使 用不 同配合 比的混 凝 土试 件及 颗 粒 标 准 养护 28d后 ,浸 泡在 超 纯水 和 5 的 NaCl溶液 中,采 用表 面渗 透 性 测 试 仪 (Autoclam)和 氮 气 吸 附 法 定 期 检 测 混凝 土的表 层 渗 水 系数 及 微 观 孔 结构 ,研 究氯 离 子对 混凝 土表层 渗水性 能及 水泥 水化 浆体微 观 结 构 的 影响 。结果 表 明 ,NaC1溶液 浸 泡会 显著 提 高混 凝 土表 层 的抗渗 能力 ,对 PC1混凝 土 ,浸 泡 90d后 ,表层 渗水 系数 为超 纯水 浸泡试 件 的 0.91,150d后 仅 为超 纯水试 件 的 0.76;氯 离子 浸入 混凝 土后 ,会使 混 凝土 的孔 结 构 细 化 ,显 著降低 100nm 以下的 小孔 ,实验 中,PC1混凝 土在 NaCI溶液 浸泡后 ,小于 100nm 的孔 与超 纯 水 浸 泡 相 比减 少了 32.43 ;PC2混凝 土在 NaC1溶 液 浸 泡 后 ,小 于 l00nm 的孔相 比减 少 了 57.24 ;NaC1溶 液 浸 泡下 ,水泥 水化 良好 ,结构 较 致 密 ,氯 离子 对 水 泥 浆 体 的水化过 程 有一定 的促进 作 用 。 关键 词 : 表层 渗水 系数 ;孔 结 构 ;氯 离子 ;微 观 结 构 ; 混 凝 土 中图分类 号 : TU528 文献标 识码 :A DOI:10.3969/i.issn.10019731.2014.11.020 1 引 言 混凝 土是气 、液 和 固三 相组 成 的多孔 混合 物 ,环境 中的有 害介质会 通过 混 凝 土 的表 层 渗 透 到 内部 ,引起 结 构 的耐 久性 问题 [1]。氯离 子 渗 透 到 钢 筋 混 凝 土结 构 内 ,会 引起 钢筋 的锈 蚀膨 胀 ,影 响 结 构 的 正 常使 用 , 导致 耐久 性 问题 口]。在 混凝 土服 役 环 境 中存 在 大 量 的氯源 ,如海 洋环 境 、道 路 除 冰盐 、盐 渍 土 和 工 业 环 境 中的废水 等 。1991年 在 法 国 召 开 的第 二届 国 际 混凝 土 耐久 性 会 议 上 ,Metha教 授 在 “混 凝 土 耐 久 性 —— 5O年进 展”主题报 告 中指 出 :“当今 世 界混 凝 土 破 坏原 因 ,按重 要性递 减顺 序排 列 为钢筋 锈蚀 、寒 冷气 候 下 的 冻 害 、侵 蚀环境 下 的物理 化 学作 用 ”[6]。 因此 ,氯 离 子 渗 透 导 致 的 钢 筋 锈 蚀 是 结 构 失 效 的 一 个 最 重 要 原 因 。钢 筋混凝 土结 构 受 到 氯 离 子 侵蚀 后 ,可 分 为 溶 解 于混凝 土孔 溶液 中 的游 离氯 离子 和被 水泥 水 化产 物 化 学结合 或物 理 吸附 的结 合 氯 离子 lg ,其 中 ,孔 溶 液 中 的游离 氯离 子穿 透 力 非 常 强 ,当 钢筋 周 围混 凝 土 孔 溶 液 中的氯离 子达 到 一 定 浓 度 时 ,氯 离子 容 易 渗 入 钝 化 膜 ,导 致锈蚀 发 生 E” ;另 一 部 分 被 c—s—H 凝 胶 表 面 或 毛细孔 物 理吸 附 ,并 在 凝胶 表 面 扩 散 。氯 离 子 的渗 透 过程 与混凝 土结 构 的微 观孑L结构 及水 分 的传 输 密切 相 关l1。 ,随着氯 离子 的作用 ,会 引起 水泥水 化 浆体 微 观 形貌及 渗透 性能 的改 变 ,反 过 来 影 响氯 离 子 的渗 透 过 程 。本 文采 用不 同配 合 比的混凝 土试 件 及颗 粒 浸泡 在 超纯水 和 NaCt溶 液 中 ,用 表 面渗 透 性 测试 仪 (Autoc— lain)定 期检 测 昆凝 土 的表 层 渗 水 系数 ,使 用 比表 面 积 分析仪 和 扫 描 电镜 等 手 段 检 测 混 凝 土 微 观结 构 的变 化 ,研 究氯 离子 渗透 对混 凝 土 表 层 渗水 系数 及 水 泥 水 化浆体 微 观结构 的影 响 。 2 实 验 2.1 原 材料与 配合 比 水泥 :深圳 海 星小 野 田水 泥有 限公 司生 产 的海 星 小野 田普 通硅 酸盐水 泥 (P.O.42.5),其化 学成 分 见表 1 所示 。 表 1 水 泥 的化学 组成 Tablel Chem icalcompositionsofcem entitiousm aterials 细 集 料 :河 砂 ,细 度 模 数 为 2.61,表 观 密 度 为 2632kg/m。,河砂满 足标 准 JGJ52—2006的质量要 求 。 粗 集料 :制备 混 凝 土 用 的 石 子 为深 圳 安 托 山采 石 场 的 碎 石 ,公 称 粒 径 为 5~ 20 mm,表 观 密 度 为 2700kg/m。。 水 :超 纯水 ,采用滤 膜 过滤 ,除去 自来水 中的杂质 。 由于水 灰 比对 }昆凝 土 性 能 的影 响 明 显 ,因此 配 合 比设计 主要 考 虑 水 灰 比的 变 化 ,水 灰 比采 用 0.38和 O.47两个水 平 ,详细 配合 比见表 2所 示
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