再生細(xì)骨料混凝土耐久性受到不同礦物摻和料的影響分析

■李廣燕 ■陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710300

1 混凝土耐久度測(cè)定的方法與基本數(shù)據(jù)

1.1 混凝土耐久度測(cè)定的基本標(biāo)準(zhǔn)

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，對(duì)于建筑和建材的質(zhì)量要求也在不斷地提高，各種各樣的指標(biāo)都有了量化的標(biāo)準(zhǔn)，混凝土的耐久度也是測(cè)定混凝土是否質(zhì)量達(dá)標(biāo)的重要標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于混凝土的耐久度不同的國(guó)家有著不同的測(cè)定指標(biāo)，目前國(guó)內(nèi)一般采用《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》作為混凝土耐久度測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，然而這個(gè)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中只有對(duì)于再生骨料的性能的一些評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)于再生骨料混凝土并沒有相當(dāng)規(guī)范的規(guī)定。

1.2 混凝土耐久度測(cè)定的試驗(yàn)基本原料

在本次試驗(yàn)中，使用的材料盡量貼近實(shí)際，以求得到最好的實(shí)驗(yàn)效果。本次試驗(yàn)中的水泥采用P.052.5 硅酸鹽水泥(C)，普通礦渣粉采用S95 級(jí)的礦渣粉(S95)，粉煤灰采用Ⅱ級(jí)粉煤灰(FA)，以及粒徑D97=6μm 的P800 超細(xì)礦渣粉(P800)，氧化硅含量超過(guò)95%的微硅粉(SF)，5-25mm 連續(xù)級(jí)配的天然粗骨料。這些試驗(yàn)用材料符合《普通混凝土用砂石質(zhì)量以及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)(JGJ52-2006)》的要求，其中再生細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)是2.8，并且外加聚羧酸減水劑作為外加劑。從下表中我們可以看到再生細(xì)骨料的具體數(shù)據(jù)(表1)。

表1 再生細(xì)骨料性質(zhì)

1.3 混凝土耐久度測(cè)試的具體實(shí)驗(yàn)步驟

為了保障實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和更大基礎(chǔ)上的應(yīng)用性，再生細(xì)骨料混凝土的耐久度測(cè)試中全部在用再生細(xì)骨料，目的在于在固定的混凝土配比下對(duì)礦物摻合料針對(duì)再生細(xì)骨料混凝土的耐久性影響進(jìn)行定量化的分析。具體的實(shí)驗(yàn)步驟是在一定的膠凝材料條件的幫助下，使用單一的礦物摻合料以及符合礦物摻合料進(jìn)行水泥的替代，從而對(duì)于再生細(xì)骨料混凝土的抗碳化性、抗凍性、收縮性和氯離子滲透性進(jìn)行某種程度上的研究，所有試驗(yàn)按照《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法(GB/T50082-2009)》的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。實(shí)驗(yàn)所采用的膠凝材料構(gòu)成以及再生細(xì)骨料混凝土在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的配比由下面的表格(表2、表3)表現(xiàn)出來(lái):

表2 再生細(xì)骨料混凝土膠凝材料組成

表3 再生細(xì)骨料混凝土配合比

2 再生細(xì)骨料混凝土中不同種類礦物摻合料測(cè)試結(jié)果分析

2.1 關(guān)于抗碳化性能測(cè)定的結(jié)果和分析

在抗碳化性能測(cè)定方面，按照上表(表2)的六種不同膠凝材料構(gòu)成進(jìn)行再生細(xì)骨料混凝土在不同礦物摻合料的條件下的抗碳化性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明不同的礦物摻合料對(duì)再生細(xì)骨料混凝土的28 天碳化深度都＜1mm，在之后的實(shí)驗(yàn)持續(xù)觀察中，120 天的碳化深度也都＜2mm。這說(shuō)明了礦物摻合料在再生細(xì)骨料混凝土的堿含量方面雖然有所損失，但是對(duì)于混凝土的本身孔隙結(jié)構(gòu)有所改善，通過(guò)礦物摻合料和混凝土的水化作用有效提高了混凝土的密實(shí)程度，從而使混凝土的抗碳化能力得到極大提升。

