粉煤灰摻量對混凝土抗氯離子侵蝕性能的試驗研究

于永齊　趙曉娜

摘要：本文在分析了粉煤灰組成成分的基礎上，為了研究粉煤灰對混凝土抗氯離子侵蝕性能的影響，進行了不同的配合比設計，按照試驗方法，得出不同深度氯離子濃度。試驗結果表明：在混凝土中加入10%-20%的粉煤灰可以改善混凝土抗氯離子侵蝕性能。這樣不但能減少水泥的用量，還能減少粉煤灰對環(huán)境的污染，能夠同時取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益，為以后粉煤灰在工程中的應用提供了參考。

關鍵詞：粉煤灰；混凝土；氯離子滲透性；配合比設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.181

1概述

粉煤灰主要來源于以燃煤為主的發(fā)電廠，是燃燒后收集的固體小顆粒。隨著人們生活水平的提高，居民對用電量的需求在逐年增加。直接后果就是粉煤灰量的增多，如果不加以重視和處理，將會對大氣和環(huán)境造成嚴重的影響。目前，隨著人們對粉煤灰研究的逐漸深入，粉煤灰在混凝土配合比設計中已經(jīng)得到了廣泛的應用，并取得了顯著的成果。

關于粉煤灰對混凝土抗氯離子滲透性能的影響已有相關研究，但具體關于粉煤灰取代量，不同的試驗還沒有一個最優(yōu)的取代率，為了探討不同摻量的粉煤灰對混凝土抗氯離子侵蝕性的影響，本文擬對粉煤灰摻量分別為0%、10%、20%、30%的混凝土試塊立方體進行抗壓強度以及抗氯離子侵蝕性能進行試驗并對實驗結果進行分析。

2實驗原材料及性質(zhì)

2.1粉煤灰

2.2水泥：普通硅酸鹽水泥

2.8細骨料

本實驗用采用天然中砂，表觀密度為2.65g/cm³，堆積密度1.40g/cm³，細度模數(shù)為2.6。

2.4粗骨料

采用5 20mm的碎石，顆粒級配良好。3抗氯離子侵蝕性試驗方案及iK件混凝土配合比

試驗采用邊長為100ram的混凝土立方體試塊，試塊在拆模后放進標準養(yǎng)護室養(yǎng)護。對齡期為60天試塊，進行氯離子侵蝕試驗。具體試驗方法為：先將試塊烘干，然后留下相對兩個表面，其余面石蠟予以密封，然后放入到10%的NaCl溶液的中進行滲透試驗。在試驗齡期為90天時，測定其中的氯離子含量。取樣深度以10mm為一個分界點。

氯離子含量測定采用NJCL-H氯離子含量快速測定儀。工作原理為：先用標準濃度對儀器進行標定，擬合出一條曲線，再用標定后的儀器測量氯離子濃度。配合比見下表3。

4不同粉煤灰摻量對混凝土抗氯離子滲透性能的影響

粉煤灰礦物摻合料對混凝土抗氯離子滲透性能有較大影響，通過試驗得出不同粉煤灰摻量下氯離子質(zhì)量分數(shù)滲透深度曲線。

（1）不同摻量粉煤灰混凝土抗氯離子滲透性規(guī)律分析。由圖1可知，一定量的粉煤灰等質(zhì)量取代部分水泥后對混凝土的抗氯離子滲透性能有明顯的改善。可以看出，無論是加入粉煤灰還是未加入粉煤灰，在深度0—10mm的范圍內(nèi)，氯離子濃度遠遠大于10mm以后的氯離子濃度，并且隨著深度的增加，氯離子的濃度逐漸減小。同一粉煤灰摻量不同水膠比的情況下，氯離子的濃度隨著水膠比的增加而增加。不同深度處，粉煤灰摻量為10%的混凝土，其氯離子濃度低于未摻粉煤灰的混凝土，并且當粉煤灰摻量由10%到30%時，氯離子的濃度呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢。為了提高結構的耐久性，建議粉煤灰的摻量以10%-20%為宜。

（2）粉煤灰對混凝土抗氯離子滲透作用機理分析。影響氯離子侵蝕混凝土的主要因素是孔隙率的大小及數(shù)量，摻加粉煤灰之所以能降低氯離子的濃度在于隨著粉煤灰的摻加，混凝土的孔隙率逐漸降低，孔徑逐漸減小，因此混凝土宏觀表現(xiàn)為隨著粉煤灰摻量的增加混凝土的密實度提高，抗氯離子侵蝕能力提高。從微觀方面講，造成這種現(xiàn)象的原因有兩方面：一是由于其火山灰效應減少了混凝土的內(nèi)部Ca（OH）₂的數(shù)量，改善了水泥石和集料之間的界面，使混凝土孔級配得到改善，提高了混凝土對Cl—的擴散阻礙能力；二是孔的細化，更多的低堿度的C—S—H凝膠，增加了混凝土（物理和化學）固化能力，有利于降低Cl—在混凝土中的滲透速度，從而提高了混凝土的抗氯離子滲透能力。

5結論

（1）在混凝土中摻加適量粉煤灰，能夠減少用水量，增加混凝土的強度，但是粉煤灰的摻量有一個最佳范圍，當粉煤灰摻量為10%時能充分發(fā)揮粉煤灰的作用，粉煤灰產(chǎn)量過多，強度下降。

（2）混凝土中摻加一定量的粉煤灰可以提高其抗氯離子侵蝕的能力，但是摻量過多，抗侵蝕能力反而下降，結合強度實驗，建議摻加量以10%-20%為宜。