:通过可蒸发水含 量法结合扫描 电镜 (SEM)微 观分析 ,研 究 了双掺偏 高岭 土和 石灰石粉对 混凝土强度 、 抗碳化 和抗 氯 离子渗透性能的影响 。结果表 明,双掺 10%偏 高岭 土和不超过 20%的石灰石粉可 以细化混凝土孔结构 并 改善其界 面结构 ,从 而提 高混凝 土强度 、抗碳化和抗 氯离子渗透性 能,双掺时石灰石粉 最佳掺 量为 20%;继续增加 石 灰 石 粉 掺 量 对 改 善 混 凝 土 内部 结 构 无 益 ,反 而 劣 化 了混 凝 土 性 能 。 关键词 :偏 高岭 土 ;石灰石粉 ;强度 ;碳化 ;氯 离子渗透 ;孔 隙率 Abstract:The effectsofthe metakaolin and limestone powder on the strengths,the resistance to carbonation and chlorideionspenetrationperformancearestudiedbytheevaporablewatertestandscanningelectronmicroscope(SEM). Theresultsindicatethatthestrengths,theresistancetocarbonationandchloride ionspenetration perform anceofconcrete mixedwith 10% metakaolin and notmorethan20% limestonepowderareimproved.fortheporestructureisrefined and the interface structure isimproved.I e optimalreplacing dosage oflimestone powderis20% .when double mixingthe metakaolin and limestonepowder.Th epropertiesofconcrete mixed with 10% metakaolin and morethan 20% limestone powderaredegradedforthe internalstructureisnotimpmvedeffectively. Key words:Metakaolin;Limestonepowder;Strength;Carbonation;Chlorideionspenetration;Porosity 中图分类号 :TU528.1 文献标识码 :A 文章编号 :1000-4637(2013)02—19—03 0 前 言随着 国家基础工程的发展 ,混凝土使用量越来 越大 ,导致合格 的混凝 土原材料慢慢趋于枯竭状 态 ,同时对混凝土质量提出了越来越 高的要求 ,其 耐久性指标越来越得到重视 。一般认为 ,在混凝土 中掺用矿物掺合料可 以提高其 耐久性 和体积稳定 性 ,产生显著的社会和经济效益n1。传统的矿物掺合 料诸如粉煤灰 、矿粉和硅灰等 由于其 使用技术成 熟 ,使用 量大 ,其储量 已难以满足 日益增长 的工程 建设需 要 ,为有效缓解这一 困境 ,掺用偏高岭土和 石灰 石 粉 混凝 土 的制 备 与应 用 研究 日益 增 多 ,并 取 得 了一 系列成 果 。石灰 石粉 一般 是在 碎石 厂 生产 碎 石和机制砂 时产生的石屑磨细而成 ,将其掺用到混 凝土 中可以提高混凝土的早期强度 ,改善其工作性 和部分耐久性指标 ,产生 良好 的社会 和环保效益 , 提高混凝土的“绿色化”[2】,由于石灰石粉主要是一 种惰性掺合料 ,限制 了其取代水泥 的掺量 ,一般最 佳掺量为 1O%【3J。偏高岭土是高岭土经高温焙烧 、脱 去烃基后所得 的产物 ,其活性较高 ,能够显著提高 混凝土强度 ,改善混凝土综合性能 ,效果与硅灰 的 效果相 当 ,其最佳 掺量为 10%一20% ,由于其产量 相对较低 ,价格相 比于石灰石粉较贵 ,限制 了其大 范围的推广使用 。 为有效解决 日益短缺的合格矿物掺合料需求 , 以偏高岭土最佳掺量 10%为基础 ,提高石灰石粉掺 量 ,研究 了双掺偏 高岭土和石灰石粉对混凝 土强 度 、碳化和抗氯离子渗透性能 的影响规律 ,并结合 孔结构和 SEM微观分析了其影响机理 ,以得到双掺 偏高岭土 和石灰石粉 时石灰石粉在混凝土 中的最 佳用量 ,从而提高混凝土 的“绿色化”,据此 为推广 双掺偏 高岭土 和石灰石粉混凝 土工程应用提供相 关技术支持 。 1 试 验 1.1 试验 原材 料 水 泥 为 42.5级 P·0硅 酸 盐 水 泥 , 比表 面 积 350m~kg;石灰石粉为石屑磨制而成的细粉 ,CaCO3 含量在 80%以上 ,比表面积 400m2/kg;偏 高岭土 中 A10 和 SiO2含量在 90%以上 ,比表 面积 1000m~ kg;细集料为天然河砂 ,细度模数为 2.4,II区级配 , 表观密度 2.52#cm;粗集料为石灰石碎 石 ,粒 径范 围为 5~25mm,表观密度 2.67g/cm ;减水剂为聚羧酸 系高效减水剂 ,减水率 24.8%;水为洁净 自来水 。 1.2 试验方案 由于偏高岭土活性较高 ,其价格较 贵 ,因此 以 偏高岭土取代水泥的最佳掺量 10%为基础 ,再掺人 石灰石粉 ,不 断提 高其取代水泥 的掺量 ,分别为 10%、20%和 30%,以求得双掺时石灰石粉 的最佳掺 量 ,通过调整减水剂用量使得混凝土工作性达到泵
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