复掺粉煤灰和硅灰对混凝土抗氯离子渗透性和抗冻性的影响研究

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发布时间：2021-09-12

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复掺粉煤灰和硅灰对混凝土抗氯离子渗透性和
抗冻性的影响研究
刘斌云’，李凯1I2。赵尚传
(1．北京工业大学建筑工程学院，北京100124；2．交通运输部公路科学研究院，北京100088)
摘要：通过试验研究了复掺粉煤灰和硅灰对混凝土抗氯离子渗透性能和抗冻融性能以及综合考虑两个方面对混凝土耐久性的影响。
试验结果表明：复掺粉煤灰和硅灰能大幅度提高混凝土的抗氯离子渗透性能，最小能提高51．3％，同时会降低其抗冻融性能，但降低幅度
不是很大，相对动弹模最大仅降低12．5％，因此综合评价其对耐久性的影响，复掺粉煤灰和硅灰还是能较大程度的提高混凝土的耐久性。
关键词：复掺；混凝土；粉煤灰；硅灰；抗氯离子渗透性；冻融；耐久性
中图分类号： TU528．041 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2011)11-0083—03
Study of efects on chloride resistance to ion penetration and frost of concrete mixed with fly ash and silica fume
LIUBin-yun ，LIKai1,2 ZHAO Shang-chuan
(1．College ofArchitecture and Civil Engineering，Beijing University ofTechnology，Beijing 100124，China；
2．Research Institute ofHighway Ministry ofTransport，Beijing 100088，China)
Abstract： The tests researched the chloride ion penetration and anti—freeze of concrete mixed with fly ash and silica fume and into account two
aspects ofperformance and durability ofconcrete by experiments．The results showed that：complex offly ash and silica fume can greatly improve
resistanceto chlorideion pene~mion ofconcrete，minimaltoincrease 51-3％，anditwill reduceits resistancetofreeze—thawperformance，but re—
ducethemagnitudeis notlarge，themaximum rel~ive dynamic elasticmodulus only12．5％ reduction，SO evaluationoftheimpa~ Oilthedurabili·
ty，fly ash and silica fume complex can improve a greater degree ofdurability ofconcrete．
Keywords： complex；concrete；flyash；silicafume；resistanceto chlorideionpenetration；freeze--thaw；durability
0 引言
我国存在广阔的海洋环境，大规模的建设集中在沿海地区。
海水、海风、海雾中的氯离子以及使用海砂造成钢筋混凝土结
构的破坏，我国北方冬季使用除冰盐导致路面耐久性下降，给社
会带来了巨大的损失。混凝土抗氯离子侵蚀能力与材料的抗渗
性有关，抗渗性又与水泥石密实度和孔隙特征密切相关，特别
是骨料与水泥浆界面过渡区对氯离子有重大影响。要提高混凝
土的抗氯离子侵蚀能力，提高耐久性，必须改善水泥石与骨料
之间的界面结构，缩小抑制界面过渡区的形成[11，使用优质矿物
掺合料是一种有效的方法。
硅灰(Silica Fume，简称SF)是冶炼硅铁合金和工业硅时产
生的SiO：和si气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形成的
一种超细硅质粉体材料，比表面积高达1．5-2．OxlOs cm2／g，平均
粒径小于0．1 Ixrn，约为水泥粒径的1／50～1／100；质量好的硅灰
中硅含量大于90％，其中活性硅在40％以上，故活性较高。混凝
土中掺入sF可显著提高混凝土强度和耐久性，其主要是利用sF
极细微的颗粒产生良好的毛细填充效应，使混凝土孔结构致密，
高活性的火山灰对混凝土早期和后期强度发展十分有利[2_3]。
粉煤灰(FlyAsh，简称FA)是由实心和(或)中空玻璃微珠以
及少量的莫来石、石英等结晶物质所组成。用FA取代部分水泥
收稿日期：201l-o5-30
可以减少水化热、降低渗透性和孔隙率，减小干燥收缩，抑制碱
骨料反应。但FA的火山灰活性较低，在常温下，即使水泥水化产
物中有足够的Ca(OH)：，其火山灰反应仍很慢，导致混凝土的早
期强度发展缓幔，从而限制了FA的使用。
本试验研究了将两种掺合料复掺方案对混凝土抗氯离子
渗透性能和抗冻性以及强度随冻融循环次数的影响。
1 试验材料及方法
1．1 试验材料
(1)水泥：P·O 52．5级水泥。
(2)粗集料：花岗岩粗集料，针片状颗粒总含量4．3％，含泥
量为1．4％，泥块含量为0。
(3)细集料：河砂，细度模数2．71，含泥量1．6％，泥块含量为0，
表观密度2 689 kg／m3，堆积密度1 559 kg／m。。
(4)外加剂：山西黄腾产聚羧酸高效减水剂，减水率≥30％，
固含量2O％。
(5)矿物掺合料：粉煤灰为II级粉煤灰。
(6)硅灰为北京邦德印合成材料研究所生产，灰白色粉末、密度
为236kg／m3,pH值为中性。硅灰中细度小于1 m的占80％以上，
比表面积为20~28mVg，其细度和比表面积约为水泥的80～100倍，
粉煤灰的50~70倍，平均粒径在0．1～0-3 m。其化学成分如表1。