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玻化微珠保溫混凝土耐久性研究 時(shí)間:2013-08-15 22:15來(lái)源:太原理工大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院 作者:武潮,，李珠,，趙林 混凝土的耐久性主要指其在使用過(guò)程中抵抗環(huán)境的長(zhǎng)期作用，并保持其原有性能而不被破壞的能力[1],?；炷聊途眯杂泻芏喾矫妫狙芯恐饕捎肅25,、C30,、C35 的3 個(gè)不同強(qiáng)度等級(jí)的玻化微珠保溫混凝土進(jìn)行碳化,、鋼筋銹蝕和硫酸鹽侵蝕的耐久性試驗(yàn),，并與普通相對(duì)應(yīng)強(qiáng)度的普通混凝土進(jìn)行對(duì)比。 1 試驗(yàn)材料 水泥：山西吉港水泥廠生產(chǎn)的P·O42.5 普通硅酸鹽水泥,。石子：山西清徐碎石,，粒徑5~12 mm，堆積密度1630 kg/m3,。 砂子：太原砂石廠提供的普通河砂,，含泥量小于2%，細(xì)度模量1.9，堆積密度1500 kg/m3,，表觀密度2580 kg/m3,。 水：自來(lái)水。 外摻劑：太原市思科達(dá)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的新型活性外摻劑,。 ?；⒅椋哼x用太原市思科達(dá)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的SKD-Ⅱ產(chǎn)品[2]，粒徑0.5~1.5 mm,，密度80~130 kg/m3,，導(dǎo)熱系數(shù)0.032~0.045 W/（m·K），漂浮率不低于98%,，表面?；什恍∮?5%，吸水率（真空抽濾法測(cè)定）20%~50%,，1 MPa 壓力的體積損失率38%~46%,，耐火度1280~1360 ℃，使用溫度大于1000 ℃,。 2 試驗(yàn)配合比 本試驗(yàn)中所用的?；⒅轭w粒有3 種粒徑：分別為1~3mm、2~4 mm,、3~5 mm,。3 種粒徑的百分比依次為50%、30%,、20%,。這3 種粒徑的玻化微珠顆粒按比例混合后,，形成了類似不同粒徑石子疊合在一起的級(jí)配,。這就形成了?；⒅閺?fù)合型輕骨料[2],。試驗(yàn)用配合比見(jiàn)表1。  3 試驗(yàn)結(jié)果及分析 3.1 抗碳化試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析 參照GB/T 50082—2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行抗碳化試驗(yàn),，試塊采用150 mm×150 mm×150mm 的立方體,，保持箱內(nèi)二氧化碳?xì)怏w濃度在（20±3）%。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中,，使碳化箱內(nèi)的相對(duì)濕度控制在（70±5）%,，溫度控制在（20±2）℃的范圍內(nèi)。碳化到3,、7,、14 和28 d 時(shí)，分別取出試件測(cè)量碳化深度，結(jié)果見(jiàn)表2,。  從表2 可以看出,，在同一強(qiáng)度等級(jí)下，?；⒅楸鼗炷梁推胀ɑ炷恋奶蓟疃榷茧S著時(shí)間的延長(zhǎng)而遞增,。玻化微珠保溫混凝土和普通混凝土在14 d 和28 d 的碳化深度都是隨著混凝土強(qiáng)度提高而遞減,。前7 d,，2 種混凝土的碳化深度都是0，而在28 d 時(shí),，C25,、C30、C35 不同種類的混凝土其碳化深度分別增大,。 3.2 抗碳化機(jī)理分析 在相同水膠比的條件下,，普通混凝土中加入適量不同級(jí)配玻化微珠,，和砂一起作為細(xì)骨料填充骨架,，能減少混凝土內(nèi)部孔隙的形成，使混凝土密實(shí)度有效提高,，有效減緩二氧化碳侵入混凝土的內(nèi)部孔隙,，使玻化微珠保溫混凝土的抗碳化能力得到改善,。 3.3 混凝土中鋼筋耐銹蝕試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析 按GB/T 50082—2009 的試驗(yàn)方法,，采用尺寸為100 mm×100 mm×300 mm 的棱柱體試件，試件中埋置直徑為6.5 mm的Q235 普通低碳鋼,，每根鋼筋長(zhǎng)為（299±1）mm,，試件成型后放置在養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)28 d，鋼筋銹蝕試驗(yàn)的試件先進(jìn)行碳化,，二氧化碳濃度為（20±3）％,、相對(duì)濕度為（70±5）％、溫度為（20±2）℃[3],，碳化28 d,，并在潮濕的環(huán)境中存放56 d。