粉煤灰對混凝土耐久性影響的研究

孔令鵬李強龍（山東科技大學 土木工程與建筑學院 山東 青島 66590）

粉煤灰對混凝土耐久性影響的研究

孔令鵬1李強龍2
（山東科技大學 土木工程與建筑學院 山東 青島 266590）

文中為了深入的研究粉煤灰對混凝土耐久性影響，分別從抗凍融性、抗抗硫酸鹽侵蝕性方面進行實驗研究。實驗表明：粉煤灰的一定摻入量能在較大程度上提高混凝土的抗凍融性、抗抗硫酸鹽侵蝕性。因此，一定摻量的粉煤灰能提高混凝土的耐久性。

粉煤灰；抗凍融性；抗硫酸鹽侵蝕性；混凝土

前言：粉煤灰通常作為工業廢料來處理，作為混凝土的摻和料，不僅能夠使廢棄物再利用，而且能夠降低混凝土的造價，因此粉煤灰混凝土在我國已經得到了廣泛的應用。適量摻入粉煤灰能夠改善混凝土的性能，并有利于后期混凝土強度的發展和耐久性的提高。目前，我國混凝土結構的耐久性劣化是一個普遍存在的問題，每年都要花費大量的人力和物力來處理各種混凝土病害。因此，如何提高混凝土的耐久性是一個迫切需要解決的問題，具有十分重要的意義。本文分別從抗凍融性、抗硫酸鹽侵蝕性方面研究了粉煤灰摻和料對混凝土耐久性的影響。

1 原材料及試驗方法

1.1 原材料

（1）水泥

試驗采用“沂州”牌P.O42. 5水泥，安定性、細度、強度等指標均符合《通用硅酸鹽水泥》( GB175- 2007)的要求。其化學成分和物理力學性能分別見表1和表2。

（2）粉煤灰

采用Ⅰ級粉煤灰，其需水量比、二氧化硫含量、細度、燒失量都滿足Ⅰ級粉煤灰標準。其化學成分和品質指標見表3。

（3）粗骨料

采用5～31.5mm的碎石。表觀密度為2 680 kg/ m3；堆積密度為1 348 kg/ m3。

（4）細骨料

本次試驗采用人工砂，其堆積密度2600 kg/ m3；表觀密度1450 kg/ m3；細度模數2.83；細粉含量6.4%。

（5）外加劑

高效減水劑和引氣劑。

表1 水泥的化學成分（%）

表2 水泥的物理力學性能

表3 粉煤灰的化學成分及品質指標（%）

1.2 混凝土配合比

試驗所用的混凝土配合比如表4所示：

表4 混凝土的配合比

1.3 試驗方法

按GB/T50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》進行抗凍融實驗，按照《水泥抗硫酸鹽侵蝕試驗方法》GB/T749-2008進行抗硫酸鹽侵蝕性試驗研究。

2 粉煤灰對混凝土耐久性的影響

2.1 粉煤灰對混凝土抗凍融性能的實驗結果及討論

將所做的28d齡期試件放在凍融箱中循環凍融300次所得出結論如圖1所示

圖1 粉煤灰摻和料對混凝土的凍融性的影響

從圖1中可以得出：混凝土在凍融箱中循環凍融300次，隨著粉煤灰取代量的增加，重量損失率和強度損失率都逐漸減少。直到粉煤灰取代量達到40%之后，隨著粉煤灰取代量的增加，重量損失率和強度損失率都相對穩定。因此，一定量的粉煤灰摻和料能夠減少混凝土凍融循環的重量損失率和強度損失率，能夠增加混凝土的抗凍融性，進而能提高混凝土的耐久性。

2.3 粉煤灰對混凝土抗硫酸侵蝕性的試驗結果及討論

將28d齡期混凝土試件分為兩組分別浸泡在20℃恒溫水中和3 % 硫酸鹽侵蝕溶液中，測混凝土試件的抗壓強度如圖2所示：

圖2 粉煤灰摻和料對混凝土的抗硫酸侵蝕性的影響

從圖2中可以得出：28d齡期混凝土所有試件中，浸泡在硫酸鹽溶液中的試件比浸泡在20℃恒溫水的試件抗壓強度都大，說明一定量的粉煤摻和料能夠改善混凝土的抗硫酸鹽侵蝕性能。

3 結論

通過粉煤灰對混凝土耐久性的試驗研究可以得出以下結論：

（1）一定量的粉煤灰摻和料能夠顯著地增加混凝土的抗凍融性，隨著取代量達到40%趨于穩定。

（2）摻入一定量的粉煤灰后，在硫酸鹽浸泡液中的28d齡期的試件其抗壓強度都比在20℃恒溫水中的大。

（3）一定量的粉煤灰摻和料能夠增加混凝土的抗凍融性和抗硫酸侵蝕性，因此能夠增強混凝土的耐久性。

[1] GB/T50082-2009，普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法

[2] 邢世海，超摻粉煤灰混凝土耐久性研究與應用混凝土，2004.7

[3] GB/T749-2008，水泥抗硫酸鹽侵蝕試驗方法

[4] 馮乃謙,邢鋒.高性能混凝土技術[M].北京:原子能出版社,2000

[5] 劉數華，方坤河，曾力. 粉煤灰對混凝土耐久性的影響[J]. 粉煤灰，2004, 16( 6):6-7.

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孔令鵬