双掺大流动性混凝土性能论文

双掺大流动性混凝土性能研究

摘要:通过研究不同粉煤灰掺量对混凝土性能的影响,结合混凝土密实度、抗压强度及碳化深度对双掺大流动性混凝土作了一定的性能分析论述,最后总结出其抗压强度及碳化深度之间存在的关系。

关键词:粉煤灰高效减水剂碳化深度

0 引言

混凝土作为实际工程中的一种碱性材料,能使钢筋处于钝化状态而不受锈蚀作用,但由于大气中二氧化碳、水等物质的存在,渗入混凝土中对其产生碳化作用,直接导致混凝土碱度降低,使钢筋失去钝化,从而造成混凝土强度下降。因此提高混凝土抗碳化性能,已成为不可忽视的问题,受到越来越多人们的关注。大量实验证明,在混凝土中同时加入粉煤灰和减水剂,由于粉煤灰活性可产生二次水化作用以及高效减水剂的特殊作用,既填充了混凝土中的孔隙,提高了密实度,又能增大混凝土的流动性,满足和易性的要求。双掺大流动性混凝土正是基于以上优点而配制,从而提高了混凝土的抗碳化性能。另一方面混凝土中粉煤灰的利用从一定程度上减少了我国粉煤灰排放、堆积的量,可获得巨大的社会效益和经济效益,相信双掺大流动性混凝土的发展有一个广阔的前景。

1 双掺大流动性混凝土的密实度

1.1 高效减水剂的作用首先,掺入高效减水剂对水泥起吸附、高度分散、润滑的作用,促使水泥絮凝体结构的解体,释放了气泡中

多余的水分,还将水泥团块解体,充分利用了拌和水。其次,高效减水剂能够使混凝土中各材料均匀分布,多余的水分填充了空隙,阻

止了空气中二氧化碳、水等物质的进入,提高了混凝土早期强度,降低其碳化深度。另外,加入高效减水剂,降低了水灰比,使水泥浆的组织密实,透气性小,碳化速度较慢。

1.2 粉煤灰的作用机理

1.2.1 粉煤灰的形态效应粉煤灰的主要矿物组成是海绵状玻

璃体,铝硅酸盐玻璃微珠,这些球状玻璃体表面光滑、粒度细,质地致密,内表面积小,不仅使水泥浆需水量小,而且它们往往填充于水泥浆体孔隙中,使混凝土密实性大大提高,或者在相同用水量的情

况下,可增大流动性,改善和易性和可泵性。

1.2.2 粉煤灰的微集料效应粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在

水泥颗粒之中,阻止了水泥颗粒的相互粘聚,而处于分散状态有利

于水化反应的进行,同时减少了用水量,硬化后混凝土孔隙率降低,使密实度得以提高。

1.2.3 粉煤灰的活性效应粉煤灰的活性效应也称火山灰效应,粉煤灰中的活性成份sio2和ai2o3与水泥和石灰的水化产物在水溶液中发生反应,生成水化硅酸钙和水化铝酸钙,继而与石膏反应

生成水化硫铝酸钙。上述这些反应几乎都是在水泥浆孔隙中进行的,大大降低了混凝土内部的孔隙率,改变了孔结构,提高了混凝土的

密实度。粉煤灰的掺量与孔隙率的关系如图1所示。

2 双掺大流动性混凝土的抗压强度

从双掺混凝土性能来看其早期强度略低于普通混凝土,原因在于粉煤灰取代了部分水泥的用量,早期硬化混凝土中水化产物的质量减少,加上粉煤灰的颗粒活性组分的化学反应迟缓,凝结硬化的的速度减慢,其初凝时间大约推迟1-3小时左右。这与规范规定的以混凝土28天的强度考核相比,强度远远不及,故造成其早期强度略低。但是在混凝土配制过程中加入高效减水剂,可有效弥补早期强度低的不足,强度贡献率大约在10%-15%左右。对于双掺大流动性混凝土来说,其后期强度明显提高,原因在于粉煤灰活性物二次水化作用活跃,而且粉煤灰掺量在一定范围内越大效果越明显,粉煤灰有效取代率也明显提高。图2为粉煤灰掺量与混凝土强度值的关系。

3 双掺大流动性混凝土的碳化深度

混凝土碳化深度作为混凝土抗碳化能力的直观体现,与混凝土的密实度、抗压强度有着密切的联系。对于双掺混凝土来说,粉煤灰的掺入起到至关重要的作用。粉煤灰的掺入使水泥浆体的浓度下降,水化产物相对较小,且它的二次水化反应消耗部分氢氧化钙,降低了碱含量,使其吸收二氧化碳的能力下降。另外,高效减水剂的使用,提高有效水灰比,加速了水泥水化率。从而整体上改善了混凝土的孔结构,孔隙率降低有利于混凝土的抗碳化性能。双掺大流动性混凝土的碳化深度与粉煤灰的掺量关系如图3所示。

4 结论

4.1 掺加粉煤灰和减水剂,可提高混凝土的密实度,改善孔结

构;

4.2 双掺大流动性混凝土早期强度略低,加入高效减水剂可有效弥补此不足,并且早期强度和后期强度都有所提高,强度贡献率在10%-15%左右;

4.3 粉煤灰取代水泥量控制在35%左右,双掺大流动性混凝土密实度、抗压强度和碳化深度相对普通混凝土均可提高;

4.4 结合图2和图3分析可得到混凝土抗压强度与碳化深度之间存在较好的相关性,如图4所示。

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该项目为黑龙江科技学院大学生科研基金资助项目双掺大流动