最后將試件破型進(jìn)行鋼筋銹蝕深度的測(cè)試,，每組取3 個(gè)試件計(jì)算其平均值,，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。 表3 ?；⒅榛炷僚c普通混凝土鋼筋質(zhì)量g  從表3 可以看出,，C25、C30,、C35 ?；⒅楸鼗炷龄摻钿P蝕失重平均值分別為0.0038、0.0015,、0.0014 g,，說(shuō)明隨著玻化微珠保溫混凝土強(qiáng)度等級(jí)的增大鋼筋腐蝕失重在減??；3 種不同強(qiáng)度的普通混凝土的鋼筋銹蝕失重分別為0.0064、0.0023,、0.0021 g,，也是隨著普通混凝土強(qiáng)度的增大鋼筋的腐蝕失重減小。?；⒅楸鼗炷梁推胀ɑ炷恋匿摻钍е芈识驾^小,，但玻化微珠保溫混凝土的鋼筋銹蝕失重相比普通混凝土更小,。從幾組數(shù)據(jù)看出,，玻化微珠保溫混凝土中鋼筋耐腐蝕性比普通混凝略強(qiáng),。 3.4 耐銹蝕機(jī)理分析 由于?；⒅榛炷林形赐耆；牟糠执植诘谋砻婧吞赜械奈?，使?；⒅榕c水泥石間產(chǎn)生比較緊密的結(jié)合，雖然在普通混凝土中,，粗集料碎石與水泥石界面處存在極其微小的裂縫及碎石下方形成的孔穴,，但也不影響玻化微珠混凝土中的鋼筋耐銹蝕性能,，同時(shí)?；⒅樽陨淼陌氩；癄頪4]使外界環(huán)境侵蝕到混凝土內(nèi)部得到減緩,。 3.4.1 抗硫酸鹽侵蝕試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析 參照GB/T 50082—2009 試驗(yàn)方法,，試塊尺寸為100 mm×100 mm×100 mm,，將成型的試塊放入養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)至26 d 齡期,，再?gòu)酿B(yǎng)護(hù)室內(nèi)取出，擦干表面水分后,，放入溫度保持在（80±5）℃的烘箱中烘干48 h,。然后冷卻至室溫,，再將試塊放入硫酸鹽干濕循環(huán)試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行干濕循環(huán)，即在5%的硫酸侵蝕液中浸泡（15±0.5）h,，浸泡結(jié)束風(fēng)干,，再浸泡反復(fù)循環(huán)試驗(yàn)150 次，每組選3 個(gè)試件測(cè)試抗壓強(qiáng)度,，取平均值[5],，?；⒅榛炷梁推胀ɑ炷恋目沽蛩猁}浸蝕試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4,。 表4 經(jīng)150 次干濕循環(huán)后各種混凝土的抗壓強(qiáng)度對(duì)比  由表4 數(shù)據(jù)可以看出,，不同強(qiáng)度等級(jí)的?；⒅楸鼗炷恋目沽蛩猁}侵蝕能力有所不同,，且隨著強(qiáng)度等級(jí)的提高,，抗侵蝕能力有小幅提高,；C25,、C30,、C35 不同強(qiáng)度等級(jí)的?；⒅楸爻兄鼗炷恋目箟簭?qiáng)度耐蝕系數(shù)均小于75。且經(jīng)150 次干濕循環(huán)后,，3 個(gè)不同強(qiáng)度等級(jí)的?；⒅楸鼗炷恋目箟簭?qiáng)度損失都較為嚴(yán)重。在本次試驗(yàn)中,，同一強(qiáng)度等級(jí)的?；⒅楸鼗炷恋目沽蛩猁}侵蝕能力低于普通混凝土。 3.4.2 抗硫酸鹽機(jī)理分析 ?；⒅榛炷恋目沽蛩猁}侵蝕能力低于普通混凝土,，其主要原因是由于玻化微珠混凝土中膠體材料與粗骨料接觸部位存在極其微小的裂縫,，從而使硫酸鹽侵蝕到混凝土內(nèi)部,，降低了玻化微珠保溫混凝土耐硫酸鹽侵蝕的強(qiáng)度,。同時(shí)?；⒅樽陨聿；煌耆?，存在極其微小的空隙,，在空隙中未玻化完全的?；⒅榕c硫酸鹽發(fā)生微弱的化學(xué)反應(yīng)使其溶于硫酸鹽,，形成極其微小的空隙，通過(guò)這些空隙形成極其微小通道,，導(dǎo)致?；⒅榛炷恋目沽蛩猁}侵蝕性能較普通混凝土略有降低,。 4 結(jié)論 玻化微珠顆粒與水泥石界面緊密結(jié)合,，能減少混凝土中石子與水泥石間存在的較大縫隙,，使混凝土密實(shí)度有效提高，從而使?；⒅楸鼗炷恋目固蓟芰εc普通混凝土相比有較大改善,。 玻化微珠保溫混凝土中的鋼筋抗銹蝕能力明顯強(qiáng)于相同強(qiáng)度等級(jí)的普通混凝土,，且隨著強(qiáng)度等級(jí)的提高而提高,。玻化微珠保溫混凝土的抗硫酸鹽侵蝕能力略低于普通混凝土,。分析其原因認(rèn)為,，由于玻化微珠自身?；煌耆?，部分存在極其微小的空隙，使硫酸鹽侵蝕液隨微小縫隙進(jìn)入混凝土內(nèi)部,，造成?；⒅楸鼗炷恋目沽蛩猁}侵蝕能力略低。 |
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