活性掺合料改善地下工程结构混凝土性能研究

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发布时间：2022-03-07

资料介绍

研究了普通混凝土、矿粉混凝土、硅灰混凝土以及复掺矿粉、硅灰混凝土的坍落度、抗压强度和抗渗、抗
硫酸盐侵蚀性能。试验结果表明，矿物掺合料可以明显改善混凝土的性能，掺合料种类和掺入比例直接决定了混凝
土性能的改善效果；且复掺矿粉、硅灰混凝土的性能优于单掺矿粉、单掺硅灰组；当矿粉掺量 20％、硅灰掺量 5％时。
混凝土的抗压强度、抗渗性能和抗硫酸盐侵蚀性能最好。
关键词：矿粉；硅灰；坍落度；抗压强度；渗透性；硫酸盐侵蚀
Abstract：The performances of ordinary concrete and mineral admixtures concrete(slag，silicon ash，slag+silicon ash)
ale investigated，including the slump，the compressive strength，the imperm eability and the perform ance of resistan ce to
sulfate attack．The results show that mineral admixtures could improve the properties of concrete observably；composition
ratio of mineral admixtures has influence on the improvement of concrete performance；the perform ance of multiple mineral
admixtures concrete (slag and silicon ash)is superior to the single mineral admixture concrete(slag，silicon ash)．When
multiple mineral admixtures with 20％ slag and 5％ silicon ash is added to concrete．the best perform ances ale obtained．
Key words：Slag；Silicon ash；Slump；Compressive strength；Impermeability；Sulfate attack
中图分类号：TU528．04 文献标识码：A 文章编号：1000—4637(2014)09—20—05
0 前言
地下工程混凝土结构修筑后直接埋设于土、水
中，属于隐蔽工程。地下工程混凝土结构除了要承
受足够的荷载外，还直接与地下水环境接触受到多
种劣化因素的侵蚀作用。地下工程常见的混凝土破
坏有溶蚀破坏、碱骨料反应。寒冷地区还可能存在
冻融破坏。由于水环境中氯盐的存在，氯盐引起的
钢筋锈蚀也是造成混凝土结构破坏的重要原因。作
为隐蔽工程的地下工程混凝土结构很难进行检查
和修补。因此，研究地下工程混凝土的腐蚀机理，对
于提高混凝土的耐久性、保护内部钢筋免于腐蚀、
制备造价低性能高的混凝土尤为重要。 ·
蒋钰鹏【t】通过对酸性地下水环境中不同配比的
混凝土强度进行分析，提出混凝土密实度和抗渗性
是防止腐蚀的关键。张伟勤翻研究了混凝土在盐卤
干湿循环环境中受单一化学腐蚀破坏材料的损伤
及强度、质量损失的规律．研究表明高性能混凝土
在淡水卤水中干湿循环能力优于普通混凝土。
使用矿物掺合料来提高混凝土密实性是混凝
土高性能化的基本措施之一。矿物掺合料，通常指
火山灰质材料。主要成分是氧化硅、氧化铝和其他
有效矿物质。矿物掺合料的火山灰质效应使其与对
结构不利的氢氧化钙发生反应。生成产物 C—S—H凝
一 20 一
胶，此产物为极小粒子所组成的刚性胶凝材料，能
够提高结构的强度与密实度[3】。工程上可以量化并
常用的矿物掺合料以粉煤灰、矿粉和硅灰为主。
研究发现，不同活性矿物掺合料掺入混凝土拌
合物中，发挥着不同的作用。如粉煤灰、矿粉可减少
混凝土拌合物用水量。提高混凝土拌合物工作效
能。却对混凝土早期强度不利；硅灰能显著提高混
凝土强度和抗渗性能，但对新拌混凝土拌合物流动
性影响较大。此外，在不同龄期内，它们对混凝土的
影响也不相同，硅灰由于其高火山灰活性，主要对
混凝土早期强度发挥作用，然后矿粉发挥火山灰作
用 ,28d后粉煤灰开始对强度发挥贡献。
各类矿物掺合料加入混凝土有利有弊，因而矿
物掺合料的掺人技术也从单掺发展到多元复掺，复
掺对改善高性能混凝土工作性、耐久性等方面有着
重要作用。但混凝土多元矿物掺合料的复合效应十
分复杂。不同的矿物掺合料在不同的效应形式下表
现可能是正效应也可能是负效应。
文献 [6]利用 RCPT及 UCT两种方法测量了硅
灰和矿渣复掺情况下混凝土的氯离子渗透性，提出
硅灰的快速火山灰质反应降低了 Ca(OH) 的活性从
而影响其后期与矿渣的反应，故认为矿渣与硅灰不
适合复掺。文献f71的研究则表明，10％硅灰和 20％