2.2 關(guān)于抗凍性能測(cè)定的結(jié)果和分析

抗凍性能的測(cè)定需要采用凍融循環(huán)的方式來(lái)進(jìn)行測(cè)定，在具體實(shí)驗(yàn)中我們以50、100、150、200、250、300 等次數(shù)作為凍融循環(huán)的記錄次數(shù)，統(tǒng)計(jì)了再生細(xì)骨料混凝土在抗凍性能測(cè)驗(yàn)中的質(zhì)量損失以及它們的相對(duì)動(dòng)彈模量，從中得出了以下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果:不同的礦物摻合料體現(xiàn)的抗凍性能不盡相同，但是它們的耐久性指數(shù)一般都在80%以上，這其中礦物摻合料是礦渣粉的抗凍效果要比礦物摻合料是粉煤灰的效果好，普通礦渣粉和超細(xì)礦渣粉的耐久程度最高，而單摻粉煤灰的再生細(xì)骨料混凝土抗凍耐久程度最低，這是由于礦渣粉的活性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于粉煤灰而造成的，在粉煤灰為主體的礦物摻合料中，又以硅灰和粉煤灰的混合為抗凍性最好的部分。

2.3 關(guān)于收縮性測(cè)定的結(jié)果和分析

收縮性的測(cè)定方面，需要制作在兩端預(yù)先埋藏測(cè)頭的長(zhǎng)方體混凝土在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)后，在恒定的溫度和濕度下進(jìn)行試驗(yàn)工作，對(duì)其初始長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)定后再對(duì)它的1 天、3 天、7 天、28 天和56 天的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)定，以檢驗(yàn)材料的收縮性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們可以得知，粉煤灰為主的礦物摻合料收縮程度較小，而已礦渣粉為主的礦物摻合料收縮程度是粉煤灰礦物摻合料的兩倍，在一個(gè)月之后，兩者的收縮量差距開始縮小，這其中硅灰和礦渣粉的收縮量最小，這主要是由于礦渣粉的高活性在前期對(duì)于材料的膠凝性發(fā)揮較大，水化產(chǎn)物導(dǎo)致材料進(jìn)行較大的收縮，而后期各種材料的活性都逐漸體現(xiàn)出來(lái)，所以混凝土的收縮量才體現(xiàn)不出差別。但總體來(lái)說(shuō)，摻進(jìn)了礦物摻合料的再生細(xì)骨料混凝土的收縮性能是大幅度下降的，因?yàn)榈V物摻合料具有的微集料效應(yīng)可以對(duì)混凝土內(nèi)部的孔隙進(jìn)行一定的填充，從而使得混凝土的工作性得到提高，混凝土被破壞的可能性降低，因此混凝土更加密實(shí)，使用性能也變得更好。

2.4 關(guān)于氯離子滲透性能的測(cè)定結(jié)果和分析

氯離子滲透性能的測(cè)定目前較為通用的是德國(guó)建筑業(yè)提出的RCM 法，這個(gè)方法可以較為科學(xué)地測(cè)定出不同的礦物摻合料摻進(jìn)的再生細(xì)骨料混凝土中氯離子的滲透含量。

和只摻進(jìn)一種單一的礦物摻合料的再生細(xì)骨料混凝土相比，復(fù)合的礦物摻合料對(duì)于再生細(xì)骨料混凝土的滲透性有著極好的提高作用，這其中復(fù)合了硅灰的礦物摻合料一般都具有很好的抗氯離子滲透性，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，超細(xì)礦渣粉和硅灰的比表面積都比較大，所以在水泥的水化過(guò)程中，有一部分礦物摻和物的顆粒和氫氧化鈣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)形成能夠進(jìn)入混凝土孔隙的凝膠，另外有一些顆粒對(duì)混凝土的骨料以及漿體過(guò)渡區(qū)進(jìn)行了一定的填充，折舊使得過(guò)渡區(qū)的結(jié)構(gòu)變得更加密實(shí)，同時(shí)減少了經(jīng)常出現(xiàn)的過(guò)渡區(qū)內(nèi)氫氧化鈣富集以及定向排列的現(xiàn)象，對(duì)整體混凝土的抗氯離子滲透性都有著很好的提升，不同的礦物摻合料可以產(chǎn)生不同的疊加作用，相同的礦物摻合料中不同的比例也會(huì)對(duì)再生細(xì)骨料混凝土的抗氯離子滲透性產(chǎn)生較大的影響，這其中效果最好的是可以使混凝土的界面過(guò)渡區(qū)寬度直接得到減少的硅灰體系礦物摻合料。

3 結(jié)語(yǔ)

再生骨料混凝土中加入礦物摻合料可以對(duì)混凝土本身的耐久性和工作性進(jìn)行極大的改善，而采用不同的礦物摻合料可以對(duì)再生骨料混凝土的耐久性有著不同程度的提升，在混凝土全部使用再生細(xì)骨料的前提條件下使用不一樣的評(píng)價(jià)方式對(duì)礦物摻合料的耐久性進(jìn)行評(píng)價(jià)，有利于在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中對(duì)再生骨料混凝土的耐久程度做出一些有益的嘗試性實(shí)驗(yàn)，從而提高建筑行業(yè)對(duì)于再生骨料混凝土方面的技術(shù)含量。

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