A2)。采用NEL法真空
饱盐，测试电导率，根据Nemst—Einstein方程计算D，。
2 实验结果与分析
2．1 早期受冻后的粉煤灰混凝土氯离子扩散系数
一5℃冻后与标准养护3～7d的D 如图l所示。
由图1可见，相同掺量粉煤灰混凝土早龄期一5℃受冻
后，D；比同龄期标养略大；粉煤灰掺量大，预养护龄期
短时，冻后D。略微小于标养；一5℃冻后D。随预养护
龄期增加下降过程中，在预养5d左右时出现凸起。
粉煤灰早期活性小，水泥量小。混凝土孑L隙率
大，大孔较多，粉煤灰在较大孔隙中，不足以堵塞大部
分孑L隙，填充效应未充分发挥作用。一5℃受冻时，大
孔中水分结冰膨胀，孔壁开裂。大孔隙之问较iJ,：fL隙
内水分迁移，将堵塞的粉煤灰冲开，连通孔隙增加；小
孑L隙失水后在低温环境中干燥收缩开裂；裂缝增加，
连通孔增多，结构渗透性好。D 大于同龄期标养。
粉煤灰掺量大时，大孔隙多，水分迁移轻而冻胀
严重，大孑L连通相对较差。当养护龄期短时，结构塑